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Nicht absetzende Schwarzlacke und Uberzugsmittel Es ist eine allgemein
bekannte Tatsache, daß mit Farbpigmenten bzw. auch anderen anorganischen pulverförmigen
Füllstoffen versehene Anstrichmittel eine viel größere Haltbarkeit zeigen als solche
Anstrichstoffe, welche nur aus einem filmbildenden Bindemittel bestehen. Würde man
eine Eisenkonstruktion z. B. mit Leinölfirnis streichen, so .wäre die Rostschutzwirkung
nur von kurzer Dauer. Wird der Leinölfirnis aber mitFarbpigmenten zu einer streichfertigen
Farbe gemischt und damit die Eisenkonstruktion gestrichen, dann ist die Haltbarkeit
des Anstrichs um ein Mehrfaches besser. Dies ist darauf zurückzuführen, daß durch
die Farbpigmente der Abbau des Bindemittelfilms durch Strahlungseinflüsse und sonstige
atmosphärische Einwirkungen außerordentlich verzögert wird. Aus diesem Grunde werden
für Rost-Schutzfarben heute allgemein nur pigmenthaltige Anstrichstoffe verwendet.
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Nicht ist dies der Fall bei den bituminösen Anstrichstoffen., Hier
ist es vielfach noch üblich, die reinen Bindemittel, d. h. Auflösungen von Bitumen
bzw. Steinkohlenteerpech in geeigneten Lösungsmitteln, alsAnstrichmittel zu verwenden.
DieSteinkohlenteerpechlösungen haben dabei den Nachteil, daß -die Anstrichfilme
unter dem Einfluß derWitterung zur Rißbildung neigen (allgemein bekannt als »Krokodilhaut«
der Teeranstriche).
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Bei den Biturnenlösungen ist es teilweise schon üblich geworden, anorganische
Füllstoffe zu verwenden, aber bei den Teerpechlösungen begegnet dies besonderen
Schwierigkeiten. Die anorganischen Füllstoffe, also z. B: Steinmehle, Asbestine,
Kalkmehl u. a., haben die Eigenschaft, daß sie in diesen
bituminösen
Bindemitteln, besonders stark zum Absitzen neigen. Das hat zur Folge, daß solche
Anstrichmittel in kurzer Zeit einen harten. Bodensatz bilden und es nur unter Schwierigkeiten
möglich ist, diesen Bodensatz wieder aufzurühren und einheitlich indem Bindemittel
zu verteilen.
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Bei den Bitumenlösungen kann. man sich damit helfen, daß geeignete
Schwebemittel., wie z. B. Metallsäuren, von Fettsäuren, zugegeben werden. Diese
bewirken eine wesentliche Verringerung der Absetzneigung. Bei denTeerpechlösungen
ist dieses Problem schwieriger. Teerpechlösungen sind Stoffedie die - kolloidchemisch
betrachtet - sieh nahe an -einer kritischen Grenze befinden. Das Steinkohlenteerpech
ist ein Stoff, welcher nur schwierig in homogene Lösung gebracht werden kann, und
nur wenige stark -wirksame Lösungsmittel vermögen das Steinkohlenteerpech vollkommen
glatt aufzulösen. Werden Lösungsmittel auch nur geringfügig verringerter Lösungsenergie
verwendet, dann treten, Störungen in der Teerpechlösung auf; dies ist daran erkennbar,
daß sich die hochmolekularen Bestandteile des Steinkohlenteerpechs ausscheiden und
in Form von grießigen Ausfällungen in Erscheinung treten, , Diese Gefahr wird durch
Zugabe der sonst üblichen Schwebemittel noch vergrößert und es ist tatsächlich kaum
möglich, eines; der üblichen Schwebemittel mit Steinkohlen:teerpechlösungen in ausreichender
Menge zu vermischen, ohne daß solche Störungen des kolloidalen Aufbaues der Teerpechlösung
auftreten.
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Bisher hat man sich deshalb meistens damit beholfen, die Füllstoffe
ohne Zusatz von Schwebemitteln beizugeben, aber das hat zur Folge, daß nach verhältnismäßig
kurzer Zeit sich ein schwer aufrührbarer. Bodensatz bildet. Werden solche Farben
dann mit dem auf Baustellen. kaum vermeidbaren Mangel an peinlicher Sorgfalt verarbeitet,
dann, wird zuerst die obenauf stehende füllstoffarmeTeerpechlösung und zum Schluß
das unten im Gefäß befindliche dickere Material verarbeitet, wobei das letztere
dann wegen seiner Dickflüssigkeit meistens verdünnt wird. Das hat aber meistens
eine Ausfällung des Pechs und damit Schädigung des Anstreichmittels zur Folge.
