SE459812B - Aerosolfaergkomposition innefattande tvaa filmbildande polymera bindemedel - Google Patents

Description

459 812 2 10 15 20 25 30 35 ca 20-60 % av alkydens syratal och ammoniak för den fullstän- diga pH-förskjutningen till ca 8,5.

Drivgasen är lämpligen löslig i vatten. En väsentlig del av drivgasen är också ett samlösningsmedel för de polymera bindemedelshartserna i behållaren. Denna lösningsmedeldel av drivgasen är med fördel dimetyleter och utgör ca 20-H0 % av det totala aerosolfärgsystemet i den under tryck stående volymen av aerosolfärgprodukten. Mindre andelar av välkända drivgaskol- väten, såsom propan, butan, isobutan och den i aerosolprodukter välkända gruppen av klorfluorkolväten, kan också användas som en del av drivgasfasen för ökning av sprutningstrycket för för- stoftning av den under tryck stående flytande färgen, om så er- fordras.

Vatten kommer i allmänhet att utgöra ca 15-40 % av det under tryck stående aerosolfärgsystemet.

Aerosolfärger som använder konventionella lösningsmedels- förtunnade, pigmenterade, organiska polymerbindemedel har kommit till stor användning på grund av den enkelhet med vilken de ' kan användas för framställning av färgskikt utan de rengörings- problem som uppstår vid penselstrykning och de penselmärken som därvid ofta uppstår. Tills på allra senaste tiden var aerosol- färger vanligtvis vattenfria, lösningsmedelsförtunnade produk- ter med drivgaser bestående av klorfluorkolväten. Oro beträffande fluoriderade kolvätedrivgaser i atmosfären ledde till en an- vändning av icke fluoriderade eller halogenerade drivgaser, i första hand lågmolekylära kolväten såsom butan, propan, hexan, heptan osv., vilka är brandfarliga.

Med utvecklingen av vattenförtunnbara.färgsystem, som är lätta att applicera, lätta att rengöra och ej utgör en eldfara, blev vattenhaltiga system i aerosolfärger av ett väsentligt intresse. Vattenhaltiga aerosolsprutfärger har fördelen av att ha låga toxitetsnivåer, att bilda ej brännbara sprutfärgssystem och att i vissa fall lätt kunna avlägsnas med tvål och vatten I efter avslutad målning. _ Följande patentskrifter är av intresse i samband med ut- vecklingen av aerosolfärger och föreliggande uppfinning.

Den amerikanska patentskriften U 187 20% beskriver an- vändning av syntetiska hartspolymerer eller färgbindemedel, 10 15 20 25 30 35 459 812 3 exempelvis maleinatoljor, oljemodifierade alkyder, sampolymer- oljor, epoxihartser osv., med tillräckligt med karboxylgrupper (syratal) för att vara lösliga i vatten genom neutralisering av de förefintliga syragrupperna. Produkterna innehåller en del vatten, vanligtvis mindre än 8 %. Hartsernas syratal neutra- liseras med ammoniak och aminer och hartserna löses i vatten- lösliga lösningsmedel. Vidare ingår de mera lågmolekylära kol- vätena, fluoriderade kolväten osv., C02, N20, cyklopropan osv.

Bland den stora mängden icke specificerade drivgaser nämnes dimetyleter. Vattenhalten är emellertid begränsad till mindre än B %.

Den amerikanska patentskriften 3 998 775 avser i första hand emulsionsfärger av typen vatten-i-olja, i vilka binde- medelsfasen är en vinylacetatakrylsampolymer innehållande ett pigment i en flytande kolvätekomponent. Ett ytaktivt ämne hjälper till att stabilisera den bildade emulsionen.

Den amerikanska patentskriften H 066 596 avser en speciell mekanisk ventil för utmatning av vattenhaltiga akryllatex- emulsioner.

Den amerikanska patentskriften 2 985 502 beskriver fram- ställning av en lågmolekylär alkydharts med ett syratal mellan 6 och 25, som göres vattendispergerbar genom neutralisering med litiumhydroxid.

Den amerikanska patentskriften 4 200 QUÛ beskriver en aerosolfärg, som kan tvättas bort med vatten och som inne- håller från 8 % men företrädesvis mindre än 1 % vatten, varvid bindemedlet är ett vattenförtunnbart alkydharts löst i en lös- ning av Butyl Cellosolv och n-butanol. Andra lösningsmedel för den vattenförtunnbara alkyden är etylenglykolmonobutyleter, Butyl Carbitol och V.M. & P. Nafta.

Den amerikanska patentskriften N 125 H99 beskriver an- vändning av organiska samlösningsmedel, såsom aceton, etrar, % vatten med nägra etylenglykol, n-butyleter osv., med ca 5 vattenlösliga alkydhartser (Aquamac 1200, Kelsol 3902 osv.).

