NL8300068A - Verfsamenstellingen met verbeterde kleurstabiliteit. - Google Patents

Description

* 4»..

N.0. 31.543 ±

Verfsamenstellingen met verbeterde kleurstabiliteit. ^

De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op bekledingen onder toepassing van water- emulsiedragers. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op water-emulsieverfsamenstellingen, die een nieuw kleurmiddel bevatten met verbeterde eigenschappen 5 voor het vergroten van de kleurstabiliteit van deze verven.

De gebruikelijke water-emulsieverfsamenstellingen worden bereid door een of meer kleurpigmenten in water, dat geschikte toevoegsels bevat zoals oppervlak-actieve middelen, stabilisatoren, dispergeermidde-len en verdikkingsmiddelen, te dispergeren, gevolgd door mengen met 10 filmvormende middelen, zoals acryl, acrylcopolymeren en acryl bevattende emulsies. Een essenti’éle eis van elk pigment is in de eerste plaats, dat het een onderscheidende en aangename kleur moet voortbrengen bij toevoeging aan de verfsamenstelling hetzij alleen hetzij tezamen met andere pigmenten. Bovendien dient het pigment stabiel te zijn zodat 15 zijn kleur gedurende een voortgezette tijdsperiode behouden blijft. Een andere belangrijke eis is, dat het pigment een zeer fijn verdeelde deeltjesgrootte dient te hebben, die in het algemeen lager is dan ongeveer 10 micrometer. De fijnheid van de deeltjes vergroot het vermogen van het pigment gemakkelijk gedispergeerd te worden door het verfmeng-20 sel gedurende de verwerking en waarborgt voorts, dat de verf gelijkmatig in een dunne laag verdeeld zal zijn na het aanbrengen op het oppervlak zonder strepen of andere onvolkomenheden. Deze laatste eis is vanzelfsprekend het meest van belang in die gevallen, dat de verf moet worden aangebracht volgens de gebruikelijke borstel-, roller- of 25 sproeitechnieken.

Het is daarom een belangrijk oogmerk van de onderhavige uitvinding een verbeterd pigment te verschaffen voor toepassing in water-emulsie verfsamenstellingen. Een ander meer specifiek oogmerk van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een verbeterde water-emulsie verf-30 samenstelling met een goede kleurstabiliteit en een relatief grote be-standheid tegen verschieten na blootstelling aan zonlicht.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt een verbeterd kleurpigment verschaft voor toepassing in water-emulsieverfsamenstellingen, dat uit gerookt mangaan (II, III) oxide (M^O^) of een produkt, dat gerookt 35 110.30^ als voornaamste bestanddeel bevat, bestaat. Het gerookte pigment wordt eerst in water gedispergeerd, dat oppervlak actieve middelen, dispergeermiddelen, antischuimmiddelen, versnijdings-middelen, verdikkingsmiddelen, stabilisatoren, glycolen en dergelijke 8300068 ♦ 1 ‘ 2 bevat en vervolgens toegevoerd aan een water-emulsie op basis van acrylpolymeren of acrylcopolymeren. Het gerookte M^O^ pigment kan ongeveer 5 tot 50 gew.% van het totale niet vluchtige deel van de verf-samenstelling uitmaken.

5 De onderhavige uitvinding zal meer gedetailleerd beschreven worden onder verwijzing naar de bijgevoegde figuur, die een grafische voorstelling is, die de deeltjesgrootte verdeling laat zien van een gerookt bevattend produkt, dat voor toepassing als kleurpigment de voorkeur verdient.

10 De onderhavige uitvinding is gebaseerd op de bevinding, dat ge rookt MngO^ of een produkt, dat overwegend gerookt M113O4 in fijn verdeelde toestand bevat een nieuw en ideaal kleurmiddel is voor toepassing bij het formuleren van verschillende raiter-emulsieverven. In het bijzonder is het gerookte MngO^ kleurpigment bijzonder geschikt 15 voor die toepassingen, waar gebruikelijke ijzeroxidepigmenten tot dusverre zijn toegepast voor de bereiding van gekleurde water-emulsiever-ven. Gevonden werd bijvoorbeeld dat fijn verdeeld gerookt ΜηβΟ^ bij toepassing als kleurpigment, een donkerbruine of dieproodachtig bruine kleur vertoont, die soortgelijk is aan, maar toch tamelijk gemakkelijk 20 onderscheidbaar is van de bruine kleurpigmentatie, die teweeg wordt gebracht door een aantal synthetische ijzeroxidepigmenten, bijvoorbeeld gele, taankleurige of rode ijzeroxidepigmenten. Eveneens werd gevonden, dat gerookt i-k^O^ kleurpigment stabiel is bij hoge temperaturen tot ongeveer 600°C, terwijl anderzijds gebruikelijke gele of taankleurige 25 ijzeroxidepigmenten terugkeren tot rood ijzeroxide bij verhitting op temperaturen van ongeveer 180°C. Het gerookte lin^O^ kleurpigment kan ook voortgebracht worden in ruim traject van deeltjesgrootten, die de deeltjesgrootte van de ijzeroxidepigmenten van de stand der techniek benaderen of evenaren. Zoals aangegeven is het gewenst, dat het kleur-30 pigment een zeer fijn verdeelde deeltjesgrootte dient te bezitten om het pigment gelijkmatig te kunnen verdelen door de gehele verfsamen-stelling tijdens de formulering ervan. In het algemeen dient het gerookte MngO^ pigment een deeltjesgrootte kleiner dan ongeveer 10 micrometer te bezitten.

