EP0724612A1 - Beschichtungsmittel und seine verwendung für die beschichtung von containern - Google Patents

Beschichtungsmittel und seine verwendung für die beschichtung von containern

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EP0724612A1
EP0724612A1 EP94930214A EP94930214A EP0724612A1 EP 0724612 A1 EP0724612 A1 EP 0724612A1 EP 94930214 A EP94930214 A EP 94930214A EP 94930214 A EP94930214 A EP 94930214A EP 0724612 A1 EP0724612 A1 EP 0724612A1
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EP
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coating
less
coating agent
proportion
iron mica
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EP94930214A
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Inventor
Hans-Joachim Noack
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CONTAINER COATING INDUSTRY GmbH
Original Assignee
CONTAINER COATING INDUSTRY GmbH
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Publication date
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • C09D5/082—Anti-corrosive paints characterised by the anti-corrosive pigment
    • C09D5/084—Inorganic compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/22—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to internal surfaces, e.g. of tubes
    • B05D7/227—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to internal surfaces, e.g. of tubes of containers, cans or the like

Definitions

  • the invention relates to a coating composition with a base component and a hardener.
  • Coating agents also and especially those used for containers, in particular overseas containers, contain to a considerable extent organic solvents, which are the
  • organic solvents such as xylene, toluene etc. could be reduced.
  • coating agents serve primarily as corrosion protection and, above all, heavy metal-containing components, for example lead, zinc, cadmium, are considered to have a corrosion protection effect.
  • a lacquer layer with zinc dust paint is generally first applied using an epoxy resin coating, followed by a solvent-based PVC lacquer. Before the zinc dust paint is applied, the surface is sandblasted.
  • the second layer of lacquer is needed simply because food may or may have to be transported in the containers and these may not come into contact with the zinc dust paint.
  • the object of the invention is to propose a coating agent for containers which is more environmentally compatible.
  • the proportion of synthetic iron mica in the coating composition is more than 10% and less than 25%.
  • the proportion of synthetic iron mica in the coating composition is more than 15% and less than 20%.
  • synthetic iron mica In contrast to natural iron mica, synthetic iron mica contains no salts and other impurities.
  • the chemical composition differs fundamentally. Uncontrollable reactions can no longer occur in water-dilutable systems, so that the use of solvents can be drastically reduced.
  • the coating agent can be diluted with water. It is particularly advantageous if the proportion of organic solvents is below 5%. This low proportion results in a special environmental compatibility; on the other hand, in contrast to the prior art, a higher proportion is no longer necessary.
  • talc lamellar as a pigment is also particularly advantageous. It is structurally similar to synthetic iron mica and therefore supports it
  • Titanium dioxide can be used as the color pigment. This results in a white to light gray color, in addition titanium dioxide has additional corrosion protection
  • titanium dioxide portion could also be replaced by iron mica, which would result in a gray / reddish color.
  • a suitable hardener of this type is described, for example, in 35 EP 0 175 588 B1. It is commercially available as a CMDJ60-8290 Cu ⁇ ng Agent.
  • An epoxy resin dispersion for example as described in DE 28 41 751 A1, is particularly suitable as a binder. It is commercially available under the name EPi-REZ 5522-WY-55 Waterborne Resin.
  • composition has proven to be a particularly suitable formulation for the coating composition:
  • Binder multifunctional epoxy resin dispersion 12 - 18% on n-adduct hardener, acidic 2 - 4% synthetic iron mica 15 - 20%
  • Talc lamelar 6 10% modified zinc aluminum phosphate 6 - 10% organic solvent 3 - 5% demineralized water 10 - 15%
  • This recipe is physiologically safe and also suitable for compliance with food law regulations, as has already been confirmed by testing.
  • the coating can thus also be brought into contact with food.
  • a coating agent is created which is equally good
  • Has corrosion protection properties such as zinc dust paints but at the same time is free of heavy metals (no lead, no cadmium, no other environmentally harmful heavy metals), in contrast to zinc dust paints it can also be diluted with water and contains a reduced proportion of organic solvents, less than 5%, preferably even less than 4% with 40% solvent content in conventional systems.
  • the defined surface and platelet shape of the synthetic iron mica leads to the superior coating agent.
  • a two-component coating system based on a multifunctional epoxy resin dispersion was built up as a binder.
  • the reaction takes place with an amine adduct hardener, the base component has synthetically produced iron mica platelets with a lamellar formation of the particles.
  • the synthetic iron mica has a defined surface size from l ⁇ to 15 ⁇ and a platelet shape.
  • This material is far superior to natural ice mica due to the absence of any impurities, since impurities such as soluble salts can be very harmful for the subsequent corrosion protection.
  • the lamellar design of the material creates a barrier effect in the coating against the penetration of moisture and / or water.
  • a modified zinc phosphate based on a basic zinc-aluminum phosphate is added to the coating agent.
  • the hardener component amine adduct contains a special acid component, especially acetic acid, which optimizes the adhesion (adhesion) by reaction on the substrate - steel substrates.
  • the use of the coating agent is particularly advantageous for the interior painting of containers, especially for those that are intended for the transport of goods that require the paint to be physiologically harmless. But also for exterior painting there are significant advantages due to the excellent corrosion protection properties. It can be used here especially for overseas containers, which must also be corrosion-resistant against salt water.
  • a container that experiences such an internal coating with such a coating agent only needs a single-layer lacquer without an additional coating.
  • the previous sandblasting of the steel substrate can be dispensed with.
  • a container that is coated internally with such a coating agent only needs a one-coat topcoat for the outside area, which is also carried out on the basis of a water-thinnable synthetic resin lacquer.
  • the coating agent according to the invention is used in one layer in the interior.
  • the overall system can be described as significantly more environmentally friendly than conventional, conventional solvent-containing coating systems, since the proportion of solvents is currently reduced from approximately 40% to 5%.

