DE737999C

DE737999C - Verfahren zur Herabsetzung der Viskositaet von pigmentierten waessrigen Dispersionen organischer Bindemittel

Info

Publication number: DE737999C
Application number: DEI69665D
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Fikentscher; Dr Rudolf Gaeth
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1941-05-20
Filing date: 1941-05-20
Publication date: 1943-08-03
Also published as: FR881395A

Description

Verfahren zur Herabsetzung der Viskosität von pigmentierten wäßrigen Dispersionen . organischer Bindemittel Beim Zusatz von Pigmenten zu natürlichen oderkünstlichen wäßrigen Dnspe;siönen organischer Bindemittel, wie Latex oder bekannten Kunststoffdispersionen, erhält man oft dicke, nicht fließende Pigmentbreie, die auch auf Zusatz von viel Wasser nur schwer dünnflüssig werden. Die starke Verdünnung mit Wasser ist aber unerwünscht, da mit den stark wasserhaltigen Dispersionen z. B. nur magere Anstriche oder dünne Filme erzeugt werden können.
Es wurde nun gefunden, daß man die für die Verarbeitung notwendige Herabsetzung der Viscosität von mit Pigmenten versetzten wäßrigen Dispersionen organischer Bindemittel leicht erzielen kann, wenn man ihnen Carboxylgruppen enthaltende Polymere %n_ Form ihrer wasserlöslichen Salze in einer Menge von etwa 0,05 bis i%, bezogen auf das Pigment, zusetzt.
Geeignete Polymere der erwähnten Art sind beispielsweise die wasserlöslichen Salze von mit Chloressigsäure umgesetzter Cellulosse, von Polymerisationserzeugaissen der. Acrylsäure; Maleinsäure, Crotonsäure, von ganz oder teilweise verseiften Erzeugnissen polymerer Säurechloride, -Ester, Nitrile oder Amide, sowie von Mischpolymerisaten dieser Verbindungen. In polymerhomologen Reihen sind die niedrigviscosen Polymeren wirksamer als die höherviscosen.
Die genannten polymeren Verbindungen in Form ihrer wasserlöslichen Salze können in einer beliebigen Stufe bei der Herstellung der pigmentierten wäßrigen Dispersionen organischer Bindemittel zugefügt werden, z. B. für sich oder in Mischung mit den Pigmenten oder mit etwa zuzufügendem Wasser zur Dispersion selbst oder zur fertigen pigmentierten Dispersion. Es genügen meist schon kleinste Mengender genannten Verbindungen, um die Viscosität der wäßrigen Dispersion merklich herabzusetzen. Für praktische Zwecke verwendet man etwa o,og bis i01,0, bezogen auf das .Pigment, um die wäßrige Dispersion leicht verarbeitbar zu machen. Besonders deutlich ist die visaositätsverminderade Wirkung der Zusätze bei Verwendung ven sehr fein ,erteilten Pigmenten, wie Kreide, Titandioxyd und organischen Farbstoffpigmenten.
Nachdem man de Viscosität von wäßrigen Kautschukdispersionen durch Zusatz erheblicher Mengen von wasserlöslichen Salzen der Polyacrylsäure schon erhöht hat, war es überraschend, daß sich beim Zusatz der angegebenen kleinen Mengen dieser Verbindungen zu pigmentierten wäßrigen Dispersionen organischer Bindemittel deren Wirkung gerade umkehrt, d. h. daß sie die Viscosität der Disp-rsionen herabsetzen. Gegenüber oberflächenaktiven Mitteln, wie sie üblicherweise zur Dispergierung fester Stoffe in Flüssigkeiten verwendet werden, haben die vorgeschlagenen Zusätze den Vorteil, daß sie kein Schäumen bewirken fand zur Erzielung der gleichen Wirkung wesentlich kleinere Mengen erforderlich sind. Es war auch schon bekannt, daß sich wäßrige Dispersionen vor, Mischpolymerisaten, die eine geringe Menge einer hydrophilen Komponente, z. B. acrylsaures Natrium, einpolymerisiert enthalten, besonders hosch Konzentrieren lassen. Daraus war aber nicht zu entnehmen, daß darüber hinaus ein Zusatz von Salzen vexi (:arbo:aaylgruppen enha_ltenden Polymerer, die Viscosität von pignentierten wäßrigen Dispersionen organischer Bindemittel stärk vermindert.
Die erhaltenen pigmentierten wäßrigen Dispersionen organischer Bindemittel eignen sich insbesondere für Anstriche, Appreturen und Imprägnierungen. Sie sind trotz ihres hohen Pigmentgehaltes im Gegensatz zu den entsprechenden zusatzfreien Dispersionen leicht verarbeitbar.
Die in nachstehenden Beispielen erwähnten Teile sind Gewichtsteile.