Alifatiska kolväten och halogenfluoriderade kolväten och metyl- etrar, däribland dimetyleter, användes i drivmedelsblandningarna.

Enligt den amerikanska patentskriften R 255 797 för- tunnas en aerosolfärg med användning av upp till 30 % drivmedel, 459 812 lÛ 15 20 25 30 35 H som innefattar bland andra vattenblandbara drivmedel även di- metyleter. De nämnda hartserna synes vara mycket lika de enligt den amerikanska patentskriften 2 795 SGU.

Den amerikanska patentskriften l 892 750 beskriver an- vändning av dimetyleter bland andra drivmedel för sprutning av vätska från en under tryck stående behållare.

Vidare kan den belgiska patentskriften 890 56H nämnas, vilken beskriver användning av 10-50 % vatten och 0-50 % di- metyleter och andra drivmedel tillsammans med upp till H5 % av polära organiska samlösningsmedel i ett vattenhaltigt aerosol- färgsystem.

Föreliggande uppfinning avser förbättrade vattenhaltiga aerosolfärger, i vilka det normalt gasformiga men i den under tryck stående behållaren vätskeformiga drivmedlet är väsentligen lösligt i vattenfasen. Tidigare kända drivmedelshaltiga aerosol- färger har som jämförelse ej innehållit några vattenfaskompo- nenter. Hela det under tryck stående systemet var härvid ett lösningsmedel för, och lösligt i, en homogen,!víd låg tempera- tur kokande, flytande, vattenolöslig lösningsmedelsfas. Eftersom lösningsmedlen för bindemedlet var viktiga, var de tryckbil- dande komponenterna ofta brandfarliga, ofta giftiga och ofta luktande.

Vid användning av under tryck stående färgsystem har intresset för vattenförtunnbara aerosolfärgsystem utvecklats.

De utvecklade aerosolfärgerna är väsentligen luktlösa, icke brandfarliga och komponerade med färgsystem som kan för- tunnas med vatten för sprutning. De utvecklade vattenförtunn- bara aerosolfärgerna har mottagits väl på marknaden.

Föreliggande uppfinning omfattar ett sprutfärdígt färg- system i en under tryck stående aerosolbehâllare. Färgen i sitt ursprungliga flytande tillstånd är förtunnbar med vatten och innehåller ca 20-40 % vatten i den färdiga aerosolfärgförpack- ningen. Det är vanligt att vattenhaltiga färgsystem har en re- lativt låg speglande reflektion eller glans. Glansen hos den applicerade filmen mätes vanligtvis vid en vinkel av 600 och jämföres med glansen hos en svart spegel vid samma vinkel, vilken senare glans sättes till 100 %. Oftast är glansvärdena för vattenförtunnbara färgsystem och i synnerhet sådana som applicerats från aerosolfärger innehållande vattenförtunnbara l0 15 20 25 30 35 459 812 5 komponenter jämförbara med glansen hos hönsäggskal eller något lägre än ca 85 % vid en vinkel av 600.

Aerosolfärgerna enligt föreliggande uppfinning har er- hållit förbättrade glansvärden och en relativt snabb torkning genom den kombinerade användningen av ett drivmedel som är mycket väl blandbart med vatten och en kombination av filmbil- dande hartser eller lackbindemedel, varvid kombinationen är vattenförtunnbar och stabilt suspenderad i de flyktiga delarna av de färgfilmsbildande, icke flyktiga komponenterna (i ett under tryck stående färgsystem i en aerosolbehållare).

De för uppfinningens resultat viktiga, filmbildande, fasta bindemedlen omfattar med fördel tvâ typer av vattendis- pergerbara organiska fasta polymerer. Dessa fasta polymerer samverkar så med varandra att vid avdunstning av deras flyktiga spädningsmedel (vilka utgöres av vatten, organiska lösnings- medel och en kombination av ett antal icke flyktiga tillsatser, av vilka en del medföres i och är likformigt suspenserade i systemet av flyktiga vätskebärare) sammanhängande filmer bildas.

De väsentliga filmbildande fasta bindemedlen innefattar en blandning av monomermodifierade alkydhartser. Dessa alkyder kännetecknas av relativt höga syratal (QO-80) och låga molekyl- vikter (lägre än ca 2000). Monomermodifieringen är vanligtvis en torkande oljekomponent. Utöver den torkande oljefettsyra- monomermodifieringen kan dessa vattendispergerbara alkyder vara modifierade med andra polymeriserbara monomerer, innefattande akrylsyror och estrar och vinylmonomerer, såsom styren, och oljemodifierade alkyder av det slag som kallas "kedjestoppade alkyder".