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Abstract

Ein Beschichtungsmittel besitzt eine Basiskomponente und einen Härter. In der Basiskomponente wird synthetischer Eisenglimmer in Plättchenform eingesetzt.

Description

Beschreibung Beschichtungsmittel und seine Verwendung für die Beschichtung von Containern
Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsmittel mit einer Basiskomponente und einem Härter.
Beschichtungsmittel, auch und gerade die für Container, insbesondere Überseecontainer, eingesetzt werden, beinhalten in erheblichem Maße organische Lösungsmittel, welche die
Umwelt sehr stark durch die Emittierung dieser Lösungsmittel während des Trocknungsprozesses belasten.
Generell wäre es wünschenswert, wenn derartige organische Lösungsmittel wie Xylol, Toluol etc. reduziert werden könn¬ ten .
Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Beschichtungsmit¬ tel vor allem als Korrosionsschutz dienen und als korrosions- schutzwirkend vor allem schwermetallhaltige Komponenten angesehen werden, beispielsweise Blei, Zink, Cadmiu .
Zwar ist es auch bekannt, natürlichen Eisenglimmer als Pigment für den Korrosionsschutz einzusetzen, etwa aus der US-PS 44 36 773 oder der EP 0 447 040 AI. Diese Beschich- tungsverfahren setzen in erheblichem Maße die obengenannten unerwünschten Lösungsmittel ein und müssen dies auch. Die in natürlichem Eisenglimmer enthaltenen Salze würden bei wasserverdünnbaren Systemen sofort zu unkontrollierten Reaktionen und damit zum Verlust der angestrebten Eigen¬ schaften führen .
Soll daher der Einsatz von Lösungsmitteln eingeschränkt werden, fällt natürlicher Eisenglimmer als Korrosionsschutz aus. Für die Innenbesch chtung von Containern w rd daher im allgemeinen zunächst eine Lackschicht mit Zinkstaubfarbe mittels eines Epoxidharz-Anstriches aufgetragen, als zweite Beschichtung folgt dann ein lösungsmittelhaltiger PVC-Lack. Bevor die Zinkstaubfarbe aufgetragen wird, wird der Unter¬ grund sandgestrahlt.
Die zweite Lackschicht wird schon deshalb benötigt, weil in den Containern unter Umständen auch Lebensmittel transpor- tiert werden können oder müssen und diese nicht mit der Zinkstaubfarbe in Berührung kommen dürfen.
Aufgabe der Erfindung ist es gegenüber diesem Stand der Technik, ein Beschichtungsmittel für Container vorzuschla- gen, das umweltverträglicher ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Beschichtungsmittel gelöst, bei dem die Basiskomponente synthetischen Eisenglimmer in Plättcheπform enthält.
Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn der Anteil des synthetischen Eisenglimmers an dem Beschichtungsmittel mehr als 10% und weniger als 25% beträgt.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der Anteil des synthetischen Eisenglimmers an dem Beschichtungsmittel mehr als 15% und weniger als 20% beträgt.
Die Verwendung synthetischen Eisenglimmers in Plättchen- form in der Basisko poneπte führt dazu, daß der Korrosions¬ schutz jetzt durch die Sperrwirkung der Plättchen gebildet wird. Anstatt der Zinkstaubfarbe entsteht so ein schwerme- tallfreies System. Durch die Verwendung des synthetischen Eisenglimmers können definierte Korngrößen sauber eingestellt werden und so zu optimalen Ergebnissen führen. Statt der Korrosionsschutzwirkung des Zinks in der Zinkstaubfarbe (aufgrund der elektrochemischen Reihe) wirkt jetzt eine mikromechanische Eigenschaft des Eisenglimmers. Tests haben bereits die sehr guten Eigenschaften der synthetischen Eisenglimmerplättchen in dem Beschichtungsmittel zeigen können .
