EP1517951A2 - Uv-stabilisierte partikel - Google Patents

Uv-stabilisierte partikel

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Publication number
EP1517951A2
EP1517951A2 EP03788888A EP03788888A EP1517951A2 EP 1517951 A2 EP1517951 A2 EP 1517951A2 EP 03788888 A EP03788888 A EP 03788888A EP 03788888 A EP03788888 A EP 03788888A EP 1517951 A2 EP1517951 A2 EP 1517951A2
Authority
EP
European Patent Office
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pigments
particles
polymer
stabilized
pigment
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03788888A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Adalbert Huber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
Publication of EP1517951A2 publication Critical patent/EP1517951A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention relates to UV-stabilized particles which are distinguished in that they reflect or absorb light of the wavelengths from 290 to 500 nm.
  • Paints are usually provided with a UV filter, which is added to the paint as a powder or liquid.
  • a UV filter which is added to the paint as a powder or liquid.
  • protection is provided by adding these filters to the batch to be extruded. It is often recommended to use varnishes or
  • Powder coatings also contain a tertiary amine, e.g. 2,2,6,6 tetramethylpiperidine.
  • the UV protection of paints, powder coatings or plastics is often necessary because the pigments or particles they contain have inadequate UV stability.
  • graying occurs when BiOCI pigments are irradiated with light, in particular UV light. Therefore, BiOCI pigments are usually offered in a solution or as a preparation with a UV absorber.
  • solutions or preparations have the disadvantage that the UV absorber, based on the pigment, has to be used in relatively large concentrations, which leads to various disturbances in the application media.
  • the object of the present invention is therefore to provide UV-stabilized particles which can be easily and without problems incorporated into the application media and at the same time can be produced in a simple manner.
  • the light resistance of particles can be greatly increased if the surface of these particles is coated directly with a UV stabilizer.
  • the UV absorber should reflect or absorb the light of wavelengths from 250 to 500 nm.
  • the direct UV protection agent / particle surface contact also leads to a clear lower concentration of the UV protection agent compared to direct use in paints, powder coatings and plastics.
  • the diffusion of the UV protective agent in the application medium is prevented, which is the cause of various faults in paints, powder coatings and plastics.
  • the UV-resistant particles can be used in pure powder form in the application media and not as a solution or as a preparation.
  • the invention thus relates to UV-stabilized particles which are distinguished by the fact that they reflect or absorb light of the wavelengths from 290 to 500 nm.
  • the invention further relates to the production of the particles according to the invention and their use, inter alia. in paints, water-based paints, powder paints, paints, printing inks, security printing inks, plastics and in cosmetic formulations. Furthermore, the particles according to the invention are also suitable for the production of pigment preparations and for the production of dry preparations.
  • the particles can be spherical, acicular or platy.
  • the size of the particles is not critical per se and can be tailored to the particular application.
  • the spherical particles have a diameter of 0.02-100 ⁇ m, particularly 0.03-20 ⁇ m and in particular 0.05-1 ⁇ m.
  • the needle-shaped particles are 0.05-10 ⁇ m long, preferably they have lengths of 0.05-5 ⁇ m, in particular 0.05-1 ⁇ m.
  • the particularly preferred substrates are platelet-shaped substrates.
  • Suitable platelet-shaped substrates have a thickness between 0.02 and 5 ⁇ m, in particular between 0.1 and 4.5 ⁇ m.
  • the expansion in the other two areas is usually between 1 and 500 ⁇ m, preferably between 2 and 200 ⁇ m, and in particular between 5 and 60 ⁇ m.
  • Inorganic and organic pigments and mixtures thereof are suitable as particles.
  • Suitable inorganic particles are, for example, uncoated or with one or more metal oxides coated SiO 2 spheres, fillers,
  • Fluorescent pigments white pigments, such as e.g. Titanium dioxide, zinc white, colored zinc oxide, lead white, zinc sulfide, lithopone, black pigments such as Iron-manganese black, spinel black, iron oxide black, colored pigments, e.g. Chromium oxide, chromium oxide hydrate green, chrome green, cobalt green, ultramarine green, cobalt blue, ultramarine blue, iron blue,
  • white pigments such as e.g. Titanium dioxide, zinc white, colored zinc oxide, lead white, zinc sulfide, lithopone
  • black pigments such as Iron-manganese black, spinel black, iron oxide black
  • colored pigments e.g. Chromium oxide, chromium oxide hydrate green, chrome green, cobalt green, ultramarine green, cobalt blue, ultramarine blue, iron blue,
  • Manganese blue, ultramarine violet, cobalt and manganese violet iron oxide red, cadmium sulfoselenide, molybdate red, ultramarine red, iron oxide brown, mixed brown, spinel and corundum phases, chrome orange, iron oxide yellow, nickel titanium yellow, chromium titanium yellow, cadmium zinc sulfate, yellow gelatin yellow gelate, yellow gelatin yellow zincate, chrome yellow gelatin yellow zincate CrO 2 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O, co-modified iron oxides, Ba ferrites and pure iron pigments, graphite platelets, effect pigments, holographic pigments and BiOCI.
  • effect pigments are preferably commercially available metallic effect pigments such as ChromaFIair pigments by the firm Flex, coated or uncoated aluminum platelets, gold bronze pigments, for example by the firm Eckart, coated iron oxide platelets, such as Paliochrom ® -.
  • Metallic effect pigments such as ChromaFIair pigments by the firm Flex, coated or uncoated aluminum platelets, gold bronze pigments, for example by the firm Eckart, coated iron oxide platelets, such as Paliochrom ® -.
  • Particularly preferred inorganic pigments are BiOCI platelets, Ti0 2 particles, fluorescent pigments, holographic pigments, conductive and magnetic pigments, metal effect pigments, for example based on aluminum platelets, and effect pigments, such as, for example, pearlescent pigments, interference pigments, goniochromatic pigments, such as base layer, multi-layer pigments natural or synthetic mica, Al 2 O 3 , Ti0 2 , Si0 2 , Fe 2 0 3 , glass or graphite flakes.
  • Preferred effect pigments are coated with Ti0 2 (rutile or anatase) substrates, such as. B.
  • multi-layer pigments with two, three or more layers which contain one or more TiO 2 layers and spherical SiO 2 particles which can be coated with one or more metal oxides.