35 Zoals aangegeven is het kleurpigment, dat in de praktijk van de onderhavige uitvinding wordt gebruikt, gerookt M^O^ of kan een samenstelling of produkt zijn, dat overwegend gerookt Mr^O^ bevat, d.w.z. meer dan ongeveer 60 gew.%.

Het gerookte ΜηβΟ^ van de onderhavige uitvinding wordt het 40 meest doelmatig bereid door een stroom zuurstof door of over het opper- 8300068 * 3 vlak van een gesmolten bad van ferro-mangaan te leiden. Het gebruikelijke ferro-mangaan, dat geproduceerd is in een hoogoven of in een electro-metallurgische oven en dergelijke bij hoge temperaturen van ongeveer 1200°C of meer kan tot 6 of meer procent koolstof bevatten. Het 5 koolstofgehalte wordt gewoonlijk verminderd, zoals bijvoorbeeld tot ongeveer 1,5% door zuurstof of een mengsel van zuurstof en lucht door of tegen het oppervlak van een bad van gesmolten ferro-mangaan te blazen. Dit wordt uitgevoerd in een afzonderlijke ketel, die een vers uit de electrische oven afgetapt gesmolten ferro-mangaan bevat en bij een tem-10 peratuur van ongeveer 1000°C of meer en bij voorkeur bij ongeveer 1300°C of meer.

Eén methode voor het verminderen van het koolstofgehalte van gesmolten ferro-mangaan is in het Amerikaanse octrooischrift 3.305.352 beschreven. Bij deze voorkeursmethode voor de bereiding van gerookt 15 MngO^ van de onderhavige uitvinding, wordt ferro-mangaan uit de electrische oven, waarin het is voortgebracht, afgetapt in een behande-lingsketel, zoals een lepel of oven bij een temperatuur van ongeveer 1300°C of meer. Eventuele slak wordt bij voorkeur afgeschuimd en vervolgens wordt zuurstof boven tegen het oppervlak van het gesmolten fer-20 ro-mangaanbad geblazen met elk geschikt middel, zoals een of meer gebruikelijke zuurstofblaaslansen, die ongeveer 2,5 cm boven het oppervlak worden gehouden om een of meer zuurstofstromen bij een druk van ongeveer 720 tot 1050 kPa tegen het oppervlak van het bad te doen botsen. De zuurstofstroom is ongeveer 18 tot 22,5 kg per minuut voor een 25 gesmolten bad van 225 kg in een lepel met een hoogte van ongeveer 75 cm en een inwendige diameter van 50 cm. De voorafgaande methode kan desgewenst in schaal vergroot worden. Het daarbij voortgebrachte afvalgas bevat zeer fijn verdeelde deeltjes gerookt M113O4 van bolvormige configuratie, die gemakkelijk uit het afvalgas worden gewonnen door 30 middel van gebruikelijke winningsapparatuur. Desgewenst kan het gerookte ί-ίαβΟ^ van de onderhavige uitvinding voortgebracht worden als een bijprodukt van de specifieke methode, beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.305.352, voor het verlagen vn het koolstofgehalte van het ferro-mangaanbad. In een dergelijk geval zal het ferro-mangaanbad 35 op een temperatuur van ongeveer 1250°C zijn en zuurstof zal bovenop geblazen worden met een voldoende snelheid om het bad op een temperatuur van 1700°C te verhitten, voordat het koolstofgehalte van het gesmolten metaal verminderd is tot 1,5%. Het opblazen van zuurstof zal voortgaan tot de badtemperatuur ongeveer 1750°C bereikt, zoals in het octrooi-40 schrift beschreven. Het gerookte MngO^ wordt uit het afvalgas op 8300068 * 4 gebruikelijke wijze gewonnen.