Es ist auch nicht mehr nötig, zusätzliche PVC- Lackschichten aufzutragen; die Labor- und Praxiserprobungen haben bereits bestätigt, daß das Beschichtungsmittel ohne weitere Beschich¬ tungen als sogenannte Einεchichtlack im Innenbereich des (Übersee-) Containers eingesetzt werden kann, da eine Oxida- tion der Oberfläche, wie z.B. bei Zinkstaubfarben, aufgrund der besonderen Zusammensetzung nicht möglich ist.
Im Gegensatz zu natürlichem Eisenglimmer enthält syntheti¬ scher Eisenglimmer keine Salze und andere Verunreinigungen. Die chemische Zusammensetzung unterscheidet sich damit grundlegend. Unkontrollierbare Reaktionen können so auch in wasserverdünnbaren Systemen nicht mehr auftreten, so daß der Lösungsmitteleinsatz drastisch reduziert werden kann .
Besonders bewährt hat sich in Versuchen für das erfindungs¬ gemäße Beschichtungsmittel ein synthetischer Eisenglimmer, der nach den in der EP 0 307 486 Bl beschriebenen Verfahren hergestellt ist und unter der Bezeichnung Laminox F angeboten wird .
Hinzu kommt, daß das Beschichtungsmittel wasserverdünnbar ist . Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Anteil an organischen Lösungsmitteln unter 5% liegt. Durch diesen niedrigen Anteil wird eine besondere Umweltverträglichkeit erzielt, anderer¬ seits ist im Gegensatz zum Stand der Technik auch ein höherer Anteil nicht mehr erforderlich.
Von besonderem Vorteil ist auch der Einsatz von Talkum lamellar als Pigment. Es ähnelt von der Struktur her dem synthetischen Eisenglimmer und unterstützt daher dessen
10 Eigenschaften .
Als Farbpigment kann Titandioxid eingesetzt werden. Dies ergibt einen weißen bis hellgrauen Farbton, darüber hinaus besitzt Titandioxid noch zusätzliche Korrosionsschutzeigen¬
15 schaften .
Alternativ könnte der Titandioxidanteil auch durch Eisenglim¬ mer ersetzt werden, wodurch sich dann eine grau-/rötliche Färbung ergeben würde.
•20
Als Härter hat sich in Tests bereits Amin-Adukt- Härter als besonders günstig erwiesen.
Dieser Einsatz des Amin-Adukt-Hartes mit Säureunterstützung
25 ruft besondere Haftungseigenschaften auf Stahl hervor. Es wird dadurch möglich, ohne einen Sandstrahlschπtt die Beschichtung aufzutragen. Dadurch wird nicht nur ein komplet¬ ter Arbeitsgang eingespart, was erhebliche wirtschaftliche Vorteile hat, sondern auch die Umweltbeeinträchtigung wird
30 weiter herabgesetzt, da Sandstrahlen ein lärmintensiver Vorgang ist, der unter erschwerten Arbeitsbedingungen statt¬ findet .
Ein geeigneter solcher Härter wird beispielsweise in der 35 EP 0 175 588 Bl beschrieben. Er wird im Handel als CMDJ60-8290 Cuπng Agent angeboten. Als Bindemittel ist besonders geeignet eine Epoxidharz- Dispersion, etwa wie in der DE 28 41 751 AI beschrieben. Sie wird im Handel unter der Bezeichnung EPi-REZ 5522-WY-55 Waterborne Resin angeboten.
Als besonders geeignete Rezeptur für das Beschichtungs¬ mittel hat sich folgende Zusammensetzung erwiesen:
Bindemittel: multifunktionale Epoxidharz-Dispersion 12 - 18 % Am n-Adukt-Härter, säurehaltig 2 - 4 % synthetischer Eisenglimmer 15 - 20 %
Titandioxid 15 - 20 %
Talkum lamelar 6 - 10 % modifiziertes Zink-Alumimumphosphat 6 - 10 % organisches Lösungsmittel 3 - 5 % demineralisiertes Wasser 10 - 15 %
Zusatzstoffe/Hilfsstoffe 3 - 5 %
Diese Rezeptur ist physiologisch unbedenklich und auch für die Einhaltung der lebensmittelrechtlichen Vorschriften geeignet, wie durch Prüfung bereits bestätigt wurde. Die Beschichtung kann somit auch in Kontakt mit Lebensmitteln gebracht werden.
Es entsteht ein Beschichtungsmittel, welches gleich gute
Korrosionsschutzeigenschaften wie Zinkstaubfarben aufweist, zugleich aber schwermetallfrei ist (kein Blei, kein Cadmium, keine anderen, umweltschädlichen Schwermetalle) , im Gegensatz zu Zinkstaubfarben auch wasserverdünnbar ist und einen reduzierten Anteil an organischen Lösungsmitteln enthält, unter 5 %, bevorzugt sogar unter 4 %, verglichen mit 40 % Lösungsmittelanteil bei konventionellen Systemen.