  • Suitable organic pigments from the color index list are e.g. Monoazo pigments C.I. Pigments Brown 25, C.I. Pigment Orange 5, 13, 36, 67, C.I. Pigment Red 1, 2, 3, 5, 8, 9, 12, 17, 22, 23, 31, 48: 1, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 49, 49: 1, 52: 1, 52: 2, 53, 53: 1, 53: 3, 57: 1, 251, 112, 146, 170, 184, 210, and 245, Cl Pigment Yellow 1, 3, 73, 65, 97, 151 and 183; Diazo pigments C.I. Pigment Orange 16, 34 and 44, C.I. Pigment Red 144, 166, 214 and 242, C.I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 16, 17, 81, 106, 113,
  • Pigments Violet 23 and 37 Flavanthrone pigments Cl Pigment Blue 60 and 64; Isoindoline pigments Cl Pigment Orange 69, Cl Pigment Red 260, Cl Pigment Yellow 139 and 185; Isoindolinone pigments Cl Pigment Orange 61, Cl Pigment Red 257 and 260, Cl Pigment Yellow 109, 110, 173 and 185; Isoviolanthrone pigments Cl Pigment Violet 31, metal complex pigments Cl Pigment Yellow 117 and 153, Cl Pigment Green 8; Perinone pigments Cl Pigment Orange 43, Cl Pigment Red 194; Perylene pigments Cl Pigment Black 31 and 32, Cl Pigment Red 123, 149, 178 17j9, 190 and 224, Cl Pigment Violet 29; Phthalocyanine pigments Cl Pigment Blue 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6 and 16, Cl Pigment Green 7 and 36; Pyranthrone pigments Cl Pigment Orange
  • Particularly preferred organic pigments are azo pigments, liquid crystal polymers and fluorescent pigments.
  • Mixtures of different particles / pigments can also be stabilized by the process according to the invention.
  • the UV resistance of the above-mentioned particles is significantly increased by applying UV protection agents or UV stabilizers to the particle surface.
  • the UV protective agents / stabilizers are preferably fixed on the particle surface in that the protective agent is applied to the surface in combination with a polymer or polymer mixture.
  • the proportion of UV protection agent / stabilizer on the particle surface depends on the particle to be protected.
  • the particles preferably contain 0.001 to 1000% by weight, particularly preferably 0.01 to 500% by weight and in particular 0.1 to 100% by weight, based on the particles.
  • the BiOCI platelets according to the invention contain 5 to 70% by weight, in particular 10 to 50% by weight, of UV stabilizer on the surface.
  • Suitable UV stabilizers are known to the person skilled in the art and are commercially available, such as, for example, UV absorbers, UV reflectors, UV scattering agents, antioxidants, dyes, soot particles, free radical scavengers and microtitanium.
  • Suitable UV absorbers are, for example, benzotriazoles, triazines,
  • Suitable UV absorbers are also carbon black and UV scattering agents, such as cyanaralic acid derivatives.
  • Radical scavengers can also be used as UV protection agents.
  • Suitable radical scavengers are e.g. organic and inorganic nitro compounds, phenols, such as. B. hydroquinones, condensed aromatic compounds, hindered amines (HALS).
  • Nanoparticles e.g. from titanium dioxide or iron oxide, titanium dioxide, barium sulfate. Nanoparticles are understood here to mean organic, inorganic, metallic particles with a size of ⁇ 300 nm, preferably ⁇ 150 nm.
  • UV protection agents can also be used, the mixing ratio being unlimited. Mixtures consisting of radical scavengers and soot particles are particularly preferred.
  • UV stabilizers are 2-hydroxybenzophenones, 2-hydroxyphenylbenztriazoles, 2-hydroxyphenyltriazines, oxalanilides, triazoles, triazines, titanium dioxide nanoparticles, iron oxide nanoparticles, carbon black, Hi ⁇ dered amines (HALS) and mixtures of the UV stabilizers mentioned.
  • a UV protective agent can also be copolymerized in order to prevent absorption through the skin, which is particularly desirable in the case of cosmetic products.
  • the particles according to the invention are easy to produce.
  • the UV protective agent is fixed on the particle surface to be protected by an upstream or by a simultaneous precipitation of a suitable polymer or, if the protective agent itself is a polymer, by the sole precipitation thereof.
  • a particularly preferred method is the fixing of the UV protection agents on the particle surface with LCST and / or UCST polymers.
  • LCST polymers or UCST polymers are polymers which are soluble in a solvent at low or higher temperatures and when the temperature is increased or decreased and the so-called LCST or UCST (Iower or upper critical solution temperature) is reached be separated from the solution as a separate phase.
  • Such polymers are e.g. in the literature in "Polymers", H.-G. Elias, Wegig and Wepf-Verlag, Switzerland, 1996 on pages 183 ff.
  • Suitable LCST polymers for the present invention are, for example, those as described in WO 01/60926 A1.
  • Particularly suitable LCST polymers are polyethylene oxide (PEO) derivatives, polyethylene oxide (PPO) derivatives, in particular acrylate-modified PEO-PPO-PEO three-block copolymers, polymethyl vinyl ether, poly-N-vinylcaprolactam, ethylhydroxyethyl cellulose, poly-N-isopropyl acrylamide and olefinic siloxane polymers.
  • PEO polyethylene oxide
  • PPO polyethylene oxide
  • Suitable UCST polymers are in particular polystyrene, polystyrene copolymers and polyethylene oxide copolymers.
  • the polymer content based on the end product is 0.1-80% by weight, preferably 1-30% by weight, in particular 1-20% by weight.
  • UV protection agents or their mixtures are either applied directly to the surface to be protected and coated with LCST and / or UCST
  • the UV protection agent is preferably immobilized
  • Polymers or polymer mixture preferably an LCST and / or UCST polymer, optionally mixed in the presence of a solvent.
  • the LCST polymer / protective agent mixture is dissolved at the temperature below the LCST, while the UCST polymer / protective agent solution is dissolved above the UCST.
  • the LCST temperature is 0.5-90 ° C., preferably 35-80 ° C.
  • the UCST temperature is 5-90 ° C., in particular 35-60 ° C.
  • the temperature is then increased, usually by about 5 ° C. above the LCST or below the UCST, the polymer with the UV protection agent precipitating and settling on the particle surface.
  • the immobilization takes place in the form of a crosslinking of the polymer on the particle surface, the polymer being irreversibly fixed on the particle surface.
  • the immobilization can take place radically, cationically, anionically or through a condensation reaction.
  • the LCST or UCST polymers are preferably crosslinked by free radicals or by a condensation reaction.
  • potassium peroxodisulfate for a radical crosslinking (immobilization) of the deposited layer in water, potassium peroxodisulfate or is preferably used
  • the crosslinking takes place depending on the LCST or UCST temperature of the polymer at 0 - 35 ° C using a catalyst, such as. B. a Fe (ll) salt, or at 40 - 100 ° C by direct thermal decomposition of the radical initiator.
  • the particles are preferably mixed into the solution of the LCST or UCST polymer as a dispersion, the same solvent as that of the polymer solution preferably being used and the temperature of the dispersion being lowered below the LCST or UCST. However, the particles can also be directly dispersed in the LCST or UCST solution.
  • the choice of solvent depends on the solubility of the polymer used.
  • the solvent is preferably water or a water-miscible organic solvent.
  • the water-miscible solvents also include those solvents which have gaps in the mixture with water. In these cases, the proportions are chosen so that there is miscibility.
  • suitable solvents are mono- and polyalcohols, e.g.
