NL8803003A

NL8803003A - Spuitbuslak.

Info

Publication number: NL8803003A
Application number: NL8803003A
Authority: NL
Original assignee: Mobacc Bv
Priority date: 1988-12-07
Filing date: 1988-12-07
Publication date: 1990-07-02
Also published as: EP0375010B1; EP0375010A1; DE68902045T2; DE68902045D1

Description

Spuitbuslak.

De uitvinding heeft betrekking op een spuitbuslak die is samengesteld uit een drijfgas en een lakmeng-sel dat een filmvormende hars, hoogkokende alifatische koolwaterstoffen en verdere toevoegstoffen bevat.

De huidige spuitbuslakken of aerosollakken bezitten een tamelijk laag vaste-stofgehalte, waardoor hun opbrengst ook vrij laag is. Zij bevatten oplosmiddelen met een laag vlampunt en aromaten, waardoor zij gemakkelijk brandbaar zijn. Bovendien zijn zij schadelijk voor mens en milieu, onder andere vanwege de veelal als drijfmiddel toegepaste gefluoreerde koolwaterstoffen, maar ook vanwege de grote hoeveelheid oplosmiddel, waaronder aromaten, die moet worden verdampt.

Thans is gevonden dat de hierboven genoemde nadelen kunnen worden vermeden door de spuitbuslak op de hieronder aangegeven wijze samen te stellen.

De uitvinding heeft derhalve als kenmerk, dat de lak voor 25-40 gew.% bestaat uit drijfgas en voor 75-60 gew.% uit lakmengsel, waarbij het drijfgas een niet gehalogeneerd gas of gasmengsel is dat mengbaar is met de filmvormende hars, en het lakmengsel een vaste-stofgehalte heeft van ten minste 85 gew.% en slechts ten hoogste 15 gew.% hoogkokende alifatische koolwaterstoffen bevat.

De onderhavige spuitbuslak bevat slechts tamelijk weinig hoogkokende alifatische koolwaterstoffen. Dit is mogelijk doordat het gebruikte drijfgas als mede-oplos-middel of verdunningsmiddel voor de filmvormende hars fungeert. Vanwege het hoge vaste-stofgehalte wordt bij gebruik een zeer goede opbrengst bereikt. Bovendien is het systeem in zijn geheel milieuvriendelijk, terwijl de totale hoeveelheid brandbare componenten, met inbegrip van het drijfgas, slechts klein is en gewoonlijk minder bedraagt dan 45 gew.% tegen veelal rond 75 gew.% bij de bekende spuitbuslakken.

Zoals gezegd heeft het eigenlijke lakmengsel een hoog vaste-stofgehalte, dat ten minste 85 gew.% bedraagt. Onder vaste stoffen worden hier alle componenten verstaan die deel vormen van de na aanbrengen en drogen verkregen uiteindelijke lakfilm, dus alle componenten van het eigenlijke lakmengsel, behalve de bij het drogen van de aangebrachte lakfilm te verdampen oplosmiddelen, die geheel of grotendeels bestaan uit hoogkokende alifati-sche koolwaterstoffen.

Tot die zogenaamde vaste componenten behoort in de eerste plaats de filmvormende hars. De toe te passen harsen zijn bij voorkeur vloeibare harsen met een tamelijk lage viscositeit. Als filmvormende hars wordt liefst een alkydhars gebruikt, en wel een alkydhars met een hoog (ten minste 55%) tot zeer hoog (ten minste 68%) vetzuurgehalte en dus slechts een betrekkelijk laag ftaalzuurgehalte. Een bijzonder geschikte alkydhars is een hars met een vetzuurgehalte van ca. 73%, een isoftaalzuurgehalte van ca. 13% en een zuurgetal van ten hoogste 12. Er kunnen natuurlijk ook combinaties van verschillende soorten filmvormende alkydharsen worden gebruikt.