Dies bedeutet bei der Verarbeitung von ca. drei bis vier Tonnen Lackmaterial täglich in einem großen Containerwerk eine immense Entlastung und einen erheblichen Beitrag zum Umweltschutz und zum Schutz der Arbeiter. Auf Stahluntergründen erreicht es im Vergleich zu konventio¬ nellen lösungsmittelhaltigen Zweikomponenten-Zinkstaubfarben auf der Basis von Epoxidharzen bei einer aufgetragenen Trockenschichtdichte zwischen 60μ und 80μ mindestens ver¬ gleichbare Korrosionsschutzwerte, wobei es sich besonders durch deutlich bessere Haftungswerte (Adhäsion auf dem Untergrund) auszeichnet. Die Verbindung von synthetischem Eisenglimmer mit den aufgeführten Bindemitteln führt zu optimaler Haftung auf phosphatierten Oberflächen.
Die Korrosionsschutzeigenschaften und -beständigkeiten gerade auch gegen Salzwasser sind hervorragend. Die definier¬ te Oberfläche und Plättchenform des synthetischen Eisenglim¬ mers führt zu dem überlegenen Beschichtungsmittel.
In einer Ausführungsform wurde ein Zweikomponenten-Beschich- tungssystem auf der Basis einer multifunktionellen Epoxid¬ harz-Dispersion als Bindemittel aufgebaut. Die Ausreaktion erfolgt mit einem Amin-Adukt-Härter , die Basiskomponente weist synthetisch hergestellte Eisenglimmerplättchen mit einer lamellaren Ausbildung der Partikel auf.
Der synthetische Eisenglimmer besitzt dabei eine definierte Oberflächengröße von lμ bis 15μ und eine plättchenförmige Ausbildung.
Gegenüber natürlichen Eiseπglimmern ist dieses Material durch das Fehlen jeglicher Verunreinigungen bei weitem überlegen, da Verunreinigungen wie etwa lösliche Salze für den nachfolgenden Korrosionsschutz sehr schädlich werden können .
Durch die lamellare Ausbildung des Materials wird eine Barrierewirkung im Anstrich gegen das Eindringen von Feuch- tigkeit und/oder von Wasser erreicht. Zur Unterstützung des Korrosionsschutzes wird dem Beschich¬ tungsmittel ein modifiziertes Zinkphosphat auf der Basis eines basischen Zink-Aluminium-Phosphates zugegeben. Die Härterkomponente Amin-Adukt enthält in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine spezielle Säureko poπente , vor allem Essigsäure, welche durch Reaktion auf dem Substrat - Stahluntergründe - die Adhäsion (Haftung) optimiert.
Die Verwendung des Beschichtungsmittels ist insbesondere für den Innenanstrich von Containern von Vorteil, vor allem für solche, die zum Transport von Gütern vorgesehen sind, bei denen es auf physiologische Unbedenklichkeit des An¬ striches ankommt. Aber auch für den Außenanstrich entstehen wesentliche Vorteile durch die ausgezeichneten Korrosions- Schutzeigenschaften. Hier ist eine Verwendung gerade auch für Überseecontainer möglich, die auch gegen Salzwasser korrosionsschutzfest sein müssen.
Ein Container, der mit einem solchen Beschichtungsmittel eine solche Innenbeschichtung erfährt, benötigt nur noch einen Einschichtlack ohne zusätzliche Beschichtung.
Bei einem Verfahren zum Beschichten des Containers kann auf das vorherige Sandstrahlen des Stahluntergrundes verzich¬ tet werden .
Ein Container, der mit einem solchen Beschichtungsmittel eine Innen-Außenbeschichtung erfährt, benötigt nur noch für den Außenbereich eine Einschichtdecklackierung , welche ebenfalls auf Basis eines wasserverdunnbaren Kunstharzlackeε durchgeführt wird. Im Innenbereich wird das erfindungsgemä¬ ße Beschichtungsmittel einschichtig eingesetzt. Das Gesamt¬ system kann als deutlich umweltverträglicher bezeichnet werden als herkömmliche konventionelle lösungsmittelhaltige Beschichtungssysteme, da die Lösungsmittelanteile von derzeit ca. 40 % auf 5 % reduziert werden.