De uitdrukking gerookt Mn-jO^, zoals hier gebruikt, betekent de fijn verdeelde bolvormige rookdeeltjes gewonnen uit het blazen met zuurstof van gesmolten ferro-mangaan zoals hiervoor beschreven.

5 De volgende gegevens schetsen enkele gebruikelijke eigenschappen van gerookt Mi^O^, zoals bereid als hiervoor aangegeven, voor het uitvoeren van de onderhavige uitvinding.

Chemische formule: In hoofdzaak Μη30^. Gewoonlijk 90 tot 95 gew.% en meer M^O^, waarbij de rest bestaat uit een mengsel, dat 10 calciumoxide, magnesiumoxide, kaliumoxide en siliciumoxide met minder dan ongeveer 1 gew.% vrij mangaanmetaal bevat.

Chemische analyse (gew.%): 65,27Mh; 2,03Fe; 0,029A1; 0,28Si; 0,17C; 0,040P; 0,045As; 0,46Ca; l,43Mg; 0,072K; 0,023Cr en 0,002Pb.

Stortgewicht: 7,2 - 14,4 g/cm^ 15 Vocht: gewoonlijk 0,22% (1 uur bij 107°C)

Deeltjesgrootte: 98% 10 micrometer (99% zal door· een 325

Tylerzeef gaan) pH: 9-13 (50% Mn30^ in gedestilleerd H20)

Vorm: bol 20 Dichtheid: 4,6 tot 4,75 gram/cnr*

Thermische stabiliteit: geen effect tot 600°C

De hedendaagse bekledingstechnologie legt de nadruk op het gebruik van kleurpigmenten met een zeer fijne deeltjesgrootte om het kleurmid-delrendement (kleuring en dekvermogen), suspensie-eigenschappen en ge-25 lijkmatige verdeling van het pigment door de massa van de verfformule-ring te verbeteren. Gevonden werd dat bij toepassing als kleurpigment volgens de onderhavige uitvinding het gerookte Mn30^ een deeltjesgrootte zal hebben, die kleiner is dan ongeveer 10 micrometer. Gewoonlijk kan gerookt Μη30^, zoals hiervoor beschreven, ongeveer 1 tot 30 2,0% deeltjes bevatten van een afmeting die groter is dan ongeveer 10 micrometer. Dienovereenkomstig kan het in sommige gevallen wenselijk of zelfs noodzakelijk zijn deze grote diameterdeeltjes uit het gerookte Mn30^ te verwijderen. Dit kan bijvoorbeeld worden gedaan volgens de gebruikelijke classificeringstechnieken of door botsmethoden, zoals 35 malen met kogels. Gerookt Mn30^ dat geclassificeerd of gemalen is tot een deeltjesgrootte, waarbij 99,5% kleiner is dan ongeveer 10 micrometer, kan geraakkelijk in de verf-formulering met apparatuur met middelmatige afschuiving, zoals door toepassing van een Cowles oplosinrichting, gedispergeerd worden. Verfsamenstellingen, die gerookt 40 Hn30^ in dit deeltjesgrootte traject bevatten, kunnen in het alge- 8300068 <s 5 meen op het te behandelen oppervlak worden aangebracht zonder enig bewijs van strepen of andere onvolmaaktheden.

Een gebruikelijke kromme voor de deeltjesgrootte verdeling voor gerookt is aangegeven in de grafiek van de bijgevoegde fi- 5 guur. Uit deze kromme blijkt, dat in het bijzondere geval van het gewaardeerde, geclasseerde gerookte de gemiddelde deeltjes grootte verdeling ongeveer 0,68 micrometer is.

Gebruikelijke water-emulsie verf-formuleringen, die gerookt ΜηβΟ^ kleurpigment volgens de onderhavige uitvinding bevatten, woΓΙΟ den door het volgende voorgesteld:

Bestanddelen Hoeveelheid in gew.%

Latex 40-65

Verdikkingsmiddel 0,5-12

Dispergeermiddel/stabilisator 0,2-2,0 15 Oppervlak actieve middelen 0,2-2,0

Antisehuimmiddel 0,1-1,0

Coalescerend middel 0,3-6,0

Conserveermiddel 0,1-1,5

Verwijderingsmiddelen 0,0-15,0 20 Gerookt MU3O4 5,0-30

Ti02 0,0-25,0

Antivriesmiddel 0,0-8,0

Alkydhars of plantaardige olie 0,0-10,0

Water rest 25 De water-emulsie verfsamenstellingen onder toepassing van een ge rookte ΜΓΙ3Ο4 kleurpigment volgens de onderhavige uitvinding, kunnen volgens gebruikelijke methoden, die in de techniek bekend zijn, bereid worden. Bijvoorbeeld kunnen de verf-formuleringen bereid worden door eerst in water toevoegsels zoals dispergeermiddelen, verdikkingsmidder-30 len, beschermende colloïden, antischuimmiddelen, oppervlak actieve middelen, enz. te dispergeren. Het kleurpigment wordt tezamen met een versnijding smiddel vervolgens gedispergeerd door de wateroplossing onder toepassing van geschikte afschuifapparatuur, zoals een Cowles oplosin-. richting of kogelmolen. De fijne vaste deeltjes van pigment en versnij-35 dingsmiddelen worden in een gelijkmatige suspensie gebracht. De aldus verkregen gepigmenteerde wateroplossing wordt vervolgens met latex, coalescerend middel en de overige bestanddelen gemengd. De fysische eigenschappen en de eigenschappen van de verf worden gecontroleerd en de oppervlakte spanning, de pH, de viscositeit en de pigment dispersie 40 worden indien noodzakelijk ingesteld. Andere werkwijzen en apparatuur 8300068 6 kunnen vanzelfsprekend met gelijk succes worden toegepast, zoals voor de deskundige duidelijk zal zijn.

De latex of emulsiedrager, die gebruikt wordt in de verf samenstelling volgens de onderhavige uitvinding, kan elk van de bekende latex-5 filmvormers van het acryl of acrylcopolymeer type zijn, die gewoonlijk toegepast worden in de verfindustrie. Rhoplex AC 507, Rhoplex MV9 en Rhoplex MV23 latices van Rohm and Haas co. en UCAR 336, UCAR 515, UCAR 4341 en UCAR 4358 latices van Union Carbide Corp. zijn gebruikelijke emulsies onder vele heden verkrijgbare commerci'éle emulsies, die voor 10 -de praktijk van de onderhavige uitvinding geschikt zijn.

Verdikkingsmiddelen en beschermende colloïden worden in de verfsa-menstelling gebruikt om de gewenste consistentie en viscositeit te bereiken. De consistentie en de viscositeit dienen zodanig te zijn, dat de verf gemakkelijk op het te behandelen oppervlak kan worden aange-15 bracht in een gelijkmatige film van gewenste dikte. Deze toevoegsels functioneren eveneens als beschermende colloïden, die tegen coagulatie van pigmenten en versnijdingsmiddelen waken bij de aanwezigheid van electrolyten of overmatige afschuifkrachten. Verdikkingsmiddelen tezamen met oppervlak actieve middelen handhaven pigmenten in suspensie en 20 stabiliseren de viscositeit van de verf. De keuze van een bijzonder verdikkingsmiddel zal van een aantal factoren afhangen, zoals bijvoorbeeld het type emulsie en pigment volume concentratie en bekledings-rheologie.

In het algemeen kunnen verdikkingsmiddelen, van het cellulose type 25 of zouten van polyacrylzuren, die gewoonlijk in de verfindustrie worden gebruikt, toegepast worden in de water-emulsieverfsamenstellingen, die gerookt ΜηβΟ^ bevatten. Tot geschikte verdikkingsmiddelen behoren bijvoorbeeld zouten van polycarbonzuren zoals Acrysol G-1I0 (handelsnaam van Rohm en Haas Co.) of verdikkingsmiddelen van het cellulose ty-30 pe, zoals QP4400 (handelsnaam van Union Carbide Corp.). Tot andere verdikkingsmiddelen behoren die, die verkocht worden onder de handelsnamen Thickener 845, Thickener 4358 en Thickener Ξ845 (handelsnamen van Rohm en Haas Co.).

Een gecombineerd dispergeermiddel-stabilisator kan ook in de 35 verf-formulering gebruikt worden om ervoor te zorgen, dat de totale hoeveelheid pigment en andere bestanddelen gelijkmatig door de verf ge-dispergeerd worden. Verschillende anionogene, niet-ionogene dispergeer-middelen en dispergeermiddelen van het polymeertype kunnen voor dit doel worden toegepast, zoals die bereid onder de handelsnaam Tamol 731 40 en Tamol 850 (Rohm en Haas Co.). Andere dispergeermiddelen die toege- 8300068 7 past kunnen worden zijn Triton X-100 (alkylarylfenoxypolyethoxyetha-nol), Triton X-301 (alkylarylethersulfaat) en Triton X-405 (alkylaryl-polyetheralcohol), alle handelsnamen van Rohm en Haas Co.