Beispiele i. Verrührt man 8o Teile Titandioxyd mit 6o Teilen o,20(oigem wäßrigem Ammoniak und Io Teilen einer mit Hilfe von 2% oxyoktodekansulfonsaurem Natrium hergestellten 4oo/oigen wäßrigen Dispersion eines Misch. polymerisats aus 66 Teilen Acrylsäureäthylester, 2o Teilen Iso'outylvinyläther, 12 Teilen Styrol und 2 Teilen acrylsaurem Natrium, so erhält man einen dicken Pigmentbrei, dessen Viscosität sich im Ford-Becher IV bei 2o° noch nicht bestimmen läßt. Auch durch Zusatz von beispielsweise 4o Teilen Wasser lvird er nicht dünnflüssig. Setzt rnan aber der pigmentierten Dispersson lo%ige Lösungen der wasserlöslichen Salze von carboxylgruppenhaltigen Polymeren zu, su e.#-iält man schon bei folgenden sehr geringen Zusätzen eine Vollkommene Veeflüssigung der pig mantierten r.äß:igen euren t'is_ cosität m Ford-Becher-Die Zahlen in der zweiten senkrechten Reihe bedeüten die Mindestmengen einer 10% igen wäßrigen Lösung, die zur Verflüssigung des obigen Ansatzes notwendig ist.

Mindestmenge

Carbaxylgruppenhaltiges Polymeres in Teilen bezogen x -`#usflußzeir aus

in Gestalt eines wasserlöslichen Salzes einer Ho i Lösung auf Pl .nent Ford-Becher IV

I bei 20'

°/° Sekunden

KeLi Zusatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . 0 ; o nicht meßbar -

Polyacrirlsaures Natrium, niedrigviscos....... 0,5 0,0625 75

Polywcrylsaures Natrium, hochyiscos ........ 2,2 0,275 W

Polyacrylsäuremethylester, mit-Ammoniak ver-

seift................:................... 1,0 ti,I25 iio

Natriumsalz des Mischpolymerisats aus 7ö Tei-

len Acrylsäure und 3o Teilen Diäthylamino-

äthanoivii'tyjätlier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,0 0,25 rao

Ammonniunisalz des Mischpolynierisats aus 70

Teilen Acrylsäure und 3o Teilei' Vinylpyrro-

lidon ...................... ............ 2,2 0,275 110

2. Versetzt man 8o Teile einer Mischung aus Bariumstilfat und Zinksulfid (70 : 30) mit 5o Teilen o,2%igem wäßrigem Ammoniak und io Teilen einer mit 2% oxyoktodelcanstilfonsaurem Natrium hergestellten 5o0%igen wäßrigen Dispersion eines Mischpolymerisats aus .4g Teilen Acrylsäuremetliy1-ester, 49 Teilen Isobutylvinyläther und 2 Teilen acrylsaurem Natrium; so erhält man eine dicke, glicht fließende pigmentierte Dis persion. Setzt man, wie iri Beispiel i, io0/pige Lösungen der wasserlöslichen Salze von carboxylgruppenhaltigen Polymeren zu, so erhält man bei folgenden Mindestmengen vollkommene Verflüssigung:

Mindestmenge

in feilen bezogen Ausflußzeit auCarboxylgruppenhaltigass Polymeres einer xo°%ighn auf Pigment Ford-Bechr 111

in Gestalt eines, wasserlöslichen -Salzes jung - bei 2o'

% Sekunden

Kein Zusatz ........ ..................... o o nicht rreßbar

Polyacrylsaures Natrium, niedrigviscos ..... . . 0,8 o,1 140

Pölyacrylsaures Natrium; hochviscos ........ i,¢ 01175 160

Polyacrylsäuremethylester, mit Ammoniak ver-

seifi.... .................. ............... o,8 o,1

Natriumsalz des Mischpolymerisats aus 7o Tei-

len Acrylsäure und 3o Teilen Diäthylamino-

äthanolvinyläther....... ........... ...... 1,4 0,175 120

Polyacrylsäurenitril, niedrigviscos, mit Am-

,moaiiak teilweise verseift ...............:. 2,0 0,25 170

Polyacrylsäurenitril, hochviscos, mit Ammoniak

teilweise verseift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,6 0,45 180 bis g90

3. 8o Teile Chromoxydgrün werden mit 25 Teilen o,2%igeen wäßrigem Ammoniak und Io Teilen einer mit 20% oxyoktodekansulfonsaurem Natrium hergestellten 5o%igen wäßrigen Dispersion eines Mischpolymerisats aus 49 Teilen Acrylsäuremethylester, 49 Teilen Isobutylvinyläther und 2 -Teilen acrylsaurem Natrium versetzt. - Man erhält eine dicke, nicht fließende pigmentierte Dispersion, die sich durch folgende Zusätze vollkommen verflüssigen läßt:

Mindestmenge

in Teilen bezogen Ausflußzeit aus

Carboxylgruppenhaitiges Polymeres r °/°igen auf Pigment Pord-Becher IV

in Gestalt eines wasserlöslichen Salzes einer r0 bei zo°

Lösung

% Sekunden

Kein Zusatz ......:....................... o o nicht meßbar

Polyacrylsaures Natrium, niedrigviscos....... 0,8 o,1 50

Polyacryfisaures Natrium, hochviscos ... ... 4,0 0,5 80

Polyacrylsäuremethylester" mit Ammoniak ver-

seift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... .. . . . . . . . 3,2 0,4 70

Natriumsalz des 14ischpolymerisats aus 7o Tei-

len Acrylsäure und _3o Teilen Diäthylamino-.

