DE705103C - Verfahren zur Herstellung lufttrocknender Lack-Wasser-Emulsionen aus natuerlichen oder synthetischen hochpolymeren Stoffen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung lufttrocknender Lack-Wasser-Emulsionen aus natürlichen oder synthetischen hochpolymeren Stoffen Um wäßrige Emulsionen t@-asserenlöslicher, lyophiler, hochpolymerer Stolte herzustellen, hat man sich bisher zweier Wege bedient. Der hochpolymere Stoff, beispielsweise ein Cellulosederivat, wurde mittels wasserlöslicher Schutzkolloide, hauptsächlich 1VIethylcellul@ose oder Polyvinylalkohol, direkt dispergiert. Die aus diesen Emulsionen zurückbleibenden Anstrichschichten bestehen also stets aus zwei verschiedenen, in ihren Eigenschaften meist weit auseinanderliegenden Hochpolymeren. Nach dem anderen Verfahren werden wäßrige Emulsionen in der Weise hergestellt, daß der hochpolymere Stoff in .organischen Lösungsmitteln gelöst wird und daß diesen viscosen Lösungen der hochpolymeren Stoffe unter Benutzeng von Emulgatoren Wasser zugemischt wurde. Im allgemeinen beträgt hier der Anteil des Wassers etwa 280,'o der fertigen Emulsion. Beiden Methoden ist gemeinsam, daß die Emulgierarbeit des Vermischens der Wasserphase mit der Lösungsmittelphase, wozu überwiegend schnell laufende Apparaturen, -wie Kolloidmühlen, Homogenisiermaschinen oder Emulgiermaschinen, Verwendung finden, stets in Gegenwart des hochpolymeren Kolloids vorgenommen werden müß.
• Nun ist bekannt, daß hochpolymere Substanzen gegen starke mechanische Beanspruchung relativ empfindlich sind. Als Folge der in den Emulgiermaschinen durch die mechanischen Kräfte vorgenommenen Verteilung i11 feinste Teile tritt ein Absinken der mechanischen Eigenschaften der aus den Lack - Wasser - Emulsionen zurückbleibenden filmbildenden Substanzen ein. Hierdurch wird die gewerbliche Verwendung derartiger Lack-Wassi#r-Emulsionen der Hochpolymeren stark zurückgedrängt, wenn nicht gar für viele Gebiete ganz ausgeschlossen.
• Wie nun gefunden wurde, lassen sich Lack-Wasser-Emulsionen der natürlichen oder synthetischen hochpolymeren Stoffe unter völliger Schonung dieser Stolte erzielen, wenn man zuerst die zur Dispergierung der hochpolymeren Stolle erforderlichen organischen, praktisch wasserunlöslichen Lösungsmittel mit Wasser unter Zuhilfenahme von Emulgatoren und geeiglieten maschinellen Einrichtungen emulgiert und in dieser Löstnigsiiiittel-Wasser-Einulsion, die vom Typ Ü1-iii-XVasser oder Wasser-in-Öl sein kann, den hochpolymeren Stoff vorzugsweise durch Schütteln dispergiert. Bei dieser Arbeitsweise erfahrt der hochpolymere Stoff also keinerlei mechanische Beanspruchung. Überraschenderweise lösen sich die hochpolymeren Stoffe in diesen Emulsionen, in denen die Lösungsmittelteilchen weitgehend von Wasserteilchen umhüllt sind, leicht und vollständig auf. Die