De kan också innehålla små men effektiva mängder av en andra typ av polymera organiska fasta bindemedel, som är emul- sionssampolymerer av omättade organiska monomerer, ofta i ke- misk union med monomermodifierade alkydhartser, men med en relativt hög molekylvikt jämfört med de dominerande vattenlös- liga monomermodifierade alkydhartserna. Viktigt är att molekyl- vikterna och komponenterna ej får vara så olika i kemisk struk- tur från de första lågmolekylära alkydhartserna att de är in- kompatibla med varandra. Sammanblandade i en vattendispergerad form och applicerade vid rumstemperatur och atmosfärtryck 459 812 s 10 15 20 25 30 35 (exempelvis pâ provsubstrat) kan tunna filmer av'föreslagna blandningar provas och kontrolleras med avseende på den viktiga kompatibiliteten, genom att blandningarna drages ut på prov- papper och observeras med avseende på glans och torkningshastig- het för bedömning av deras användbarhet.

För uppfinningen i dess mest allmänna form är det ej vä- sentligt att man använder vattendispergerbara hartser med låg molekylvikt (lägre än 2000) tillsammans med hartser med hög molekylvikt (högre än ca 10000), men fördelar uppnås i form av förbättringar av den slutliga filmens kvalitet hos aerosol- sprutade färgfilmer enligt uppfinningen, då den senare typen av alkydhartser ingår i kompositionens bindemedelsfas.

Det är ej heller väsentligt för uppfínningens resultat, att de vattendispergerbara, höga syratal uppvisade, monomer- modifierade alkydhartserna enligt uppfinningen först vattensolu- biliseras, såsom beskrives i den amerikanska patentskríften 2 985 602, men fördelaktiga resultat har observerats i den slut- liga kvaliteten hos aerosolfärgfilmerna, då denna metod använts, och en föredragen komposition erhålles härigenom.

Den enligt känd teknik vanliga metoden att åstadkomma vattendispergerbara, monomermodifierade alkydhartser har varit att neutralisera dessa alkyders för höga aciditet med vatten- lösliga, lâgmolekylära aminer och ammoniak, och denna metod skall ej uteslutas.

'I de vattendispergerbara aerosolfärgerna enligt före- liggande uppfinning har det visat sig fördelaktigt att neutra- lisera, åtminstone till en del, de ovan nämnda syratalen hos färgsystemets icke flyktiga bindemedel från ca 10 % till så mycket som ca 80 % användbara, med en alkali. Ehuru natrium och kalium är är det att föredraga att använda den allmänt mindre metalljonen, i synnerhet litiumjonen, för denna första vatten- solubilísering'av de monomermodifierade alkyderna enligt upp- finningenL Eftersom emellertid slutprodukternas pH lämpligen bör vara över ca 7,5 och företrädesvis ej över ca 8,8 (pâ grund av den eventuella hydrolysen av polymerestrarna) är det att föredraga att använda ett flyktigt alkaliskt material vid genom- förande av den slutliga justeringen av färgsystemets pH-värde för aerosolanvändning. Vattenhaltiga ammoniaklösningar kan an- 10 15 20 25 30 35 459 812 7 vändas för detta ändamål. Det är också tillåtet att använda lâgmolekylära aminer, såsom exempelvis alkanolaminer däribland metyl- och etylalkanolaminer, för detta ändamål.

De ovan beskrivna neutraliseringsåtgärderna åstadkommer den viktiga vattenförtunnbarheten och kompatibiliteten hos den icke flyktiga, höga syratal uppvisande, hartsbindedelen i färg- systemet. Det förmodas emellertid också, att dessa "tvålar" också medverkar till skumningsproblem vid användning av de tidigare använda gasformiga drivmedlen som en väsentlig del av den tryckalstrande drivmedelsfasen.

Såsom är väl känt har drivmedel vid de tidigare kända, konventionella, vattenolöslíga och vattenfria aerosolfärg~ systemen varit framförallt lågmolekylära gasformiga kolväten och fluorerade kolväten ("freoner"), som ej allmänt betraktas som vattenlösliga produkter. Ett allmänt problem i samband med de extremt heterogena sammansättningarna hos aerosolfärger med denna faskomplexitet har varit skumbildning, som krävt en mycket noggrann balansering av sammansättningen, för att skum- bildningen skulle hållas under kontroll. Skumkavitation i de applicerade färgfilmerna har ofta lett till permanenta defekter i filmen.

I kombination med de vattendispergerbara hartsbindemedlen enligt föreliggande uppfinning har det visat sig vara speciellt fördelaktigt att använda lâgmolekylära, vid normal temperatur och tryck gasformiga etrar som drivmedel, i tillräckligt liten mängd så att den höga vattenkompatibiliteten kunde bibehållas.