  • Methyl acetate monoesters of ethylene glycol or propylene glycols with acetic acid, butyrolactone; Ketones such as acetone or methyl ethyl ketone; Amides such as formamide, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and hexamethylphosphoric acid triamide; Sulfoxides and sulfones such as e.g. Dimethyl sulfoxide and sulfolane, alkane carboxylic acid such as formic acid or acetic acid,
  • Suitable solvents are in particular water, furthermore organic solvents, such as e.g. Alcohols and glycols.
  • the LCST and / or UCST polymer coatings are particularly preferably carried out as a complete coating of the particles.
  • the aftertreatment according to the invention further increases the chemical stability of the particles and at the same time the handling of the particles, in particular the incorporation into different application media, relieved.
  • the particles according to the invention have increased stability against flocculation in water-based paints or against the formation of structures in the case of organic paint systems.
  • the UV-stabilized particles also show very good weather resistance, very good dispersing behavior and, because of their stability, are very well suited for a wide variety of application systems, in particular for aqueous and organic paints.
  • the UV-stabilized particles are compatible with a large number of color systems, preferably in the field of paints, water-based paints, powder coatings, paints, printing inks, security printing inks, plastics and cosmetic formulations. Furthermore, the particles according to the invention are also for the laser marking of papers and plastics, as light protection, for coloring concrete and for
  • Agricultural applications e.g. for greenhouse films, e.g. suitable for the coloring of tarpaulins.
  • the particles according to the invention are also advantageously mixed with organic dyes, organic pigments or other pigments, such as, for example, transparent and opaque white, colored and black pigments, and with platelet-shaped iron oxides, organic pigments, for the various purposes of use.
  • organic dyes organic pigments or other pigments
  • holographic pigments LCPs (liquid crystal polymers), and conventional transparent, colored and black gloss pigments based on metal oxide coated mica, glass, Al 2 0 3 , graphite and Si0 2 platelets, etc.
  • the particles stabilized according to the invention can be mixed in any ratio with commercially available pigments and fillers.
  • the particles according to the invention are also suitable for the production of flowable pigment preparations and dry preparations, such as, for example, granules, briquettes, sausages, pellets, etc.
  • the pigment preparation and dry preparations are distinguished by the fact that they contain at least one or more particles, binders and, optionally, one or more Contain additives.
  • the invention also relates to the use of the UV-stabilized particles in paints, water-based paints, powder paints, paints, printing inks, security printing inks, plastics, concrete, also in cosmetic formulations, for laser marking of papers and plastics, as pigments in corrosion protection, in agricultural films and tarpaulins as well as for the production of pigment preparations and dry preparations.
  • the invention thus also relates to formulations which contain the pigment preparation according to the invention.
  • Example 1a UV stabilization of BiQCI pigments 0.25 g of benzotriazole dehvate (UV absorber from Ciba-Geigy) are mixed with 1.0 g of modified LCST polymer (three-block copolymer based on polypropylene oxide, polyethylene oxide) and mixed in 20 ml of distilled water dissolved at 23 ° C. Then (up to 30 microns in the dispersion. Product from platy BiOCl pigment of particle size 10th Merck KGaA, Germany) 20 g of bi-flair ® 83S paste stirred in a dissolver at 200 rev / min. After stirring for 5 minutes at 23 ° C., the mixture is heated to 40 ° C.
  • UV absorber from Ciba-Geigy UV absorber from Ciba-Geigy
  • Example 1 b Production of a pigmented water-based paint
  • a water-based paint pigmented with the UV-stabilized BiOCI pigments from Example 1a and with untreated BiOCI pigments is prepared by adding 5 g of pigment paste (corresponds to 2.5 g of pigment) in 15 g of a water-based paint acrylic / melamine based. The water-based paint is put together
  • the dry layer thickness of the opaque lacquer layers that are applied to the glass slides is 100 ⁇ m after a 0.5-hour baking process in a convection oven at 125 ° C.
  • the UV exposure is carried out in the Xenotest for 24 or 45 hours.
  • the damage to the pigment is determined colorimetrically by measuring the change in the brightness value L *.
  • the color measurements are carried out using the 45 ° measuring geometry and a Datacolor device. The results of the color measurements are summarized in Table 1.
  • Example 2a UV stabilization of BiOCI pigments with carbon black 0.1 g of carbon black (Spezialschwarz 350, from Degussa-Hüls AG) are mixed with 2.0 g of modified LCST polymer (polypropylene oxide diacrylate). The mixture is then dispersed on the Scandex for 0.5 h and 40 ml of dist. Water added. The pigment preparation obtained is briefly shaken, 20 ml are removed and the mixture is cooled to 0.5 ° C. and stirred in a dissolver until a homogeneous mixture has formed. Then 20 g of Bi-Flair ® 83S paste are stirred into the mixture. After stirring for 15 minutes at 0.5 ° C, the mixture is warmed to 23 ° C.
  • Spezialschwarz 350 from Degussa-Hüls AG
  • Example 2b Preparation of a pigmented water-based paint
  • pigmented water-based paints are produced by stirring 5 g of pigment paste (corresponds to 2.5 g of pigment) into 15 g of an acrylic / melamine-based water-based paint.
  • Example 2c Color measurements
  • the BiOCl pigments stabilized with carbon black show a significantly higher UV resistance compared to the non-stabilized BiOCI pigments.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft UV-stabilisierte Partikel, die sich dadurch auszeichnen, dass sie Licht der Wellenlängen von 290 bis 500 nm reflektieren bzw. absorbieren. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Partikel sowie deren Verwendung in Lacken, Wasserlacken, Pulverlacken, Farben, Druckfarben, Sicherheitsdruckfarben, Kunststoffen, Beton, in kosmetischen Formulierungen, in Agrarfolien und Zeltplanen, zur Lasermarkierung von Papieren und Kunststoffen, als Lichtschutz, sowie zur Herstellung von Pigmentpräparationen und Trockenpräparaten.

Description

UV-stabilisierte Partikel
Die vorliegende Erfindung betrifft UV-stabilisierte Partikel, die sich dadurch auszeichnen, dass sie Licht der Wellenlängen von 290 bis 500 nm reflektieren bzw. absorbieren.
Lacke werden in der Regel mit einem UV-Filter versehen, der dem Lack als Pulver oder Flüssigkeit zugegeben wird. Bei Kunststoffen oder Pulverlacken erfolgt der Schutz durch Zugabe dieser Filter in den zu extrudierenden Ansatz. Häufig empfiehlt es sich den Lacken bzw.