aus diesen neuartigen Lack-Wasser-Einulsionen anfallenden Filmschichten weisen die gleichen mechanischen Eigenschaften auf, wie ein aus den bisher üblichen Lacken oder Giet3lösuligcn hergestellter normaler Film. Abgesehen von der Schonung der Hochpolymeren hat das neue Verfahren noch den Vorteil, daß zur Herstellung der Emulsionen wesentlich geringere Energiemengen nötig sind und daß diese Lösungsmittel-Wasser-Einulsion sich in verhältnisi n.i ' 13 )ig einfachen und billigeren Apparaturen herstellen 11i13t. Atil3erdem ist das Verfahren im Gegensatz zu dem bisher üblichen Weg des Emulgierens von Lack mit Wasser nicht durch irgendeine obere Konzentration an der praktischen Durchführung gehindert, wohingegen siel. bekanntlich konzentrierte Pasten nicht mehr emulgieren lassen. Während es bisher nur unter Innehaltung besonderer Vorsichtsmaßnahmen, beispielsweise Anwendung von Einulgatoren in Wasser zum Ansteigen des Pigmentes, möglich war, die farblose Lack-Wasser-Emulsion für die Verarbeitung mit den gewiinscliten Pigmenten anzufärben und außerdem die Beständigkeit der pigmentierten Emulsionen sehr beschränkt war, gelingt es ohne weiteres, die trockenen Pigmente in den neuen Lack-Wasser-Emulsionen, die durch Auflösen des hochpolymeren Stoffes in einer Lösungsmittel - Wasser - Emulsion hergestellt sind, so zu verteilen, daß eine mehrere Wochen best'indige pigmentierte Emulsion erzielt wird, die beim Trocknen bei gewöhnlicher Temperatur einwandfreie Filmschichten hinterläßt.
• Eine solche Ausbildung einer zusammenhängenden Filmschicht nach dem Verdunsten des Peptisationsmittels ist nur dann möglich, wenn, wie bei der Arbeitsweise gemäß der Erfindung, die peptisierende Kraft der erhaltenen Lösungsmittel-Wasser-Emulsion die Aufteilung der Polymeren bis zu Makromolekülen bewirkt. Es ist dann nicht mehr nötig, wie bei bekannten Verfahren, bei denen,Polyvinylverbindungen, insbesondere Polystyrol, in eine aus geringen Mengen Wasser und organischen Lösungsmitteln erhaltene mayonnaisenartige Mischung eingetragen werden, eine Wärmebehandlung oder gar eine Wärmebehandlung unter Druck anzuwenden, um das aus der groben Dispersion nach dem Verdunsten des Wassers und Lösers hinterbleibende Haufwerk fester Teilchen in eine zusammenhängende Schicht überzuführen.
• Die neue Methode hat sich zur Herstellung von Lack-Wasser-Emulsionen aller hochpolymeren Stoffe als geeignet erwiesen. Es lassen sich bei ihrer Anwendung nicht ;nur natürliche hochpolymere Stoffe, wie Cellulosederivate, sondern auch die synthetisch hergestellten lyophilen Polymeren der Vinylgruppe in sehr beständige Lack-Wasser-Emulsionen überführen und in dieser Form einer vielseitigen Verwendung als Lack, Aufstreichmasse zur Herstellung von Kunstleder, Belagstoffen zur Herstellung von Filmen, Schallplatten, Schutzüberzügen usw. zuführen.