De filmvormende hars wordt gewoonlijk toegepast in een concentratie van 35-70 gew.%, berekend op het lakmengsel (het drijfgas dus niet meegerekend). Een oplossing van een dergelijke hoeveelheid filmvormende hars in de slechts kleine hoeveelheid hoogkokende alifati-sche koolwaterstoffen is in de regel nog te visceus om een goed spuitgedrag te vertonen, maar zoals eerder gezegd werkt het volgens de uitvinding toegepaste drijfgas zelf als verdunningsmiddel ter verkrijging van de juiste consistentie om het lakmengsel uitstekend verspuitbaar te maken.

Het lakmengsel kan verder verschillende tot de vaste componenten te rekenen toevoegstoffen bevatten, uiteraard mede afhankelijk van het type lak dat men wenst te bereiden.

Aldus kan het lakmengsel pigmenten bevatten, zoals titaandioxyde, roetzwart, ftalocyaninemetaalcomplex-en, mono-azopigmenten enz., waarbij de concentratie van de pigmenten tot 50 gew.% van het lakmengsel (steeds berekend zonder het drijfgas) kan bedragen. Het is mogelijk om zonder schadelijke lood- of cadmiumpigmenten te werken.

Andere vaste componenten die dikwijls worden gebruikt zijn vulstoffen, zoals zeer fijn geprecipiteerd bariumsulfaat. Vulstoffen kunnen in een concentratie van ten hoogste 55 gew.% aanwezig zijn.

Om het drogen van de lakfilm te bevorderen worden siccatieven toegevoegd, bij voorkeur in een concentratie van 1-7 gew.%, berekend op het lakmengsel.

De siccatieven worden bijvoorbeeld gekozen uit de als zodanig bekende calcium-, zink-, kobalt-, vanadium-en zirkoonverbindingen en zijn gewoonlijk organische zouten of complexen van de betreffende metalen. Uitstekende resultaten kunnen worden bereikt met loodvrije siccatieven.

Een aantal andere toevoegstoffen, die van bijzondere betekenis zijn voor spuitbuslakken, vooral vanwege de manier van aanbrengen van deze lakken, nl. door verstuiving, zijn reologische additieven, strek-of egaliseermiddelen, die verhinderen dat de lakfilm fijne putjes vertoont, en anti-schuimstoffen.

Als reologisch additief ter bevordering van het goed uitvloeien of zich strekken van de vers verstoven lakfilm worden dikwijls gemodificeerde silicaten gebruikt, bij voorkeur organische silicaten. De concentratie van dit additief is bij voorkeur gelegen in het gebied van 0,1-2 gew.%.

Nog een ander type toevoegstof is het zogenaamde strek- of egaliseermiddel, dat bijdraagt aan een efficiënte verwijdering van het drijfgas uit de lakfilm, zodat geen inclusies of fijne belletjes daarvan aanwezig blijven, waardoor de kwaliteit van de uiteindelijke lakfilm aanzienlijk zou worden geschaad. Als zodanig strek- of egaliseermiddel kan met voordeel een siloxaan-olie worden gebruikt, bijvoorbeeld een polyalkylsiloxaan-olie, die bij voorkeur wordt toegepast in een concentratie van 0,01-1 gew.%.

Een laatste toevoegstof die apart dient te worden vermeld, is een additief met oppervlakactieve -werking, ten einde schuimvorming tegen te gaan. De i kans op schuimvorming is groot bij spuitbuslakken met een hoog vaste-stofgehalte, vandaar het belang van deze toevoegstof. Vooral organische siliciumverbindingen zijn geschikte anti-schuimstoffen gebleken in de onderhavige laksamenstelling. Bij voorkeur is 0,01-1 gew.% anti-schuimstof, berekend op het lakmengsel, toereikend voor een efficiënte werking.