Pulverlacken zusätzlich ein tertiäres Amin, wie z.B. 2,2,6,6 Tetramethyl- piperidin, zuzusetzen. Der UV-Schutz von Lacken, Pulverlacken oder Kunststoffen ist häufig auch deshalb notwendig, da die darin enthaltenden Pigmente bzw. Partikel über eine unzureichende UV-Stabilität verfügen. Beispielsweise tritt bei der Bestrahlung von BiOCI-Pigmenten mit Licht, insbesondere UV-Licht, eine Vergrauung ein. Daher werden in der Regel BiOCI-Pigmente in einer Lösung oder als Präparation mit einem UV- Absorber angeboten. Derartige Lösungen bzw. Präparationen besitzen aber den Nachteil, dass der UV-Absorber bezogen auf das Pigment in relativ großen Konzentrationen eingesetzt werden muss, was zu diversen Störungen in den Anwendungsmedien führt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher UV-stabilisierte Partikel zur Verfügung zu stellen, die sich leicht und ohne Probleme in die Anwendungsmedien einarbeiten lassen und gleichzeitig auf einfache Art und Weise hergestellt werden können.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass man die Lichtbeständigkeit von Partikeln, wie z.B. BiOCI, stark erhöhen kann, wenn man die Oberfläche dieser Partikel direkt mit einem UV-Stabilisator belegt. Der UV-Absorber sollte dabei das Licht der Wellenlängen von 250 bis 500 nm reflektieren oder absorbieren. Durch die Aufbringung und Immobilisierung von UV-Stabilisatoren auf die Partikeloberfläche wird eine deutlich höhere Effizienz des UV-Schutzes erreicht im Vergleich zu einem Gemisch bestehend aus Partikel und UV-Stabilisator. Der unmittelbare UV- Schutzmittel/Partikeloberflächenkontakt führt gleichzeitig zu einer deutlich kleineren Konzentration des UV-Schutzmittels im Vergleich mit einem direkten Einsatz in Lacken, Pulverlacken und Kunststoffen. Weiterhin wird die Diffusion des UV-Schutzmittels im Anwendungsmedium unterbunden, die ursächlich ist für diverse Störungen in Lacken, Pulverlacken und Kunststoffen. Die UV-resistenten Partikel können gegenüber dem Stand der Technik in reiner pulvriger Form in den Anwendungsmedien eingesetzt werden und nicht als Lösung oder als Präparation.
Gegenstand der Erfindung sind somit UV-stabilisierte Partikel, die sich dadurch auszeichnen, dass sie Licht der Wellenlängen von 290 bis 500 nm reflektieren bzw. absorbieren.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die Herstellung der erfindungsgemäßen Partikel sowie deren Verwendung u.a. in Lacken, Wasserlacken, Pulverlacken, Farben, Druckfarben, Sicherheitsdruckfarben, Kunststoffen und in kosmetischen Formulierungen. Weiterhin sind die erfindungsgemäßen Partikel auch zur Herstellung von Pigmentpräparationen sowie zur Herstellung von Trockenpräparaten geeignet.
Alle dem Fachmann bekannten gegenüber UV-Licht empfindlichen organischen oder anorganischen Partikel können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren stabilisiert werden. Die Partikel können sphärisch, nadeiförmig oder plättchenförmig sein. Die Größe der Partikel ist an sich nicht kritisch und kann auf den jeweiligen Anwendungszweck abgestimmt werden. In der Regel haben die sphärischen Teilchen einen Durchmesser von 0,02 - 100 μm, besonders von 0,03 - 20 μm und insbesondere von 0,05 - 1 μm. Die nadeiförmigen Partikel sind 0,05 - 10 μm lang, vorzugsweise besitzen sie Längen von 0,05 - 5 μm, insbesondere von 0,05 - 1 μm. Bei den besonders bevorzugten Substraten handelt es sich um plättchenförmige Substrate. Geeignete plättchenförmige Substrate haben eine Dicke zwischen 0,02 und 5 μm, insbesondere zwischen 0,1 und 4,5 μm. Die Ausdehnung in den beiden anderen Bereichen beträgt üblicherweise zwischen 1 und 500 μm, vorzugsweise zwischen 2 und 200 μm, und insbesondere zwischen 5 und 60 μm. Als Partikel eignen sich anorganische und organische Pigmente sowie Gemische davon.
Geeignete anorganische Partikel sind beispielsweise unbeschichtete oder mit ein oder mehreren etalloxiden beschichtete SiO2-Kugeln, Füllstoffe,
Fluoreszenzpigmente, Weißpigmente, wie z.B. Titandioxid, Zinkweiß, Farbenzinkoxid, Bleiweiß, Zinksulfid, Lithopone, Schwarzpigmente wie z.B. Eisen-Mangan-Schwarz, Spinellschwarz, Eisenoxidschwarz, Buntpigmente, wie z.B. Chromoxid, Chromoxidhydratgrün, Chromgrün, Cobaltgrün, Ultramaringrün, Kobaltblau, Ultramarinblau, Eisenblau,
Manganblau, Ultramarinviolett, Kobalt- und Manganviolett, Eisenoxidrot, Cadmiumsulfoselenid, Molybdatrot, Ultramarinrot, Eisenoxidbraun, Mischbraun, Spinell- und Korundphasen, Chromorange, Eisenoxidgelb, Nickeltitangelb, Chromtitaπgelb, Cadmiumzinksulfid, Chromgelb, Zinkgelb, Erdalkalichromate, Neapelgelb, Bismutvanadat, agnetpigmente, wie z.B. CrO2, Fe2O3, Fe3O , Co-modifizierte Eisenoxide, Ba-Ferrite und Reineisenpigmente, Graphitplättchen, Effektpigmente, holographische Pigmente und BiOCI.
Als Effektpigmente werden vorzugsweise handelsübliche Metalleffektpigmente, wie z.B. ChromaFIair-Pigmente von der Fa. Flex, beschichtete oder unbeschichtete Aluminiumplättchen, Goldbronzepigmente, z.B. von der Fa. Eckart, beschichtete Eisenoxidplättchen, wie z.B. Paliochrom®- Pigmente von der BASF, Sicopearl-Pigmente von der BASF sowie goniochromatische Pigmente von der BASF, wie sie z.B. in der EP 0 753 545 A2 beschrieben werden, sowie Perlglanzpigmente und Interferenzpigmente - mit Metalloxiden beschichtete Glimmerschuppenpigmente - erhältlich z.B. von der Fa. Merck, Darmstadt unter dem Handelsnamen Iriodin® verwendet. Letztere sind z.B. bekannt aus den deutschen Patenten und Patentanmeldungen 14 67 468, 19 59 998, 20 09 566, 22 14 545, 22 15 191 , 22 44 298, 23 13 331 , 25 22 572, 31 37 808, 31 37 809, 31 51 343, 31 51 354, 31 51 355, 32 11 602, 32 35 017, DE 3842 330, DE 41 37 764, EP 0 608 388, DE 196 14 637, DE 196 18 569 bekannt. Vorzugsweise werden Perlglanzpigmente verwendet. Insbesondere werden mit Ti02 und/oder Fe203 beschichtete Glimmerpigmente, SiO2- Plättchen, Al203-Plättchen, Glasplättchen, Keramikplättchen oder synthetische trägerfreie Plättchen eingesetzt.