• Zur Erläuterung der Erfindung dienen noch die nachstehenden Beispiele, wobei als Vertreter der lyophilen Cellul.osederivate die Nitrocellulose und als Vertreter der löslichen i Vinylpolymeren das nachchlorierte P,olyvinylchlorid mit einem über 56,8% liegenden Chlorgehalt genannt sei. Beispiel Zoo g eines Lösungsmittelgemisches, bestehend aus 5o% Methoxybutylenglykolacetat, 200,ö Butanol, 20% Toluol, 8% Xylol und 6% Phthalsäuredibutylester, werden nach Zusatz von t o g eines der gebräuchlichen öllöslichen Emulgatoren mit 250 g Wasser in einer Emulgiervorrichtung, etwa der Emulgiermaschine nach Auerbach (Kolloidze@ itsehrift it. S- 28 1. innerhalb 15 Minuten in eine haltbare Emulsion vom Typ öl-in-Wasser übergeführt. Unter gebräuchlichen öllöslichen Emulgatoren werden Substanzen verstanden, wie sie unter dem geschützten Namen »Emulphor« mit den näheren Kennzeichnungen »Emulphor F M öllöslich« bzw. »Emulphor O« im Handel sind. In diesen Substanzen liegen Derivate der Olsäuren vor, beispielsweise das Triäthanolaminderivat der Olsäure. In diese Emulsion bringt man 33g mittelviscose esterlösliche Nitrocellulose ein. Nach etwa istündigem Schütteln auf der Rollschüttelmaschine hat sich die Nitrocellulose in der Lösungsmittel-Wasser-Emulsion aufgelöst. Die nunmehr erhaltene Nitrocellulose-Lacl>-Wass3r-Emulsion wird in normaler Arbeitsweise zum Lackieren von Flächen jeder Art, hauptsächlich jedoch poröser Struktur, verwendet und hinterläßt einen transparenten Film. Die Nitrocellulose kann mit jedem beliebig; ti Anfeuchtungsm.ittel zur Anwendung kommen, wobei man natürlich der tÄ-asscrfeuchten Nitrocellulose den Vorzug geben wird. Es ist nicht unbedingt erforderlich, das Anfeuchtungswasser bei der Herstellung der Lösungsmitt,-l-Wasser-Emulsio:n zu berücksichtigen. An Stelle des beispielsweise genannten Lösu:ngsmittel-Verschnittmittel-Gemisches können noch weitere Kombinationen dieser beiden Klassen treten, wobei zweckmäßig der Anteil an hochsiedenden Lösungsmitteln (Siedepunkt > i-lo-') mindestens gleich dem Anteil der mittel- und niedrigsiedenden organischen Flüssigkeiten ist. Für die Beständigkeit der Lösungsmittel-Wasser-Emulsion ist es von Vorteil, die Verwendung wasserlöslicher organischer Flüssigkeiten auf das Notwendigste zu beschränken. Das Verhältnis von Wasser zu Lösungsmitteln kann in weiten Grenzen schwanken und dem jeweiligen Verwendungszweck angvpaßt werden. Selbstverständlich können die Emulsionen außer Nitrocellulose auch noch Harze und andere notwendige Zusätze erhalten. Beispiel ioog Essigsäureester aliphatischer Alkohole von C;; bis C12, Sog Butylacetat, zog Toluol, 2o g Tetrachlorkohlenstoff und i o g gechlorte Diphenyle werden mit a25 g Wasser nach Zusatz von 50:'0 öllöslicher Emulgutnren zu der Olphme und o,50.0 Türkischrotöl zur Wasserphase 15 Minuten emulgiert. Die erhalt°ile Lösungsmittel-Wasser-Emulsion wird zum Dispergieren von 5 g nachchlorierten Polyvinyl:chlorids benutzt. Nach mebrstündi-em Schütteln auf einer Rollschüttelmaschine erhält man eine Lack-Wasser-Emulsion, in die sich mühelos 25 bis .15g Kastanienbraun oder irgendein anderes Pigment einrühren lassen. Die pigmentierte Emulsion ist lagerbeständig und läl,#t sich in bekannter Weise verarbeiten. An Stelle des nachchlorierten Polyvinylchlorids können unter geringfügiger Abwandlung des LösungsmittelgemischesChlorkautschuk oder auch die 1Iischpolymerisate der Vinylgruppe treten.

Claims (1)

1. Pr1TENTANSP[ZUCi1: Verfahren zur Herstellung lufttrocknender Lackemulsionen durch Auflösen von hochpolymeren Lackrohstoffen in Lösungsm-ittel-Wasser-Emulsionen, dadurch gekennzeichnet, daß man natürliche und synthetische hochpolymere Stoffe in einer Lösungsmittel-Wasser-Emulsion. bei der das Wasser zumindest in der gleichen Menge wie das Lösungsmittel vorhanden ist, vorzugsweise durch Schütteln auflöst.