De verf-formuleringen van de onderhavige uitvinding kunnen tevens 5 verschillende andere bestanddelen bevatten, die gewoonlijk in de verfindustrie worden toegepast. Bijvoorbeeld kan een antischuimmiddel zoals Nopco NDW, bereid door Nopco Chemical Company, gebruikt worden. Gebruikelijke droogmiddelen kunnen ook in die gevallen worden toegepast, wanneer de verf-formulering een alkydhars als bestanddeel bevat. Tot 10 dergelijke droogmiddelen behoren bijvoorbeeld kobalt en zirconium drogers. Een coalescerend middel kan eveneens gebruikt worden zoals 2,2,4-trimethyl-l,3-pentaandiolmonoisobutyraat bereid door Eastman Kodak onder de handelsnaam Texanol. Andere bekende bestanddelen, zoals antioxydatiemiddelen, conserveermiddelen, antivriesmiddelen (bijvoor-15 beeld ethyleenglycol) en modificeermiddelen kunnen eveneens in de verf-formuleringen worden gebruikt, zoals voor de deskundige duidelijk zal zijn.

Bij bepaalde experimenten werd gevonden, dat gerookt M113O4 gecombineerd kan worden met gebruikelijke pigmenten, zoals titaandioxide 20 (1103) om verschillende kleurtinten voort te brengen. Bijvoorbeeld werd bij een dergelijk experiment gerookt tezamen gemengd met verschillende hoeveelheden TiO£ en de verschillende aldus voortgebrachte kleurtinten werden geregistreerd. Bij dezelfde experimenten werden eveneens controlemonsters, die 100% gerookt Mh^O^ respectie-25 velijk TiO£ bevatten voor vergelijkingsdoeieinden bereid. Gevonden werd, dat de emulsiefilm in het geval van 100% Ti0£ (C^Mn^O^) "enkelvoudig wit" was, 10% gerookt MhgO^ (90%Ti02) was "lichtbruin" of "beige", 40% gerookt MnjO^ (60%TiÜ2) was "middelmatig bruin" en 100% gerookt ïfi^O^ (0%TiÜ2) was "donkerbruin" of 30 "diep roodachtig bruin".

De kleur van de emulsiefilm in het hiervoor beschreven experiment kan gespecificeerd worden volgens de Munsell Book of Color, Munsell Color Company, Baltimore, Maryland. De tint, waarde en Chroma werden voor elke emulsiefilm bepaald volgens de in de Munsell Color Book ge-35 schetste methoden en worden in tabel A hierna gegeven. In de kolom, die gemerkt is met "Munsell nr.", stellen de eerste waarde en letteraanduiding de "tint" voor, het nummer, dat volgt op de letteraanduiding stelt de "waarde" voor en het laatste getal stelt de "Chroma" voor.

8300068 8

Tabel A Kleurdefinitie % T102 gerookt Hunsell nr.

5 100 ON 9.5/ 90 10 5 YR 8/2 60 .40 7,5 YR 5/2 0 100 5 YR 3/4 10 Gebaseerd op het aangehaalde Munsell nr. in tabel A, kan gemakke- lijk worden gezien, dat het gerookte ΜηβΟ^ kleurmiddel van de onderhavige uitvinding een kleurend en modificerend effect heeft op andere pigmenten zoals Ti02> die bepaalde tinten voortbrengen zoals geel ijzeroxide, Hansa geel, chroomoxide groen, ftalocyanineblauw en ftalo-15 cyaninegroen.

De volgende voorbeelden zullen de praktijk van de onderhavige uitvinding verder toelichten.

Voorbeeld 1

Een water-emulsie verfsamenstelling werd onder toepassing van een 20 standaard wit titaandioxidepigment van rutielkwaliteit voor algemene doeleinden bereid. De samenstelling werd bereid door eerst tezamen 60,0 g rutieltitaandioxide, 70,0 g (pH 9,7) verdikkingsmiddel, d.w.z. een 20-procents oplossing van Thickener 745 (Rohm and Haas Co.) in water, 2,0 g van een dispergeermiddel/stabilisator, d.w.z. Tamol 850 25 (Rohm and Haas Co.), 10,0 g alkylarylfenoxypolyethoxyethanol, d.w.z. Triton 100 (Rohm and Haas Co.), 1,5 g antischuimmiddel, d.w.z.