Claims

Patentansprüche „
1 1. Beschichtungsmittel mit einer Basiskompoπente und einem
Härter , dadurch gekennzeichnet, daß die Basiskomponente synthetischen Eisenglimmer in 5 Plättchenform enthält.
2. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des synthetischen Eisenglimmers an dem 10 Beschichtungsmittel mehr als 10 % und weniger als 25 % beträgt .
3. Beschichtungsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
15 daß der Anteil des synthetischen Eisenglimmers an dem Beschichtungsmittel mehr als 15 % und weniger als 20 % beträgt .
4. Beschichtungsmittel nach einem der vorliegenden Ansprüche, •20 dadurch gekennzeichnet, daß als Härter ein Amin-Adukt-Härter eingesetzt wird, der vorzugsweise mehr als 1 % und weniger als 5 % Anteil am Beschichtungsmittel einnimmt.
25 5. Beschichtungsmittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Amin-Adukt- Hartes am Beschichtungsmit¬ tel mehr als 2 % und weniger als 4 % beträgt.
30 6. Beschichtungsmittel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Pigment Talkum lamellar eingesetzt wird, vorzugs¬ weise mit einem Anteil von mehr als 4 % und weniger als 15 % am Beschichtungsmittel, insbesondere von mehr 35 als 6 % und weniger als 10 % Anteil.
1 7. Beschichtungsmittel nach einem der vorstehenden Ansprü¬ che , dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an organischen Lösungsmitteln unter 5 % 5 liegt.
8. Beschichtungsmittel nach einem der vorstehenden Ansprü¬ che , dadurch gekennzeichnet,
10 daß als Bindemittel eine Epoxidharz-Dispersion verwendet wird, vorzugsweise mit einem Anteil von mehr als 10 % und weniger als 20 % am Beschichtungsmittel, insbesondere von mehr als 12 % und weniger als 18 % Anteil.
15 9. Beschichtungsmittel nach einem der vorstehenden Ansprü¬ che , dadurch gekennzeichnet, daß Titandioxid vorhanden ist, vorzugsweise mit einem Anteil von mehr als 10 % und weniger als 25 % des Be- ■ 20 schichtungsmittels , insbesondere von mehr als 15 % und weniger als 20 % Anteil.
10. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che , 25 gekennzeichnet durch folgende Rezeptur:
Bindemittel: multifunktionale Epoxidharz-Dispersion 12 - 18 %
Amin-Adukt-Härter, säurehaltig 2 - 4 % synthetischer Eisenglimmer 15 - 20 %
30 Titandioxid 15 - 20 %
Talkum lamellar 6 - 10 % modifiziertes Zink-Aluminiumphosphat 6 - 10 % organisches Lösungsmittel 3 - 5 % demineralisiertes Wasser 10 - 15 %
35 Zusatzstoffe/Hilfsstoffe 3 - 5 %
11. Beschichtungsmittel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der synthetische Eisenglimmer eine definierte Ober¬ flächengröße von lμ bis 5μ besitzt.
12. Verwendung eines Beschichtungsmittels nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Innenbeschichtung und/oder zur Außenbeschichtung eines Containers.
13. Container mit einer Beschichtung im Innenbereich, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Einschichtlack vorgesehen ist, der mittels eines der Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aufgetragen ist.
14. Verfahren zum Beschichten im Innenbereich eines Contai¬ ners , dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Auftragen der Beschichtung keine Sandstrahlung erfolgt und daß nur ein Beschichtungsschritt für einen Lack durchge¬ führt wird.
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