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Im Hinblfck auf - die geschilderten Vorteile pigmenthaltiger Anstrichstoffe
ist deshalb die homogeneVerteilung von mineralischen Füllstoffen, wie Steinmehlen,
Asbestinen, Kalkmehl, in Steinkohlenpechlösun:gen ein wichtiges Problem bei der
Herstellung solcher Anstrichmittel.
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Es wurde nun. ein neuer Weg gefunden., das Absitzen solcher Füllstoffe,
und zwar auch von besonders stark zum Absitzen neigenden Stoffen, wirksam zu verhindern.
Dies ist zum Teil dadurch m5glich, daß man in der Steinkohlenteerpechlösung ein
Gerüst erzeugt, durch welches die stark zum Absinken neigenden Füllstoffteilchen
in gleichmäßiger Verteilung- gehalten werden. Ein solches Gerüst kann dadurch erzeugt
werden, daß man.. z. B. der Steinkohlenteerpechlösung Ruß in so großer Menge zugibt,
daß diePechlösung vollständig damit durchsetzt ist. Während eine normale Steinkohlenteer-Pechlösung
ein Fließverhalten wie z. B. ein Öl
zeigt, wird durch den Rußzusatz von einer
bestimmten Menge ab, eine sahnige Beschaffenheit erreicht; äußerlich daran erkennbar,
daß diese mit Ruß gefüllte Steinkohlenteerpechlösung beim Ausgießen: nicht mehr
wie eine Flüssigkeit völlig glatt verläuft, sondern, stehenbleibt. Diese Wirkung
wird dadurch erreicht, daß die Steinkohlenteerpechlösung von einem Gerüst der Rußpartikelchen
durchsetzt ist, welches das Fließvermögen behindert.
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Diese Wirkung wird, wie erwähnt, erst bei bestimmtem Rußzusatz erreicht.
Gibt man zu,wenig zu, dann zeigt die Teerpechlösung noch ihr normales Fließverhalten,
und läßt man ein solches Material längere Zeit stehen, dann setzt sich der Ruß in
-demselben ab, indem er eine festere Schicht ini unteren Teil bildet.' Weiter wurde
gefunden, daß, wenn man einer solchen Steinkohlenteerpechlösung, die so viel Ruß
enthält, daß sie die erwähnte sahnige Beschaffenheit aufweist, mineralische Füllstoffe
-zugibt, diese am Absitzen gehindert werden, und zwar nicht nur bei wenig zum Absitzen
neigenden feinen Füllstoffen, wie z. B. Schiefermehl, sondern auch bei Füllstoffen
von kristalliner Beschaffenheit, wie Ouarzmehl, Schwerspat usw., die sonst erfahrungsgemäß
in Teerpechlösungen außerordentlich leicht und hartnäckig absitzen, Mit dem richtig
bemessenen Rußzusatz können mit Steinmehl gefüllte Steinkohlenteerpechlösungen hergestellt
werden, die auch bei längerer Lagerung keine Absitzneigung zeigen. Sie erscheinen
äußerlich als steife, pastenartige Massen, die aber nach dem Umrühren in eine flüssige,
sahnige Konsistenz übergehen und sich in diesem Zustand leicht verarbeiten lassen.
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Die Möglichkeit, zum Absitzen neigende Füllstoffe durch Rußzusatz
in- Schwebe zu. halten, kann erfindungsgemäß auch so erreicht und verbessert werden,
indem man ein dem Ruß ähnliches Material in der Teerpechlösung selbsterzeugt.