Behalve de vaste componenten, als in essentie hierboven besproken en die ten minste 85 gew.% van het lakmengsel vormen, bevat dit laatste nog een betrekkelijk kleine hoeveelheid oplosmiddelen, die geheel of grotendeels bestaat uit hoogkokende alifatische koolwaterstoffen, die in ieder geval niet meer dan 15 gew.% van het lakmengsel vormen. Geschikte hoogkokende alifatische koolwaterstoffen zijn mengsels van paraffinische koolwaterstoffen, vooral bestaande uit isoparaffinische koolwaterstoffen, zoals Shellsol en Isopar, bijvoorbeeld Shellsol T met een kooktraject van 182-212°C bij 101,3 kPa. Liefst is ten minste 3 gew.% daarvan aanwezig, berekend op het lakmengsel, dus buiten het drijfgas.

Het lakmengsel kan volgens diverse, aan de vakman bekende technieken worden bereid door de gewenste componenten in passende onderlinge verhoudingen te malen (zo nodig) en te mengen ter verkrijging van een homogeen lakmengsel, dat op zichzelf niet dun genoeg is om goed te kunnen worden verstoven, juist omdat slechts een betrekkelijk kleine hoeveelheid hoogkokende alifatische koolwaterstoffen daarin aanwezig is, Het gaat volgens de uitvinding immers om lak met een hoog vaste-stofgehalte. Er dient hier nog te worden opgemerkt, dat het dikwijls de voorkeur verdient om het lakmengsel niet ineens in zijn geheel samen te stellen, maar om bijvoorbeeld twee deelmengsels te vormen en die dan samen te voegen ter verkrijging van het totale lakmengsel. De bereiding van het lakmengsel kan in gebruikelijke, in dit vakgebied bekende maal- en menginrichtingen worden uitgevoerd, zo nodig onder verwarming.

Als drijfgas worden milieuvriendelijke gassen of gasmengsels gebruikt, die niet gehalogeneerd zijn en die onder druk in vloeibare fase kunnen worden gebracht. Bij voorkeur bestaat het drijfgas helemaal of bijna helemaal uit lagere alifatische koolwaterstoffen, zoals propaan, n-butaan of isobutaan, of uit mengsels daarvan. Eventueel kan nog een ondergeschikte hoeveelheid van een ander onschadelijk gas zoals dimethylether mede worden toegepast.

De spuitbussen worden gevuld door het vooraf bereide lakmengsel daarin aan te brengen of door de boven besproken deelmengsels aldaar samen te brengen. Vervolgens wordt de spuitbus gesloten door het ventiel aan te brengen. Daarna wordt het drijfgas onder hoge druk opgeperst. Het daardoor vloeibaar geworden drijfgas mengt zich geheel met de lak, zodat een éénfasesysteem wordt verkregen, waarbij 'het vloeibare drijfgas als mede-oplosmiddel of verdunningsmiddel fungeert. Aldus kan door een passende keuze van de verhouding drijfgas/ lakmengsel een spuitbuslak worden verkregen die gemakkelijk en volledig verspuitbaar is, gemakkelijk omdat de viscositeit laag genoeg is, en volledig omdat voldoende drijfgas aanwezig is om de spuitbus helemaal leeg te spuiten. Afhankelijk van de specifieke samenstelling van het lakmengsel en van de aard van het drijfgas bestaat de gebruiksklare spuitbuslak uit 25-40 en bij voorkeur uit 30-35 gew.% drijfgas en uit 75-60 en bij voorkeur uit 70-65 gew.% lakmengsel. Gewoonlijk wordt door het óppersen van het drijfgas de druk in de spuitbus gebracht op een waarde van 360-400 kPa en bij voorkeur op een waarde van 380-400 kPa bij 20°C.

Het aldus verkregen eindprodukt wordt in het gebied van de spuitbussen bestempeld als een milieuvriendelijk produkt met een lage brandbaarheid. Voorts is het een produkt met een groot rendement vanwege het hoge vaste-stofgehalte. De lak laat zich gemakkelijk en volledig verspuiten onder vorming van een lakfilm van uitstekende kwaliteit, die een droogtijd heeft van 3 tot 5 uren, hetgeen in de praktijk zeer aanvaardbaar is voor een dergelijk type lak.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden.