Besonders bevorzugte anorganische Pigmente sind BiOCI-Plättchen, Ti02-Partikel, Fluoreszenzpigmente, holographische Pigmente, leitfähige und magnetische Pigmente, Metalleffektpigmente z.B. auf Basis von Aluminiumplättchen sowie Effektpigmente, wie z.B. Perlglanzpigmente, Interferenzpigmente, goniochromatische Pigmente, Mehrschichtpigmente, auf Basis plättchenförmiger Substrate wie z.B. natürliche oder synthe- tische Glimmer-, AI2O3-, Ti02-, Si02-, Fe203-, Glas- oder Graphitplättchen. Bevorzugte Effektpigmente sind mit Ti02 (Rutil oder Anatas) beschichtete Substrate, wie z. B. mit TiO2 beschichteter natürlicher oder synthetischer Glimmer, mit Ti02 beschichtete Si02-, Al203-, Graphit-, Glas-, Fe203- oder Metallplättchen, insbesondere Aluminiumplättchen. Weiterhin bevorzugt sind Mehrschichtpigmente mit zwei, drei oder mehr Schichten, die ein oder mehrere Ti02-Schichten enthalten sowie sphärische Si02-Partikel, die mit ein oder mehreren Metalloxiden beschichtet sein können.
Geeignete organische Pigmente aus der Color Index Liste sind z.B. Monoazopigmente C.l. Pigmente Brown 25, C.l. Pigment Orange 5, 13, 36, 67, C.l. Pigment Red 1 , 2, 3, 5, 8, 9, 12, 17, 22, 23, 31 , 48 : 1 , 48 : 2, 48 : 3, 48 : 4, 49, 49 : 1 , 52 : 1 , 52 : 2, 53, 53 : 1 , 53 : 3, 57 : 1 , 251 , 112, 146, 170, 184, 210, und 245, C.l. Pigment Yellow 1 , 3, 73, 65, 97, 151 und 183; Diazopigmente C.l. Pigment Orange 16, 34 und 44, C.l. Pigment Red 144, 166, 214 und 242, C.l. Pigment Yellow 12, 13, 14, 16, 17, 81 , 106, 113,
126, 127, 155, 174, 176 und 188; Anthanthronpigmente C.l. Pigmente Red 168, Anthrachinonpigmente C.l. Pigment Yellow 147 und 177, C.l. Pigment Violet 31 ; Anthrapyrimidinpig ente C.l. Pigment Red 122, 202 und 206, C.l. Pigment Violet 19; Chinophthalonpigmente C.l. Pigment Yellow 138; Dioxazinpigmente C.l. Pigment Yellow 138; Dioxazinpigmente C.l.
Pigmente Violet 23 und 37; Flavanthronpigmente C.l. Pigment Blue 60 und 64; Isoindolinpigmente C.l. Pigment Orange 69, C.l. Pigment Red 260, C.l. Pigment Yellow 139 und 185; Isoindolinonpigmente C.l. Pigment Orange 61 , C.l. Pigment Red 257und 260, C.l. Pigment Yellow 109, 110, 173und 185; Isoviolanthronpigmente C.l. Pigment Violet 31 , Metallkomplexpigmente C.l. Pigment Yellow 117 und 153, C.l. Pigment Green 8; Perinonpigmente C.l. Pigment Orange 43, C.l. Pigment Red 194; Perylenpigmente C.l. Pigment Black 31 und 32, C.l. Pigment Red 123, 149, 178 17j9, 190 und 224, C.l. Pigment Violet 29; Phthalocyanin- pigmente C.l. Pigment Blue 15, 15 : 1 , 15 : 2, 15 : 3, 15 : 4, 15 : 6 und 16, C.l. Pigment Green 7 und 36; Pyranthronpigmente C.l. Pigment Orange
51 , C.l. Pigment Red 216; Thioindigopigmente C.l. Pigment Red 88 und 181 , C.l. Pigment Violet 38; Triarylcarboniumpigmente C.l. Pigment Blue 1 , 61 und 62, C.l. Pigment Green 1 , C.l. Pigment Red 81 , 81 : 1 und 169, C.l. Pigment Violet 1 , 2, 3 und 27; Anilinschwarz (C.l. Pigment Black 1 ); Aldazingelb (C.l. Pigment Yellow 101) sowie C.l. Pigment Brown 22 und Liquid Crystal Polymers (LCP-Pigmente) .
Besonders bevorzugte organische Pigmente sind Azopigmente, Liquid Crystal Polymers und Fluoreszenzpigmente.
Es können auch Gemische verschiedener Partikel/Pigmente nach dem erfindungsgemäßen Verfahren stabilisiert werden.
Die UV-Resistenz der oben genannten Partikel wird deutlich erhöht, indem UV-Schutzmittel bzw. UV-Stabilisatoren auf die Partikeloberfläche aufgebracht werden. Die Fixierung der UV-Schutzmittel/-Stabilisatoren auf der Partikeloberfläche wird vorzugsweise dadurch erzielt, dass das Schutzmittel in Kombination mit einem Polymer bzw. Polymergemisch auf die Oberfläche aufgebracht wird.
Der Anteil an UV-Schutzmittel/-Stabilisator auf der Partikeloberfläche ist abhängig von dem zu schützenden Partikel. Vorzugsweise enthalten die Partikel 0,001 bis 1000 Gew. %, besonders bevorzugt 0,01 bis 500 Gew.% und insbesondere 0,1 bis 100 Gew. %, bezogen auf die Partikel.
Beispielsweise enthalten die erfindungsgemäßen BiOCI-Plättchen 5 bis 70 Gew. %, insbesondere 10 bis 50 Gew. %, an UV-Stabilisator auf der Oberfläche. . Geeignete UV-Stabilisatoren sind dem Fachmann bekannt und im Handel erhältlich, wie z.B. UV-Absorber, UV-Reflektoren, UV-Streumittel, Antioxidantien, Farbstoffe, Rußpartikel, Radikalfänger, Mikrotitan.
Geeignete UV-Absorber sind beispielsweise Benzotriazole, Triazine,
Oxanilide, Benzophenone, arylierte Cyanoacrylate, insbesondere Hydroxy-Benzotriazole wie 2-(3',5'-Bis-(1 ,1-dimethylbenzyl)-2'-hydroxy- phenyl)-benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-5'-(tert.-octyl)-phenyl)-benzotriazol, 2- (2,-Hydroxy-3'-(2-butyl)-5'-(tert.-butyl)-phenyl)-benzotriazol, Bis-(3-2H- benztriazolyl)-2-hydroxy-5-tert.-octyl)methan, 2-(4-Hexoxy-2-hydroxy- phenyl)-4,6-diphenyl-1 ,3,5-triazin, sowie das Benzophenon 2,4-Dihydroxy- benzophenon.
Geeignete UV-Absorber sind weiterhin Ruß und UV-Streu mittel, wie beispielsweise Cyanaralsäure-Derivate.
Als UV-Schutzmittel können ebenfalls Radikalfänger eingesetzt werden. Geeignete Radikalfänger sind z.B. organische und anorganische Nitroverbindungen, Phenole, wie z. B. Hydrochinone, kondensierte aromatische Verbindungen, Hindered Amines (HALS).