Hevi-Duty A.F. middel (Interstab Chemicals Ine.), 2,0 g polypropyleen-glycol, 20,0 g van een coalescerend middel, d.w.z. butylearbitol (Union Carbide Corp.), 2,0 g 28% ammoniurnhydroxide en 87,5 g water te mengen. 30 Na grondige menging werden 622 g latex, d.w.z. UCAR 4358 (Union Carbide corp.) aan het mengsel toegevoegd.

De aldus bereide verfsamenstelling werd uitgespreid op het oppervlak van verschillende proefpanelen, vervaardigd uit blank aluminium met de afmetingen 7,5 x 22,5 cm met een trekstaaf tot een dikte van on-35 geveer 25,4 pm. De beklede proefpanelen werden vervolgens gedurende ongeveer 1 week bij omgevingstemperatuur gehard en uerden daarna onderworpen aan een verschietingsproef op laboratoriumschaal onder toepassing van ultraviolet licht. Bij de proef werden de beklede panelen op proefrekken geplaatst en continu blootgesteld aan een constante bron 40 ultraviolet licht volgens de ASTM G 25-70 Fadometerproef. De proefpane- 8300068 9 len werden periodiek geobserveerd op kleurstabiliteit en verschieten gedurende perioden tot 1000 uren. Een waarderingscode werd vastgesteld voor het meten van de verschietingsgraad van de proefpanelen en wal op de volgende wijze: 5

Waarderings code 10 - geen verandering 9 - zeer geringe verandering 8 - geringe verandering 10 7 - middelmatig + 6 - middelmatig 5 - middelmatig-4 - enigszins slecht 3 - slecht 15 2 - zeer slecht 1 - ten dele mislukt 0 - mislukt.

De resultaten van de verschietingsproeven zijn in tabel B gegeven.

20 Elke in de tabel gegeven waarderingscode wordt voorafgegaan door de letter "F" om aan te geven, dat de proef een verschietingsproef is, behalve in het onderhavige voorbeeld, wanneer het kleurpigment T1O2 was. Ti02 pigment brengt een in hoofdzaak "witte" pigmentatie voort, die na voortgezette blootstelling aan ultraviolet licht zal verbleken.

25 Derhalve wordt in tabel 3 de afkorting "Blch” toegepast om bleking van de verf-formulering in dit voorbeeld aan te geven.

Voorbeeld 2

Een water-emulsie verfsamenstelling werd bereid onder toepassing van dezelfde bestanddelen als toegepast in de verf-formulering van 30 voorbeeld 1, behalve dat in dit geval de 60,0 g T1O2 vervangen werden door 57,0 g geloogd gerookt MhgO^. Het gerookte MhgO^ werd geloogd door het rookprodukt aan zoutzuur te onderwerpen. Ook in dit geval werden 73,0 g polycarbonzuur verdikkingsmiddel, d.w.z. Thickener 485 (Rohm and Haas Co.) toegepast tezamen met 480,0 g latex, d.w.z.

35 UCAR 4358 (Union Carbide Corp.) in plaats van de 622,0 g die werden toegevoegd. De verfsamenstelling werd op proefpanelen uitgespreid op dezelfde wijze zoals in voorbeeld 1 beschreven en aan dezelfde verschietingsproeven onderworpen. De kleur van de film was "donkerbruin” of "dieproodachtig bruin".

40 Voorbeeld 3 8300068 ✓ 10

Een verfsamenstelling van het emulsietype werd bereid door ver-snijdingsmiddelen en pigmenten in een emulsie te dispergeren, die bereid is door een lange olie alkydhars, d.w.z. Aroplaz 1271 (Spencer Kellog Co.), die kobalt en zirkoondrogers bevat, met water te mengen.

5 Aan 350 g van de alkydemulsie werden 4,0 g van een cellulose-achtig verdikkingsmiddel, d.w.z. QP 4400 (Union Carbide Corp.), 8,0 g van een anionogeen dispergeermiddel, d.w.z. Tamol 850 (Rohm and Haas Co.), 5,0 g van een niet ionogeen oppervlak actief middel, d.w.z. Triton CF-10 (Rohm and Haas Co.) van het alkylarylethertpe, 5,0 g antischuimmiddel, 10 d.w.z. Hevi-Duty A.F.middel, 20,0 g ethyleenglycol toegevoegd. Aan de aldus verkregen drager werden 150,0 g synthetisch rood-ijzeroxide, 35,0 g versnijdingspigment, d.w.z. Mica 325 in de handel gebracht door English Mica Company, 75,0 g CaC03, 50,0 g van een roestremmend pigment, gemodificeerd bariummetaboraat, d.w.z. Busan 11-M-l (handelsnaam 15 van Buckman Labs, Ine.) toegevoegd en gedispergeerd onder toepassing van een Cowles oplosinrichting. Na grondig mengen werden 500 g sty-reen-acrylcopolymeerlatex, d.w.z. UCAR 4341 (handelsnaam van Union Carbide Corp.) en een coalescerend middel toegevoegd.