äthanolvinyläther . . . . . . . . .,. . . . . . . . . . . . . . . 4,0 0,5 80

Ammoniumsalz des Mischpolymerisats aus 7b

Teilen Acrylsäure und 3o Teilen Vinylpyrro-

lidon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -- , . . . . a,6- 0,2 60 ,

Polyacrylsäurenitril, niedrigviscos, mit Am-

moniak teilweise verseift ................. 4,0 0,5 ioo

Polyacrylsäurenitril, hochviscos, mit Ammoniak =

teilweise verseift . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . 6,0 o;75 120

i

4. ioo Teile der komplexen Verbindung von Anilinschwarz mit Chrom und Kupfer werden mit Zoo Teilen o,20%igem wäßrigem Ammoniak und 25 Teilen einer mit 20o oxvoktodekansulfonsaurem Natrium hergestellten 500%igen wäßrigen Dispersion eines Mischpolymerisats aus 49 Teilen Acrylsäuremethylester, 49 Teilen Isobutylvinyläther und 2 Teilen acrylsaurem Natrium versetzt. Man erhalt eine dicke, nicht fließende pigmentierte Dispersion. Durch Zusatz von 6 Teilen (= o,6% bezogen auf das Pigment) einer Io%igen Lösung des Natriumsalzes einer niedrigviscosen Polyacrylsäure tritt, vollkommene Verflüssigung der pigmentierten Dispersion ein. Die Auslaufzeit aus dem Ford-Becher IV beträgt bei 2o0 ioo biss i2o-Sekunden. 5. Versetzt man 8o Teile Kreide mit 4o Teilen o,2%igem wäßrigem Ammoniak und io Teilen einer* mit ölsaurem Natrium hergestellten 5o%igen wäßrigen Bitumendispersion, so erhält man eine dicke, nicht fließende pigmentierte Dispersion, deren Viscosität sich im Ford-Becher IV bei 20° noch nicht bestimmen läßt. Setzt man ihr io%ige Lösungen der wasserlöslichen Salze von carboxylgruppenhaltigen Polymeren zu, so erhält man schon bei folgenden Mindestmengen vollkommene Verflüssigung.

# Mindestmenge

in Teilen bezogen Ausflußzeit aus

Carboxylgtuppenhaltiges Polymeres ° Ford-Becher IV

in Gestalt eines wasserlöslichen Salzes" eiüer to J°igen auf Pigment bei 2o'

Lösung

% Sekunden

Kein Zusatz ....................:......... o o nicht meßbar

Polyäcrylsaures Natrium, niedrigviscos ....... 0,8 o11 120

Polyacrylsäuremethylester, mit Ammoniak ver-

seift ..................... ............... . 1,2 0,15 130

Polyacrylsäurenitril, niedrigviscos, mit Am-

moniak teilweise verseift ... .;. . . . ... . , ...... 2,4 0,3.- 150

6. Ein Gemisch aus 4o Teilen Schlämmkreide und 4o Teilen T.itandioxyd, wird mit So Teilen o,20%igem wäßrigem Ammoniak und Io Teilen einer mit Ammoniumstearat hergestellten 50%igen wäßrigen Karnaubawachedispersion verrührt. Man erhält eine dicke, nicht fließende pigmentierte Dispersion, die durch folgende Zusätze vollkommen verflüssigt wird:

Mindestmenge

in Teilen bezogen Ausflußzeit aus

Carboxylgruppenhaltiges Polymeres ° Ford-Becher 1Y

in Gestalt eines wasserlöslichen Salzes einer r0 /°igen auf Pigment Lösung bei 20'

% Sekunden

Kein Zusatz ........................... .. o o nicht meßbar

Polyacrylsaures Natrium, niedrigviscos...... . 0,8 o,I Ioo

Polyacrylsaures Natrium, hochviscos ........ 61o 0175 130

Natriumsalz des Umsetzungsprodukts von

Chloressigsäure mit Alkalicellulose . : . . . . : . . I,0 0,i25 Zoo

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herabsetzung der Viscosität von pigmentierten wäßrigen Dispersionen organischer Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß @. man ihnen Carboxylgruppen enthaltende 'Polymere in Form ihrer wasserlöslichen Salze in einer Menge von etwa a,05 bis. i °11°, bezogen auf das Pigment, zusetzt.