Bland de drivmedel som visat sig vara användbara i aerosol- färger enligt föreliggande uppfinning, oberoende av kostnads- hänsyn, är metyletyleter, dimetyleter, propylenoxid lf3, och propylenoxid 1-2. Propylenoxid 1-3 har större vattenlöslighet eller -kompatibilitet, eftersom den är obegränsat vattenlöslig.

Propylenoxid l-2 är löslig i en grad av ca 33 delar per 100 delar vatten och kan användas. Dimetyleter har emellertid ny- ligen blivit kommersiellt tillgänglig som ett drivmedel i aerosolsystem. Den har hittills använts på prov i utvecklings- arbetet med aerosolfärgerna enligt föreliggande uppfinning. Den har visat sig vara användbar, inte bara som en större andel av den drivmedelsgas som är viktig för en effektiv förstoftning 459 812 10 15 20 25 30 35 8 av aersolfärgen utan också emedan den synes ge utomordentlig samlöslighet i samband med de specifika blandningarna av orga- niska lösningsmedel, av vilka enstaka har utgjort en aktiv del av färgteknologin sedan länge, vilka blandningar som lâgmole- kylära alkoholer och ketoner innehåller exempelvis alkylen- glykolmonobutyletrar och -estrar. Dessa lösningsmedel uppvisar också en viss samlöslighet i vatten-organiska lösningsmedels- blandningar och verkar till att hålla färgkompositionernas heterogena vätskor blandade då de avgives som en fin sprut- dimma från aerosolsprutmunstycket. Då de mera flyktiga driv- medelsgaserna avdunstar från filmen, hjälper de tyngre mera långsamt avdunstande lösningsmedlen till med att åstadkomma en sammanflytning. Vid aerosolfärger innehållande en vattenfas har det ofta varit svårt att åstadkomma höga glansnivåer på grund av den framställda färgfilmens heterogenitet. Drivmedlesn blandbarhet med såväl vattenfasen som den organiska fasen tros bidraga till den allmänt höga glansen och den relativt snabba filmtorkningen hos aerosolfärgerna enligt uppfinningen.

Drivmedlets löslighet i vattenfasen är sålunda viktig, varjämte det har visat sig att utomordentliga färgfilmer er- hålles frân aerosolsprutfärger (trycksatta) som innehåller vattenlöslíga drivmedel tillsammans med kombinationen av vattendispergerbara eller vattenlösliga monomermodifierade alkydhartser (inkluderande alkyder modifierade med torkande oljor) med låga molekylvíkter från ca 1800 till företrädesvis ej över ca 6000 och emulsionspolymerdispersioner med ett mole- kylviktsintervall som kan vara så mycket som tio till hundra gånger högre än molekylvikterna för de monomermodifierade al- kyderna och som kan vara av storleksordningen ca 500000.

Illustrativa exempel på ett antal kommersiellt tillgängliga produkter inom denna vida grupp av filmbildande hartser, som är kända inom färgtekniken, inkluderas här och i exemplen såsom en orientering. ' Vattenlösliga, monomermodifierade alkydhartser med mole- kylvikter inom intervallet från 1855 till ca 6000 omfattar exempelvis Spencer-Kelloggs (divisionen Textron) hartser Kelsol 3900, Kelsol 3902, Kelsol 3920 och Kelsol 3921. Cargill har också ett antal användbara produkter, som tydligen tillhör den '_71 10 15 20 25 30 35 459 812 9 ovan angivna allmänna klassen, nämligen Cargill WR 7U07, Cargill 7Ul5, Cargill Alkyd 7201-80. Andra produkter är Ashland Oil Company Arolon 969, 363, 376 och 557-D-70, och McWhorter's Aquamac 1000. Reichhold Chemical har också en serie vattendis- pergerbara alkydhartser varav en benämnas 13-H00. Erfarenheten har visat att oljemodifierade alkydhartser med en kortare olje- längd tenderar att vara mindre blandbara i de kombinationer som visat sig vara fördelaktiga för de vattenbaserade aerosollack- färgerna enligt uppfinningen.

Då den procentuella monomermodifieringen, inklusive modi- fiering med torkande oljor, ökas till vad som kallas "medel- lànga" eller "långa" oljemodifierade alkyder, erhålles bättre blandbarhet med de emulsionspolymeriserade hartserna i de tor- kade filmerna. Det skall också påpekas att begränsningen till monomermodifiering av alkyderna ej behöver begränsas enbart till modifiering med "torkande oljemonomerer", utan att även andra monomermodifieringar, såsom styren- och akrylmonomermodifieringar är användbara monomermodifierade alkydhartser, såsom exempelvis STF ll70, en akrylmodifierad alkylharts_frân Reichhold Chemical och WR-H005 (frân Relíance).