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Bekanntlich enthalten Steinkohlenteerpeche, je nach den Entstehungsbedingungen,
wechselnde Mengen an sogernanntem freiem Kohlenstoff. Dieser freie Kohlenstoff besteht
aus hochmolekularen Kohlenwasserstoffen, die dem Ruß außerordentlich ähnlich und
in feinster Form im Teer und: im Steinkohlenteerpech enthalten sind, was sich unter
dein Mikroskop ohne weiteres erkennen läßt. Der Gehalt an solchem freien Kohlenstoff
ist aber im normalen Steinkohlenteerpechund den daraus hergestellten Steinkohlenteerpechlösungen
viel geringer, als daß sich dadurch eine, wie weiter vorn beschrieben, sahnige Beschaffenheit
der Pechlösung ergeben -würde. Man kann aber das Steinkohlenteerpech durch Einblasen
von Luft bei höherer Temperatur und durch andere geeignete, an sich bekannte Maßnahmen
so verändern, daß dieser Gehalt an freiem Kohlenstoff außerordentlich zunimmt. Während
ein normales Steinkohlenteerpech nur etwa 15 % freien Kohlenstoff enthält, enthalten
solche Spezialpeche bis zu 5o% an freiem Kohlen-
Stoff. Versucht
man aber solche sogenannte Sonderpeche (vgl. G. J. P. Wink 1 e r , Der Steinkohlenteer
und seine Aufarbeitung, rg5i, S.214) in Lösungsmitteln, die sonst für die Herstellung
von Teerpechlösungen geeignet sind, aufzulösen, dann zeigt sich, daß es unmöglich
ist, diese hochkohlenstoffhaltigen Peche noch in homogene Lösung zu bringen, vielmehr,
zerfällt das Pech heim Auflösen, und es scheidet sich der zuerst in feinster Verteilung
im Pech befindliche freie Kohlenstoff in Form von grießartigen Zusammenballungen
aus. Daran ist die, Tatsache, schuld, daß -sich die an und für sich feinen Kohlenstoffteilche@n
bei der Vermischung mit Lösungsmitteln zu ziemlich groben Partikelchen zusammenlagern.
Damit ist das Material aber für anstrichtechnische Zwecke wenig brauchbar, weil
die damit hergestellten Anstriche sehr uneinheitlich sind, indem sie zahllose solcher
knötchenartiger Zusammenballungen aufweisen. Auch die sahnige Beschaffenheit, wie
sie bei Zusatz einer bestimmten- Menge Ruß sich einstellt, tritt hier bei der entsprechenden
Menge freien Kohlenstoffs nicht auf, weil sich die Partikelchen zusammenballen.
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Man kann aber dieselbe sahnige Bieschaffenheit wie bei Rußzusatz auch
bei Auflösung entsprechender kohlenstoffreicher Sonderpeche dadurch erreichen, daß
man die Peche nicht schmilzt und dann mit Lösungsmitteln versetzt, wobei die Ausfällungen
auftreten, sondern daß man das Pech mahlt und das dabei erhaltene Pechpulver kalt
mit geeigneten Lösungsmittelnmischt. Auf @d@iese Weise wird vermieden, daß sich
die Kohlenstoffpartikelchen zusammenballen; man erhält vielmehr von vornherein eine
sahnige Masse derselben Beschaffenheit wie bei Rußzusatz zu normalen. Teerpechlösungen.
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Man könnte nun daran denken, solche sahnigen Auflösungen von hochkohlenstoffhaltigem
Sonderpech mit dem erwähnten mineralischen Füllstoff zu versetzen, um auf diese
Weise nicht absitzende, gefüllte Teerpechlösungen zu erzeugen. Solche Überzugsmittel
haben sich aber bei der Prüfung in Praxis und Laboratorium nicht bewährt. Der Grund
liegt vor allem darin, daß diese Sonderpeche nur noch wenig Teerharze enthalten.
Bei der Herstellung der Sonderpeche wird nämlich das im Pech :ursprünglich enthaltene
Teerharz weitgehend in sogenannten freien Kohlenstoff und damit in feste Stoffe
umgewandelt. Deshalb ist das Haftvermögen solcher Anstriche aus Sonderpech auf dem
Untergrund gering, und' zugleich ist auch der Zusammenhalt des Films ungenügend,
weil die für Haftung und Filmfestigkeit verantwortlichen Teerharze in zu geringer
Menge darin enthalten sind.
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Um diese Mängel auszugleichen, ist es zweckmäßig, die hochkohlenstoffhaltigen
Sonderpeche nicht allein zur Herstellung von Teerpechlösungen zu verwenden, sondern
statt dessen Mischungen aus Sonderpech rund normalem Steinkohlenteerpech. Das normale
Steinkohlenteerpech, welches bedeutende Mengen Teerharze enthält, gewährleistet
dann die gute Haftfestigkeit und gute Filmfestigkeit, während der hohe Kohlenstoffgehalt
des Sonderpechs das angestrebte Gerüst liefert. Man kann aber die Verwendung von
zwei Pechen dadurch umgehen, daß man ein Pech nimmt, welches zwischen dem normalen
Steinkohlenteerpech und einem- üblichen Sonderpech steht. Dies wird dadurch erreicht,
daß man den Polymerisationsprozeß nicht soweit treibt wie beim normalen Sonderpech,
sondern nur so weit, d'aß ein Pech entsteht; welches in seiner Zusammensetzung einer
Mischung aus normalem Steinkohlenteerpech und Sonderpech entspricht.