Bei den UV-reflektierenden Schutzmitteln sind insbesondere geeignet Metalle, Nanopartikel z.B. aus Titandioxid oder Eisenoxid, Titandioxid, Bariumsulfat. Unter Nanopartikel werden hier organische, anorganische, metallische Teilchen mit einer Größe von < 300 nm, vorzugsweise < 150 nm, verstanden.
Weiterhin können auch Gemische von unterschiedlichen UV-Schutzmitteln eingesetzt werden, wobei dem Mischungsverhältnis keine Grenzen gesetzt sind. Insbesondere Gemische bestehend aus Radikalfängern und Rußpartikeln sind bevorzugt.
Besonders bevorzugte UV-Stabilisatoren sind 2-Hydroxybenzophenone, 2- Hydroxyphenylbenztriazole, 2-Hydroxyphenyltriazine, Oxalanilide, Triazole, Triazine, Titandioxid-Nanopartikel, Eisenoxid-Nanopartikel, Ruß, Hiπdered Amines (HALS) sowie Gemische der genannten UV- Stabilisatoren.
Es kann auch ein UV-Schutzmittel einpolymerisiert werden um so die Resorption durch die Haut zu verhindern, was insbesondere bei kosmetischen Produkten wünschenswert ist.
Die erfindungsgemäßen Partikel lassen sich leicht herstellen. Die Fixierung des UV-Schutzmittels auf der zu schützenden Partikeloberfläche erfolgt durch eine vorgelagerte oder durch eine simultane Ausfällung eines geeigneten Polymers bzw. wenn das Schutzmittel selbst ein Polymer ist durch alleinige Ausfällung von diesem.
Ein besonders bevorzugtes Verfahren ist die Fixierung der UV-Schutz- mittel auf der Partikeloberfläche mit LCST- und/oder UCST-Polymeren.
LCST-Polymere bzw. UCST-Poiymere sind Polymere, die bei niedrigen bzw. höheren Temperaturen in einem Lösemittel löslich sind und bei Erhöhung bzw. Erniedrigung der Temperatur und Erreichen der soge- nannten LCST bzw. UCST (Iower bzw. upper critical solution temperature) aus der Lösung als gesonderte Phase abgeschieden werden. Derartige Polymere werden z.B. in der Literatur in "Polymere", H.-G. Elias, Hüthig und Wepf- Verlag, Zug, 1996 auf den Seiten 183 ff. beschrieben.
Geeignete LCST-Polymere für die vorliegende Erfindung sind beispielsweise solche, wie sie in der WO 01/60926 A1 beschrieben werden.
Besonders geeignete LCST-Polymere sind Polyethylenoxid (PEO)- Derivate, Polyprcpylenoxid (PPO)-Derivate, insbesondere Acrylat- modifizierte PEO-PPO-PEO-Dreiblock-Copolymere, Polymethylvinylether, Poly-N-vinylcaprolactam, Ethylhydroxyethylcellulose, Poly-N-isopropyl- acrylamid sowie olefinische Siloxanpolymere.
Geeignete UCST-Polymere sind insbesondere Polystyrol, Polystyrol- Copolymere und Polyethylenoxid-Copolymere. Der Polymeranteil bezogen auf das Endprodukt beträgt 0,1 - 80 Gew.%, vorzugsweise 1 - 30 Gew.%, insbesondere 1 - 20 Gew.%.
Die UV-Schutzmittel oder ihre Mischungen werden entweder direkt auf die zu schützende Oberfläche aufgebracht und mit LCST und/oder UCST-
Polymeren immobilisiert oder in einem Schritt als Gemisch mit LCST- und/oder UCST-Polymeren auf die Oberfläche aufgebracht und immobilisiert.
Vorzugsweise wird das UV-Schutzmittel mit einem immobilisierbaren
Polymeren bzw. Polymerengemisch, vorzugsweise einem LCST- und/oder UCST-Polymeren, gegebenenfalls in Anwesenheit eines Lösemittels gemischt. Die LCST-Polymer/Schutzmittelmischung wird bei der Temperatur unterhalb der LCST gelöst, während die UCST-Polymer/Schutzmittel- iösung oberhalb der UCST gelöst wird. In der Regel beträgt die LCST- Temperatur 0,5 - 90 °C, vorzugsweise 35 - 80 °C, während die UCST- Temperatur bei 5 - 90 °C, insbesondere bei 35 - 60 °C, liegt. Danach erfolgt die Zugabe der zu stabilisierenden Partikel. Anschließend wird die Temperatur erhöht, in der Regel um ca. 5 °C über die LCST bzw. unter- halb der UCST, wobei das Polymer mit dem UV-Schutzmittel ausfällt und sich auf der Partikeloberfläche absetzt. Zuletzt findet die Immobilisierung in Form einer Vernetzung des Polymers auf der Partikeloberfläche statt, wobei das Polymer irreversibel auf der Partikeloberfläche fixiert wird. Die Immobilisierung kann radikalisch, kationisch, anionisch oder durch eine Kondensationsreaktion stattfinden. Vorzugsweise werden die LCST- bzw. UCST-Polymere radikalisch oder durch eine Kondensationsreaktion vernetzt.
Für eine radikalische Vernetzung (Immobilisierung) der abgeschiedenen Schicht in Wasser wird vorzugsweise Kaliumperoxodisulfat oder
Ammoπiumperoxodisulfat in Konzentrationsbereichen von 1 - 100 Gew.% bezogen auf das zur Belegung verwendete olefinische LCST- bzw. UCST- Polymer eingesetzt. Die Vernetzung erfolgt in Abhängigkeit von der LCST- bzw. UCST-Temperatur des Polymeren bei 0 - 35 °C unter Verwendung eines Katalysators, wie z. B. eines Fe(ll)-Salzes, oder bei 40 - 100 °C durch direkten thermischen Zerfall des radikalischen Initiators. Die Partikel werden der Lösung des LCST- bzw. UCST-Polymeren vorzugsweise als Dispersion zugemischt, wobei bevorzugt dasselbe Lösemittel wie das der Polymerlösung zum Einsatz kommt und die Temperatur der Dispersion unter die LCST bzw. UCST abgesenkt wird. Es kann jedoch auch eine direkte Dispergierung der Partikel in der LCST- bzw. UCST-Lösung erfolgen.