De högmolekylära emulsionspolymeriserade latexar som kan användas i kombination med de ovan nämnda tillstörsta delen lâgmolekylära alkyderna, är också kommersiellt tillgängliga.

Bland de som visat sig användbara i en del av de framtagna produkterna i denna serie av aerosolfärger är hartserna AC H90, WL8l och WL9l från Röhm och Haas. sig flyta samman till att bilda mer blandbara filmer vid tempe- Det senare hartset har visat raturer av ca 52-50°C. Amsco Resin från Union Oil Company har också visat sig användbart i utvecklingsarbetet.

I allmänhet har det visat sig fördelaktigt att hålla de högmolekylära hartsernas temperatur för den andra ordningens övergång (Tg) så nära rumstemperaturen som är möjligt. Tempera- turer (Tg) så höga som 33°C (Darex X-H42, en styrenakrylsam- polymer från W.R. Grace and.Co., och Celanese CL222, en poly- vinylacetatakryllatex) har givit användbara högmolekylära latexar för häri beskrivna färgfilmkombinationer.

Den amerikanska patentskriften 3 795 564 lämnar illustra- tiva detaljer beträffande den kända tekniken för framställning 459 812 l0 15 20 25 30 35 10 av emulsionspolymerlatexar, som kan användas för framställning av aenßolfärger enligt uppfinningen.

Vid valet av högmolekylära emulsionspolymerlatexar för kompositionen enligt föreliggande uppfinning är det att före- dra att använda sådana som innehåller huvudsakligen nonjoniska emulgermedel. Den nuvarande erfarenheten indikerar att problem med skumbildning reduceras väsentligt, då närvaron av anjoniska emulgermedel av de kommersiella typer som användes som vät- medel och ytaktiva medel, är närvarande teter eller ej alls. I i mycket små kvanti- Den filmbildande bindemedelsdelen i de vattenhaltiga aerosolfärgerna enligt uppfinningen är allmänt sett användbara, då de organiska filmbildande fasta materialen innehåller ca 95-5 vikt-% av de lâgmolekylära monomermodifierade alkyd- hartserna av angivet slag och ca 5-95 vikt-% av de högmolekylära emulsionspolymeriserande latexarna av angivet slag. Mindre mängder av andra filmbildande fasta ämnen kan också ingå för speciella effekter men utgör ej en väsentlig del av före- liggande uppfinning. De får emellertid ej uppfattas såsom ute- slutna från färgkompositioner enligt uppfinningen.

En mycket viktig faktor vid bestämningen av användbara förhållanden mellan det monomermodifierade alkydhartset och den högmolekylära latexsampolymeremulsionen är den resulterande bildningen av en sammanhängande bindemedelsfilm. Temperaturen utgör en värde- full ledning vid denna bestämning, liksom även filmbildnings- temperaturen för blandningen av polymera fasta ämnen. Ju högre emulsíonspolymerernas Tg-värde och/eller filmbildningstempera- tur är, desto större blir halten eller den procentuella andelen av den blandbara, vattendispergerbara, monomermodifierade alkydhartsfasen i den totala, icke flyktiga bindemedelskompo- nenten i den applicerade färgfilmen. Då emulsionspolymerens TG ökar över rumstemperatur, eller ca 25°C för den andra ordningens övergång, eller Tg, , så kan en större procentuell andel av fast material eller icke flyktigt binde- medel i form av monomermodifierad alkyd användas för erhållande av sammanhängande torra färgfilmer utan extra värme.

Två allmänna klasser av flyktiga organiska lösningsmedel användes med fördel i kombination. Dessa innefattar de enkla 10 15 20 25 30 sš 11 459 812 làgmolekylära alkoholerna, ketonerna och estrarna liksom de högmolekylära samlösningsmedlen, av vilka båda klasserna är vattenlösliga eller vattenblandbara. Flyktiga lösningsmedel, som är en del av den applicerade, ännu färska och våta färg- filmen, utgör från ca 5 % till högst ca 30 % av aerosolfärgen (exklusive de flyktiga drivmedlen). ' Exempel pâ den första gruppen är metanol, etanol, iso- propanol, butanol, aceton, díetylketon, etylacetat, osv.

Exempel på samlösningsmedlen är kommersiella produkter kända som "Cellosolv", "Carbitol" osv., som innehåller glykol- etrar, exempelvis etylenglykolmonoalkyletrar (etylenglykolmono- butyleter osv.) och etylenglykolmonoalkylacetater (etylen- glykolmonometyleteracetat osv.).