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Es sind zwar bereits bituminöse Anstrichmittel bekanntgeworden, welchen
Ruß beigemengt ist. Der Rußzusatz kann bei diesen Anstrichmitteln jedoch nicht die
Wirkung gemäß vorliegender Erfindung ausüben, da in den bekannten. Anstrichmitteln
keinerlei Zusatz von anorganischen. Füllstoffen vorgesehen ist. Erfindungsgemäß
haben- aber der Ruß bzw. die rußartigen Bestandteile die Aufgabe, die anorganischen
Füllstoffe in Schwebe zu halten. Ferner sind Lackfarben bekanntgeworden, bei denen
Rebenschwarz als Pigment verwendet ist, @um eine bestimmte Tönung zu erhalten. Auch
in diesem Fall wird der von uns angestrebte Zweck, nämlich die Bildung eines Köhlenstoffgerüstes
in der Anstrichfarbe,-nicht erreicht.
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Hinsichtlich der anorganischen Füllstoffe hat sich gezeigt, daß es
zweckmäßig ist, Steinmehle und andere Stoffe kristalliner Beschaffenheit .mit geringer
innerer Oberfläche, wie z. B. Ouarzmehl, Siliziumkarbid usw., als Füllstoffe zu
verwenden. Diese ergeben in Verbindung mit dem in der Pechlösung suspendierten Ruß
bzw. freiem Kohlenstoff, welche beide eine sehr große Oberfläche aufweisen, ein
heterodi:sperses Füllstoffgemisch., das infolge seines abgestuften Teilchengrößenaufbaues
besonders günstige Eigenschaften aufweist.
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Dagegen sind die sonst üblichen Füllstoffe, wie z. B. Schiefermehl,
Asbestpulver usw., welche meist eine große innere Oberfläche besitzen, weniger geeignet,
weil sie zuviel Bindemittel aufsaugen und deshalb schlecht haftende und spröde Anstriche
geben. Beispiele z. 8,5 Teile einer Auflösung von normalem Steinkohlenteerpech des
EP. 70° C in Schwerbenzol, bestehend aus 55 Teilen Pech und 45 Teilen Schwerbenzol,
werden .mit 15 Teilen Gasruß intensiv gem-ischt. Man erhält eine Masse von
sahneartiger Beschaffenheit. Diese wird im Verhältnis 2 Teile Pechlösung-Ruß-Gemisch
mit r Teil feingemahlenem Sflziumkarbid gemischt. Während Siliziumkarbid in normalen
Steinkohlenteerpechliösungen. schnell zum Absitzen neigt, bleibt es hier dauernd
in guter Verteilung.
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2. a) 3o: Teile normales Steinkohlenteerpech mit einem EP. von etwa
7o° C K. & S. werden zusammen mit 2-o Teilen geblasenem Sonderpech, EP. etwa
13o° C, ,geschmolzen und dann mit ro Teilen Anthracenöl und 4.o Teilen Schwerbenzol
verdünnt. Bei der Zufügung der Lösungsmittel bekommt
das Gemisch
eine grießige Beschaffenheit, und die damit hergestellten Anstriche sind raarh und
uneinheitlich.
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b) 2o Teile geblasenes Sonderpech des EP. 13o° C werden zu einem feinen
Pulver gemahlen und in einer Mischvorrichtung in 5 Teile Anthracenöl und 2o Teile
Schwerbenzol gelöst. Man erhält eine steife, sahneartige Paste. Außerdem werden
3o Teile übliches Steinkohlenteerpech des EP. 70° C geschmolzen und in heißflüssigem
Zustand mit 5 Teilen Anthracenöl und 25 Teilen Schwerbenzol gemischt. Man erhält
eine homogeneTeerpechlösung, welche nach dem Streichen einen glänzenden Film bildet.
Beide Pechlösungen werden gemischt, wobei ein sahniges, leicht streichbares. Material
entsteht.
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c) 7o Teile des Gemisches aus Sonderpechlösung und normaler Steinkohlenteerpechlösung
gemäß b) werden mit 3o Teilen feingemahlenem Quarzmehl gemischt. Man erhält ein
Material von sahneartiger Beschaffenheit, das auch bei langer Lagerung nicht zum
Absitzen neigt.