Voorbeelden

Een aantal hoogglansspuitbuslakken met de in de onderstaande tabel weergegeven samenstelling werd bereid. De in deze tabel genoemde waarden zijn gewichtsprocenten van de totale spuitbuslak, inclusief het drijfgas (A + B + C = 100%).

TABEL

1) üralac XP 104 AD (DSM Resins BV, Zwolle): alkydhars met een isoftaalzuurgehalte van ca. 13%, een vetzuurgehalte (mengsel van vetzuren) van ca. 73% en een zuurgetal van ten hoogste 12 ! 2) Nuodex CA 5/Nuodex LS (Servo, Delden): calcium- resp. kobalt-kaliumsiccatief met 59% resp. 45% vaste stof 3) Bentone SD-1 (NL Chemicals, Rotterdam): reologisch additief op basis van organisch gemodificeerde silicaatplaatjes 4) Shellsol T (Shell Chemie): alifatisch oplosmiddel, vrij van aromaten en met een kooktraject van 182-212°C bij 101,3 kPa 5) pigmenten (Bayer, Degussa, BASF en Holland Colours) 6) Blanc Fixe micro (Sachtleben Chemie, Duisburg, BRD): vulstof bestaande uit neergeslagen bariumsulfaat

Cl 77120 7) Rhodorsil oil 45 (Rhöne-Poulenc): dimethylpolysiloxaanolie 8) Exkin 2 (Servo, Delden): methylethylketoxime (antivel additief) 9) Silicon oil TRS (Wacker Chemie, München, BRD): dimethylpolysiloxanen in xyleen (anti-schuimstof)

De door mengen en malen resp. door mengen apart bereide deelmengsels A en B werden samengevoegd en gehomogeniseerd ter verkrijging van een lakmengsel, dat in een spuitbus werd gedoseerd. Vervolgens werd de bus gesloten en voorzien van een ventiel. Daarna werd het lakmengsel met het machinaal via het ventiel gedoseerde drijfgas op druk gebracht.

De aldus verkregen spuitbuslakken zijn milieuvriendelijke produkten met een geringe brandbaarheid. Zij laten zich gemakkelijk verstuiven met een hoge verf-opbrengst onder vorming van een snel drogende hoogglans-lakfilm vanuitstekende kwaliteit.

Claims

1. Spuitbuslak die is samengesteld uit een drijfgas en een lakmengsel dat een filmvormende hars, hoogkokende alifatische koolwaterstoffen en verdere toevoegstoffen bevat, met het kenmerk, dat de lak voor 25-40 gew.% bestaat uit drijfgas en voor 75-60 gew.% uit lakmengsel, waarbij het drijfgas een niet gehalogeneerd gas of gasmengsel is dat mengbaar is met de filmvormende hars, en het lakmengsel een vaste-stofgehalte heeft van ten minste 85 gew.% en slechts ten hoogste 15 gew.% hoogkokende alifatische koolwaterstoffen bevat.

2. Spuitbuslak volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de lak voor 30-35 gew.% bestaat uit drijfgas en voor 70-65 gew.% uit lakmengsel.

3. Spuitbuslak volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het drijfgas in hoofdzaak bestaat uit een of meerdere lagere alifatische koolwaterstoffen.

4. Spuitbuslak volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de concentratie van de filmvormende hars in het lakmengsel 35-70 gew.% bedraagt.

5. Spuitbuslak volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de filmvormende hars een alkydhars is met een vetzuurgehalte van ten minste 55%.

6. Spuitbuslak volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het lakmengsel een reologisch additief bevat, in het bijzonder een organisch silicaat, in een concentratie van 0,1-2 gew.%.

7. Spuitbuslak volgens conclusies 1-6, met het kenmerk, dat het lakmengsel een strek- of egaliseermiddel bevat, in het bijzonder een siloxaanolie, in een concentratie van 0,01-1 gew.%.

8. Spuitbuslak volgens conclusies 1-7, met het kenmerk, dat het lakmengsel een anti-schuimstof bevat, in het bijzonder een oppervlakteactieve stof behorende tot de organische siliciumverbindingen, in een concentratie van 0,01-1 gew.%.