Zoals in de voorafgaande voorbeelden werd deze verf-formulering 20 uitgespreid op blanke aluminium proefpanelen met de afmeting 7,5 x 22,5 cm met een gewikkelde draadstaafaanbrenginrichting voor een natte film (Meyers) voor het verkrijgen van een droge filmdikte van 25,4 ym. De aangebrachte film of bekleding werd vervolgens bij omgevingstemperatuur gehard. De proefpanelen werden daarna op proefrekken 25 geplaatst en aan dezelfde verschietingsproeven onderworpen.

Voorbeeld 4

Een verfsamenstelling van het emulsietype werd bereid door een acrylemulsie, d.w.z. Rhoplex MV 23 (Rohm and Haas Co.) tezamen met gerookt MnjO^ te mengen. De samenstelling was als volgt: 59 g water, 30 25,0 g van een 20% polyacrylaat verdikkingsmiddel, d.w.z. Thickener E845 (Rohm and Haas Co.), 17,6 g van een 40% dispergeermiddel, d.w.z. QR-681 40% (Rohm en Haas Co.), 2,0 g benzylether van octylfenol-epoxy-ethaan additieprodukt als oppervlak actief middel, d.w.z. Triton CF-10 (Rohm and Haas Co.), 28,0 g ethyleenglycol, 5,7 g antischuimmiddel, 35 d.w.z. Foamaster NDW (Diamond Shamrock Co.), 12,0 g zinkoxidepigment, d.w.z. ΑΖ0 77 (American Zink Co.), 53 g CaC03> 2,1 g Skane M-8 (Rohm and Haas Co.) dat het biocide (2-n-octyl-4-isothiazoline-3-on) is en 151 g gerookt Mtt30^. Na grondig mengen werden 667,0 g acryllatex, d.w.z. Rhoplex MV 23 (Rohm and Haas Co.), 7,0 g 28% ammoniumhydroxide 40 en 5,7 g coalescentiemiddel, 2,2,4-trimethyl-l,3-pentaandiol-monoisobu- 8300068 c.

» * 11 tyraat, d.w.z. Texanol (Eastman Kodak Co.) aan het mengsel toegevoegd.

Proefpanelen (aluminium) werden met deze verf-formulering bekleed op dezelfde wijze zoals in de voorafgaande voorbeelden beschreven en de bekleding werd bij omgevingstemperatuur gehard. De kleur van de film 5 was opnieuw "donkerbruin" of “diep roodachtig bruin”. Er was in principe geen verschil in kleur tussen het uitgeloogde en niet uitgeloogde gerookte MhgO^. Vervolgens werden de proefpanelen aan dezelfde ver-schietingsproeven onderworpen.

De resultaten van de verschietingsproeven onder toepassing van de 10 verschillende verfsamenstellingen zoals beschreven in de voorbeelden 1-4 zijn in tabel B vermeld.