Sofern bei dem erfindungsgemäßeπ Verfahren ein Lösemittel benötigt wird, richtet sich die Wahl des Lösemittels nach der Löslichkeit des verwendeten Polymers. Vorzugsweise ist das Lösemittel Wasser oder ein mit Wasser mischbares organisches Lösemittel. Zu den mit Wasser mischbaren Lösemitteln zählen auch solche Lösemittel, die Mischungslücken mit Wasser aufweisen. In diesen Fällen werden die Mengenverhältnisse so gewählt, dass Mischbarkeit vorliegt. Beispiele für geeignete Lösemittel sind Mono- und Polyalkohole, wie z.B. Methanol, Ethaπol, n-Propanol, Isopropanol, Glykol, Glyzerin, Propylenglykol, Polyethylenglykol, Polybutylenglykol sowie die Mono- und Diether mit Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol der Polyalkylenglykole; Ether, wie z.B. Tetrahydrofuran, Dioxan, 1 ,2-Propandiol-propylether, 1 ,2-Butan- 1-methyl ether, Ethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmono- methylether; Ester, wie z.B. Essigsäuremethylester, Monoester von Ethylenglykol oder Propylenglykolen mit Essigsäure, Butyrolacton; Ketone wie Aceton oder Methylethylketon; Amide wie Formamid, Dimethyl- formamid, Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon und Hexamethyl- phosphorsäure-triamid; Sulfoxide und Sulfone wie z.B. Dimethylsulfoxid und Sulfolan, Alkancarbonsäure wie Ameisensäure oder Essigsäure,
Geeignete Lösemittel sind insbesondere Wasser, ferner organische Lösemittel, wie z.B. Alkohole und Glykole.
Besonders bevorzugt werden die LCST- und/oder UCST-Polytner- beschichtungen als vollständige Umhüllung der Partikel vorgenommen.
Durch die erfindungsgemäße Nachbehandlung wird die chemische Stabilität der Partikel weiter erhöht und gleichzeitig die Handhabung der Partikel, insbesondere die Einarbeitung in unterschiedliche Anwendungs- medien, erleichtert. Die erfindungsgemäßeπ Partikel besitzen eine erhöhte Stabilität gegenüber Flokkulatioπ in Wasserlacken bzw. gegenüber der Ausbildung von Strukturen im Fall von organischen Lacksystemen.
Die UV-stabilisierten Partikel zeigen weiterhin eine sehr gute Wetterbeständigkeit, ein sehr gutes Dispergierverhalten und sind aufgrund ihrer Stabilität sehr gut für die verschiedensten Anwendungssysteme geeignet, insbesondere für wäßrige und organische Lacke.
Die UV-stabilisierten Partikel sind mit einer Vielzahl von Farbsystemen kompatibel vorzugsweise aus dem Bereich der Lacke, Wasserlacke, Pulverlacke, Farben, Druckfarben, Sicherheitsdruckfarben, Kunststoffe sowie der kosmetischen Formulierungen. Weiterhin sind die erfindungsgemäßen Partikel auch für die Lasermarkierung von Papieren und Kunststoffen, als Lichtschutz, zum Einfärben von Beton sowie für
Anwendungen im Agrarbereich, z.B. für Gewächshausfolien, sowie z.B. für die Farbgebung von Zeltplanen geeignet.
Es versteht sich von selbst, dass für die verschiedenen Anwendungs- zwecke die erfindungsgemäßen Partikel auch vorteilhaft in Abmischung mit organischen Farbstoffen, organischen Pigmenten oder anderen Pigmenten, wie z.B. transparenten und deckenden Weiß-, Bunt- und Schwarzpigmenten sowie mit plättchenförmigen Eisenoxiden, organischen Pigmenten, holographischen Pigmenten, LCPs (Liquid crystal polymers), und herkömmlichen transparenten, bunten und schwarzen Glanzpigmenten auf der Basis von metalloxidbeschichteten Glimmer-, Glas-, Al203-, Graphit- und Si02-Plättchen, etc. verwendet werden können. Die erfindungsgemäß stabilisierten Partikel können in jedem Verhältnis mit handelsüblichen Pigmenten und Füllstoffen gemischt werden.
Die erfindungsgemäßen Partikel sind weiterhin geeignet zur Herstellung von fließfähigen Pigmentpräparationen und Trockenpräparaten, wie z.B. Granulate, Briketts, Würstchen, Pellets, etc. Die Pigmentpräparation und Trockenpräparate zeichnen sich dadurch aus, dass sie mindestens ein oder mehrere erfindungsgemäße Partikel, Bindemittel und optional ein oder mehrere Additive enthalten. Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der UV-stabilisierten Partikel in Lacken, Wasserlacken, Pulverlacken, Farben, Druckfarben, Sicherheitsdruckfarben, Kunststoffen, Beton, ferner in kosmetischen Formulierungen, zur Lasermarkierung von Papieren und Kunststoffen, als Pigmente im Korrosionsschutz, in Agrarfolien und Zeltplanen sowie zur Herstellung von Pigmentpräparationen und Trockenpräparaten.
Gegenstand der Erfindung sind somit auch Formulierungen, die die erfindungsgemäße Pigmentzubereitung enthalten.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch zu begrenzen.
Beispiele
Beispiel 1
Beispiel 1a: UV-Stabilisierung von BiQCI-Pigmenten o,25 g Benzotriazol-Dehvat (UV-Absorber der Ciba-Geigy) werden mit 1 ,0 g modifiziertem LCST-Polymer (Dreiblock-Copolymer auf Basis von Polypropylenoxid, Polyethylenoxid) gemischt und in 20 ml destilliertem Wasser bei 23 °C gelöst. Anschließend werden 20 g Bi-Flair® 83S-Paste (plättchenförmiges BiOCI-Pigment der Teilchengröße 10 bis 30 μm in Dispersion,. Produkt der Fa. Merck KGaA, Deutschland) am Dissolver bei 200 U/min eingerührt. Nach 5 Minuten Rühren bei 23 °C wird auf 40 °C erwärmt. Nach weiteren 10 Minuten Rühren bei 40 °C werden 1 ,0 g Kaliumperoxodisulfat zugegeben auf 65 °C erwärmt und innerhalb von 2 h vernetzt. Es wird auf Raumtemperatur abgekühlt, 20 ml Wasser zugegeben und die Pigmente durch Zentrifugieren von der Flüssigkeit getrennt. Die UV-stabilisierten Pigmente werden mit Wasser gewaschen und abzentrifugiert. Dem so erhaltenen Pigmentkuchen wird nun soviel Wasser zugefügt bis die Festkörperkonzentration in der Pigmentpaste ca. 50 % beträgt. Beispiel 1 b: Herstellung eines pigmentierten Wasserlacks Es wird jeweils ein mit den UV-stabilisierten BiOCI-Pigmeπten aus Beispiel 1a und mit unbehandelten BiOCI-Pigmenten pigmentierter Wasserlack hergestellt, indem 5 g Pigmentpaste (entspricht 2,5 g Pigment) in 15 g eines Wasserlackes auf Acryl/Melaminbasis eingerührt werden. Der Wasserlack setzt sich zusammen aus
147,2 g Viacryl SC 323 W/70SBB, Fa. Vianova
49,1 g Maprenal MF 501w/63EDGM, Fa. Clariant
14,3 g Triethylamin
489,4 g dest. Wasser
Beispiel 1c: Farbmessungen
Als Substrate für die unterschiedlich pigmentierten Lackproben werden Glas-Objektträger verwendet. Die Trockenschichtdicke der deckenden Lackschichten, die auf den Glas-Objektträgem appliziert werden, beträgt 100 μm nach einem 0,5 h langen Einbrennvorgang in einem Umluftofen bei 125 °C.