Aerosolfärgerna eller aerosollackerna enligt uppfinningen kan vara pigmenterade eller opigmenterade beroende på den önskade kvaliteten och kulören hos den torra filmen. Klarlacker som ger filmer med hög glans kan sakna pigmentering. Om en matt film önskas, användes ibland inerta pigment (med ett lågt brytningsindex). Svarta och mera ogenomskínliga pigment kan ge produkter med stor täckförmåga och hög glans genom tillsäftning av små pigmentmängder till icke flyktiga bindemedel. Mer än ca 12 % pigment i den totala färgkompositionen (med undantag för drivmedelsfasen) kommer i allmänhet att avsevärt påverka de applicerade torra aerosolfilmernas speglande reflektion eller glans.

Den förpackade, användningsfärdiga, sammansatta aerosol- % till ca 15 % totalt av fílmbildande, organiska fasta polymerer från färgen enligt uppfinningen består väsentligen av från 5 var och en av de tidigare nämnda klasserna, från ca 15 % till RD % vatten, från 5 % till ca 30 % ningsmedel för den flytande färgen exklusive drivmedel från till H0 % av en syrsatt, som samlösningsmedel fungerande, drivmedelsgas, av flyktiga organiska lös- var och en av de tidigare nämnda klasserna, och 20 % som under inverkan av ett övertryck är flytande och som är valt från en grupp bestående av dimetyleter, metyletyleter, dietyl- etyl och propylenoxid 1,2 och l,3, och som ger ett inre tryck i den aerosolförpackade färgen av ca 2-6 kp/cm2. Pigment kan också ingå. 459 812 12 10 15 20 25 30 35 Användningen av dimetyleter som ett drivmedel i aerosol- färger har på senare tid utvecklats och annonserats av en stor tillverkare (Dupont) och har beskrivits som ett användbart drivmedel i litteraturen. I den kända tekniken synes man emel- lertid ej ha insett det specifika värdet i vattenhaltiga:aerosol- färgsystem och det funktionella värdet av de ovan nämnda etrarna i förpackningen som ett fördelaktigt samlösningsmedel för vatten- haltiga hartspolymerer, i synnerhet av den typ som visat sig vara fördelaktig i den ovan nämnda kombinationen.

Ehuru uppfinningen ej bör bindas till en viss teori, kan man pà grundval av den ökade homogeniteten hos aerosolfärg- systemet, innefattande vattenfasen, den skiftande polymera bindemedelsfasen och hjälplösningsmedlen i det ovan beskrivna, under tryck stående systemet, tänka sig möjligheten av en synergetisk samverkan mellan det vattenlösliga drivmedlet, de vattenblandbara flyktiga lösningsmedlen och de vattendisperger- bara polymera bindemedlen, som ger en förbättrad kvalitet hos den färska sprutapplicerade färgfilmen liksom av kvaliteten hos det resulterande torkade färgskiktet.

Mängden dimetyleter eller besläktad eter i form av tryck- alstrande vätska i det totala drivmedlet i aerosolfärgförpack- ningen kan vara från ca 10 % till ca 40 % i vikt räknat av den trycksatta standardiserade färgkompositionen. Det är också för- delaktigt att som åtminstone 25 vikt-% av drivmedelsfasen an- vända en av de beskrivna etrarna, exempelvis dimetyleter.

Såsom väl känt i färgrecept, finnes det ett stort antal mindre tillsatser som användes i färgsystem och som är alltför talrika för att bli fullständigt Omnämnda här. Dock kan små mängder av mjukníngsmedel, metalliska sickativ såsom kobolt- tvålar, skinnhíndrande medel (antioxidanter) som hindrar en för tidig oxidation av det flytande färgsystemet, flytnings- reglerande medel (Dow Corning P.A. 14) som motverkar apelsinyta hos sprutapplicerade färgskikt, lösningsmedel som understödjer en sammansmältning av emulsionspolymerlatexprodukter med Tg- 3C C (se amerikanska patentskriften H 141 868), ., samtliga utgöra mindre färgtillsatser, som kan vara användbara och användas i värden över ca skumdämpare osv aerosolfärgrecept enligt föreliggande uppfinning inom ramen för de bifogade patentkraven. 10 15 20 25 30 35 13 459 812 Den totala mängden av diverse färgtillsatser utgör i allmänhet ej mer än ca 5 vikt-% av det totala innehållet i aerosolburken, då den fylles i fabriken.

Den procedur som befunnits vara användbar i nedan föl- jande exempel har en allmän uppläggning som användes av många färgtillverkare. Först framställes en basprodukt genom bland- ning av pigmentet (om sådant ingår) med ett kommersiellt till- gängligt monomermodifierat alkydharts med ett syratal från ca H0 till 80, och vidare tillsättes 50-80 % fast bindemedel.