8300068 ν'- * 12 Φ & ο Ο m οο π

ο η ι II

ι—I PQ ft ft ft J2 Ο u in co oo m η ι ll P3 ft 1¾ 1¾ & ο o m m oo

O H I II

vO PQ ft ft ft £ ο o m on oo

ο Η I II

m ffl 1¾ h h

JS

ο ο \θ 00 00 ο η ι ii <) W ft ft ft 4-1

(U

O

ft Λ m to /-v ο o v£>

00 -C Ο Η I 03 CO

H P3 ^ co ft ft II

<U ι-I ft ft P fl oj a; *n Η Ή Ή rC H & ο ο υ ιο σ> co

Μ Ο Η I II

l-l CM P9 ft ft ft

(U

> ,43 ο o σι σι

Ο Η I I I

I—I ft ft ft ft JS, o o O 00 r4

O t-4 I II

ml rt ft ft ft <r si- o o cn co ή <u £ S no s

•H

JJ U O K 4J

p| Μ Μ O Al <U O O 0

s CM O O x) O

00 O H Η O H

•Η ·Η CU CU O (U

ft H 60 60 )4 60

O

(H

<0

4) W

•Ο Η H >

Pj Η Η Η H

O O > 8300068 *- ψ * 13

Uit de in tabel B vermelde resultaten van de verschietingsproef blijkt, dat water-emulsieverfsamenstellingen, die gerookte Mn^O^ pigmenten volgens de onderhavige uitvinding bevatten, een kleurstabili-teit en een bestandheid tegen verschieten laten zien, die gelijk is aan 5 of beter is dan die van verfsamenstellingen, die de gebruikelijke pigmenten van de stand der techniek bevatten. In het bijzonder wordt opgemerkt, dat de verfsamenstellingen in de voorbeelden 2 en 4, die gerookt MngO^ als kleurpigment bevatten, slechts een geringe mate van ver-schieting lieten zien, terwijl anderzijds de verfsamenstelling, toege-10 past in voorbeeld 3, onder toepassing van rood ijzeroxidepigment, een veel grotere mate van verschieting vertonen (d.w.z. van F-10 bij 50 uren tot F-3 bij 1000 uren). Als verdere vergelijking blijkt uit de resultaten van tabel' B, dat verfsamenstellingen bereid onder toepassing van gebruikelijk titaandioxide (TiC^) als een "wit" pigment, tekenen 15 van verbleking vertoonden (voorbeeld 1) na slechts 50 uren blootstelling aan ultraviolet licht. Het zal verder uit de resultaten van tabel B duidelijk zijn, dat het gerookte pigment toegepast kan wor den in een grote verscheidenheid verf-formuleringen onder toepassing van verschillende bestanddelen zoals verdikkingsmiddelen, dispergeer-20 middelen, stabilisatoren, antischuimmiddelen, conserveermiddelen, enz., zonder enig schadelijk effect op de aangebrachte bekleding. Verder kan worden opgemerkt uit de proef dat verf-formulerlngen onder toepassing van geloogd gerookt als kleurpigment niet zo stabiel waren als verf-formuleringen onder toepassing van niet geloogd gerookt 25 M^O^. Echter vertoonde het uitgeloogde gerookte ΗηβΟ^ bij toepassing als kleurmiddel betere tegen verschieting bestand zijnde eigenschappen in vergelijking met synthetisch rood ijzeroxide.

8300068

Claims (5)

1. Water-emulsieverfsamenstelling, In hoofdzaak bestaande uit een acrylemulsie, een verdikkingsmiddel, dispergeermiddelen en een kleur-pigment met een verbeterde kleurstabiliteit en bestandheid tegen ver-schieting van de verf-formulering, gekenmerkt door de aanwezigheid van 5 een kleurpigment bestaande uit fijn verdeelde gerookte ΜηβΟ^ deeltjes.

2. Water-emulsieverf-formulering volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gerookte Mn^O^ de volgende eigenschappen heeft: (a) een chemische samenstelling, die tenminste ongeveer 90 gew.%

10 Mn^O^ bevat, waarbij de rest een mengsel is, dat calciumoxide, mag- nesiumoxide, kaliumoxide, en siliciumoxide met minder dan ongeveer 1 gew.% vrij mangaanmetaal bevat en (b) een deeltjesgrootte, waarbij 98% kleiner is dan ongeveer 10 micrometer.

3. Water-emulsieverfsamenstelling volgens conclusies 1 of 2, gekenmerkt door de aanwezigheid van ongeveer 40 tot 65 gew.% van een latex-samenstelling, ongeveer 0,5 tot ongeveer 12 gew.% van een verdikkingsmiddel, ongeveer 0,2 tot 2,0 gew.% van een dispergeermiddel, ongeveer 0,2 tot 2,0 gew.% van een oppervlak actief middel, ongeveer 0,1 20 tot 1,0 gew.% van een antischuimmiddel, ongeveer 0,3 tot 6,0 gew.% van een coalescerend middel, ongeveer 0,1 tot 1,5 gew.% van een conserveermiddel, ongeveer 0,0 tot 15,0 gew.% van een versnijdingsmiddel, ongeveer 5,0 tot 30 gew.% gerookt MnjO^, ongeveer 0,0 tot 25 gew.% T1O2 en de rest water.

4. Water-emulsieverfsamenstelling volgens conclusie 3, gekenmerkt door de aanwezigheid van 0 tot ongeveer 8,0 gew.% van een antivriesmid-del.

5. Water-emulsieverfsamenstelling volgens conclusie 3 of 4, gekenmerkt door de aanwezigheid van 0 tot ongeveer 10,0 gew.% van een 30 alkydhars. 8300068