Die UV-Belastung erfolgt im Xenotest für die Dauer von 24 bzw. 45 h. Die Schädigung des Pigments wird farbmetrisch bestimmt, indem die Veränderung des Helligkeitswerts L* gemessen wird. Die Farbmessungen erfolgen unter Verwendung der Meßgeometrie 45° und einem Gerät von Datacolor. Die Ergebnisse der Farbmessungen sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
Tabelle 1 : Abnahme des L Nerts in % der Lackproben nach 24 und 45 h UV-Belastung:
Die Untersuchung der UV-Beständigkeit von BiOCI-Pigmenten in Wasserlacken zeigt eindeutig, dass durch eine Beschichtung mit UV-Schutzmitteln unter Verwendung von LCST-Polymeren eine erhebliche Verbesserung der UV-Beständigkeit erzielt wird.
Beispiel 2
Beispiel 2a: UV-Stabilisierung von BiOCI-Pigmenten mit Ruß 0,1 g Ruß (Spezialschwarz 350, Fa. Degussa-Hüls AG) werden mit 2,0 g modifiziertem LCST-Polymer (Polypropylenoxid-Diacrylat) gemischt. Anschließend wird 0,5 h am Scandex dispergiert und 40 ml dest. Wasser zugegeben. Die erhaltene Pigmentpräparation wird kurz aufgeschüttelt, es werden 20 ml entnommen auf 0,5 °C abgekühlt und solange am Dissolver gerührt bis eine homogene Mischung entstanden ist. Danach werden 20 g Bi-Flair® 83S-Paste in die Mischung eingerührt. Nach 15 Minuten Rühren bei 0,5 °C wird die Mischung auf 23 °C erwärmt. Nach einer weiteren Stunde Rühren wird 1 g eines Acrylat-modifizierten PEO-PPO-PEO- Polymeren gelöst in 20 ml destilliertem Wasser zugegeben und auf 50 °C erwärmt. Danach erfolgt die Zugabe von 0,3 g Kaliumperoxidisulfat in 10 ml Wasser. Es wird auf 65 °C erwärmt und für die Dauer von 2 h bei dieser Temperatur vernetzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur werden 20 ml Wasser zugegeben und die Pigmente durch Zentrifugieren von der Flüssigkeit abgetrennt. Die stabilisierten Pigmente werden mit Wasser gewaschen und abzentrifugiert. Dem durch Zentrifugieren erhaltenen Pigmentkuchen wird nun soviel Wasser zugefügt bis die Festkörperkonzentration ca. 50 % beträgt.
Beispiel 2b: Herstellung eines pigmentierten Wasserlacks Analog Beispiel 1b werden pigmentierte Wasserlacke hergestellt, indem 5 g Pigmentpaste (entspricht 2,5 g Pigment) in 15 g eines Wasserlackes auf Acryl/Melaminbasis eingerührt werden. Beispiel 2c: Farbmessungen
Verglichen wird die Farbänderung der mit Ruß stabilisierten BiOCI- Pigmente mit unmodifizierten Pigmenten in der jeweiligen Lackschicht. Die Ergebnisse der Farbmessungen sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
Tabelle 2: Abnahme des L*-Werts in % der Lackproben nach 12 h UV- Belastung:
Die mit Ruß stabilisierten BiOCl-Pigmente zeigen eine deutlich höhere UV-Beständigkeit gegenüber den nicht-stabilisierten BiOCI-Pigmenten.

Claims

Patentansprüche
1. UV-stabilisierte Partikel, dadurch gekennzeichnet, dass sie Licht der Wellenlängen von 290 bis 500 nm reflektieren bzw. absorbieren.
2. UV-stabilisierte Partikel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel auf der Oberfläche mit einem immobilisierbaren Polymer bzw. Polymergemisch umhüllt sind, wobei die Polymerschicht ein oder mehrere UV-Schutzmittel bzw. UV-Stabilisatoren enthält oder umschließt.
3. UV-stabilisierte Partikel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das UV-Schutzmittel bzw. der UV-Stabilisator ausgewählt ist aus der Gruppe der UV-Absorber, UV-Reflektoren, UV-Streu mittel, Antioxidantien, Farbstoffe, Rußpartikel, Radikalfänger, Mikrotitan oder deren Gemische.
4. UV-stabilisierte Partikel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das UV-Schutzmittel bzw. der UV-Stabilisator ausgewählt ist aus der Gruppe der Benzophenone, Triazole, Triazine, Titandioxid-
Nanopartikel, Eisenoxid-Nanopartikel, Ruß, Hindered Amines (HALS) sowie deren Gemische.
5. UV-stabilisierte Partikel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel 0,001 bis 1000 Gew. % an UV- Schutzmittel bzw. UV-Stabilisator bezogen auf den Partikel enthalten.
6. UV-stabilisierte Partikel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer durch Ausfällung in Wasser und/oder einem organischen Lösemittel auf die Partikeloberfläche aufgebracht wird.
7. UV-stabilisierte Partikel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel plättchenförmig, sphärisch oder nadeiförmig sind.
8. UV-stabilisierte Partikel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel ausgewählt sind aus der Gruppe der BiOCI-Plättchen, Ti02-Partikel, Fluoreszenzpigmente, holographischen Pigmente, Perlglan∑pigmente, Interferenzpigmente, Mehrschichtpigmente, Metalleffektpigmente, goniochromatischen
Pigmente, leitfähigen und magnetischen Pigmente, organischen Pigmente, Azopigmente.
9. UV-stabilisierte Partikel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Perlglanzpigmente, Interferenzpigmente, Mehrschichtpigmente und goniochromatischen Pigmente auf natürlichen oder synthetischen Glimmer-, Al203-, Ti02-, Si02-, Fe203-, Glas- oder Graphitplättchen basieren.
10. Verfahren zur Herstellung von UV-stabilisierten Partikeln nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass man ein oder mehrere UV-Schutzmittel bzw. UV-Stabilisatoren entweder direkt auf die zu schützende Partikel-oberfläche aufbringt und mit einem nachträglich aufgebrachten Polymer- oder Polymergemisch immobilisiert oder in einem Schritt als Gemisch mit dem Polymer bzw. den Polymeren auf die Oberfläche aufbringt und irreversibel immobilisiert.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein LCST- und/oder UCST-Polymer bzw. Polymergemisch aus LCST- und/oder UCST-Polymeren ist.
12. Verwendung der UV-stabilisierten Pigmente nach Anspruch 1 in Lacken, Wasserlacken, Pulverlacken, Farben, Druckfarben, Sicherheitsdruckfarben, Kunststoffen, Beton, in kosmetischen Formulierungen, in Agrarfolien und Zeltplanen, zur Lasermarkierung von Papieren und Kunststoffen, als Lichtschutz, sowie zur Herstellung von Pigmentpräparationen und Trockenpräparaten.
13. Formulierungen enthaltend die UV-stabilisierten Pigmente nach Anspruch 1.
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