Basprodukten har ungefär en tredjedel av vattnet, ca en fjärde- del av det alkaliska medlet (antingen en litiumbas löst i vatten eller ammoniak eller amin), koboltsickativ och sickativ- katalysatorer eller anra síckativhjälpmedel, om så önskas till- sammans med en del av de vattenlösliga eller vattenblandbara organiska samlösningsmedlen. Många tillsatser använda för spe- ciella effekter och speciella ändamàl vid allmän färgtillverk- ning kan tillsättas vid detta stadium, eller så kan de sättas till den pigmenterade produkten efter färgrivningen (pigment- dispergeringen) i vad som kan kallas "förtunnings"- eller "spädningsdelen" av den totala formuleringen. Eftersom den volym som passeras genom drivningsfasen belastas med större kostnader, är det vanligt att genomföra de flesta lämpliga tillsatser efter rivningssteget. Den del som underkastas rivningen måste emellertid vara tillräckligt fluid för att fungera i den ut- rustning som användes för pigmentdispergeringssteget.

Det är lämpligt att genomföra dispergeringen av det ovan beskrivna systemet i en kulkvarn eller sandkvarn, exempelvis en S.W. Mill (T.M.). Om så önskas kan andra mindre tillsatser ingå i det ovan beskrivna. Efter det att disperingssteget har reducerat pigmentet till en finhet av 7 Hegman, förtunnas basen ytterligare genom tillsättning av skumdämparna och återstoden av alkalimedlet som erfordras för justering av pH-värdet till den valda nivån. Det slutliga pH-värdet för denna bas justeras med fördel till 8,0-8,5 med váttenhaltig ammoniak.

Det ovan beskrivna ger ett färgkoncentrat, som för an- vändning som aerosolfärg förtunnas eller spädes ytterligare i bindemedel eller icke flyktiga vätskor innefattande återstoden av de flyktiga samlösningsmedlen, vatten och återstående mindre 459 812 n. 10 15 20 25 30 35 tillsatsämnen, exempelvis skinnhindrande medel osv., så att färgsystemets viskositet reduceras till en sprutbar viskositet.

Den framställda färgproduktvätskan överföres därefter till en tryckfyllningsapparat, i vilken från ca 20 vikt-% till ca H0 vikt-% av burkens nettokoncentrat, drivmedelsfasen, användes för trycksättning av aerosolburken. Skulle ökat tryck önskas för åstadkommande av förstoftning vid sprutning av produkten, kan kolväten såsom propan, butan och isobutan användas till att ersätta upp till ca 25 % av det syrsatta drivmedlet, om så önskas.

I jämförelse med tidigare kända produkter av den allmänna, vatten innehållande typen har produkterna enligt föreliggande uppfinning en "rinningstid" som är ca 15 minuter kortare. Pro- dukten enligt uppfinningen blir klibbfri inom ungefär en timme jämfört med ca 6-8 timmar för kända produkter. Efter torkning över natten är produkterna enligt uppfinningen allmänt beteck- nade som "hårda" i de flesta fall som provats med de härí beskrivna produkterna. Efter den föregående allmänna beskriv- ningen av uppfinningen illustrerar följande specifika exempel fördelaktiga praktiska utföringsformer av uppfinningen. Då ej annat angives avses viktdelar.

EXEMPEL l '»(Svart lack) 1) 18 delar kolsvart 2) 3 delar kolloidal kiseldioxíd (suspenderingsmedel) 3) 15 delar propoxypropanol H) l del skumdämpare (Patcote 550) 5) 70 delar akrylmodifierad, vattendispergerbar alkyd (Reichhold Lustrasol STF 1170) 6) 5 delar butylkarbitol 7) 3,5 delar ammoniak (28 %) 8) 180 delar vatten 9) 3 delar koboltfärgsickativ 10) 1,5 delar sickativkatalysator (“Activ-8") Detta dispergerades i en sandkvarn eller kulkvarn- S.W. Mill - (T.V.), (duPont Mill), osv. till en finhet av 7 Hegman. Denna rivna fas "förtunnades" med: 10 15 20 25 30 35 459 812 15 ll) 260 delar harts enligt rad 5 12) 13 delar 28% NHHOH 13) l del silikonpigmentvätmedel (SF 69) 14) fl del silikonskumdämpare (Patcote 550) 15) 2 delar 'skinnhindrande medel (anti-oxidant) 16) H0 delar vatten 17) 21 delar akrylemulsion (WR 748 från Röhm & Haas).

Detta användes för förtunning produkten från rivnings- kvarnen. pH-värdet justerades till 8,0-8,5 med ammoniak (28 %).

Den pH-justerade flytande färgen förpackades i en aerosol- burk. För varje 37 delar av färgkoncentratet tillsattes 38 delar lösningsmedelsblandning och 25 delar av drivmedlet, dimetyl- eter. Lösningsmedelsblandningen innehöll 50-60 % aceton eller etanol i olika kombinationer, 10 % butanol-2, 0-10 % propoxy- propanol och l0 % av ett tungt samlösningsmedel (Butyl Cellosolve) tillsammans med 20-30 % vatten.

Produkten gav en sprutad torr färgfilm med en 60°-glans av ca 90 %. Användning av titandioxid för framställning av en jämförelsevis vit lack minskar glansen något med den erforder- liga ökade volymen av pigment.

EXEMPEL 2 (Vit lack) Samma som Exempel 1 med undantaget att 18 delar av kol- svart ersattes med 160 delar titandioxidpigment. Den torkade färgfilmen uppvisade vid provning en glans av 85 %.

EXEMPEL 3 (svart lack) De 70 delarna av akrylmodifierad vattenlöslig alkyd i Exempel l ersattes med 80 delar Kelsol 3921 i rivningsfasen och 300 delar vattenlöslig eller dispergerbar monomermodifierad alkyd från Spencer-Kellogg med ca 14 delar Reichhold Beckosol 13-H20 vattenlöslig alkyd för förbättring av utflyt- ningen. I övrigt var receptet väsentligen detsamma som i I Exempel 1. g EXEMPEL H 50 delar monomermodifierat alkydharts lösligt i vatten och basísk alkali_(Kelsol 3960 från Spencer-Kellogg) ersatte 10 15 20 25 30 35 459 812 16 de 70 delarna Lustrasol STF ll70 (akrylalkyd från Reichhold) i Exempel l i rivningsfasen och 253 delar Kelsol 3960 användes i spädningsfasen efter rivningen. 20 delar kolsvart användes för pígmentering och 100 delar ytterligare akrylpolymer (WR 7H8 från Röhm & Haas) tillsattes i spädningsfasen.

EXEMPEL 5 Denna vita aerosolsprutlack tillverkades väsentligen på beskrivet sätt med användning av 100 delar Kelsol 3921, ett monomermodifierat alkydharts (lösligt i vatten efter neutra- lisering till ett pH-värde av ca 8,0 med litiumjoner eller med lågmolekylära aminer eller ammoniak, använt i rivningsfasen.

I detta fall användes trietylamin i en mängd av ca 7,5 delar.

I spädningsfasen användes lH0 delar Kelsol 3921 och ca llä delar E-1810 (en emulsíonsakryllatex från Röhm & Haas), varjämte det slutliga pH-värdet justerades till 8,5 med ammoniak (28 %).

EXEMPEL 6 I rivningsfasen användes 160 delar av ett monomermodi- fierat vattendispergerbart alkydharts (Beckosol 13-000 från Reichhold) med 5 delar kolsvart och de övriga allmänna ingre- dienserna i Exempel l tillsammans med 150 delar titandioxid och 160 delar vatten i rivningsfasen. En vattenlösning av litiumkarbonat användes för neutralisering av syrligheten hos de första hundra delarna av 13-400 alkydhartsbindemedel i riv- ningsfasen. l50 delar Synthemul 40-422 (innehållande 49 % fast styrenakrylemnlsionslatex i vatten, från Reichhold), 10 delar JK-270, en polysackarid (Lorcon Chemical Company), och 290 delar vatten användes tillsammans med andra mindre tillsatser, såsom vanliga sickativ, skinnhindrande medel och skumdämpare (totalt mindre än ca 15 delar) och tillsattes till spädningsfasen efter rivningen.

Pâ samma sätt som i Exempel 1 fylldes lacken på tryck- satta aerosolburkar försedda med sprutventiler. Drivmedlet ut- gjorde ca 30 % av det förpackade färgmaterialet. 35 %'utgjordes av den rivna färgen från sandkvarnen, och en lösningsmedels- blandníng (i huvudsak den i Exempel l visade) utgjorde åter- stående 35 %. Rivmedlet innehöll ca 85 % butan för ökning av spruttrycket. dimetyleter och ca 15 % 10 n 459 812 EXEMPEL 7 I ett exempel liknande de föregående användes 200 delar Kelsol 3960, ett kedjestoppat monomermodifíerat alkydharts (Spencer-Kellogg) för framställning av en färglös, vattenför- tunnbar aerosolklarlack, neutraliserad med ammoniak (28 %), och ca 40 delar WL-91 (en akrylemulsionspolymerlatex från Röhm & Haas). _ Eftersom det i detta fall var frågan om ett klarlack, var rivning ej nödvändig och de ovan nämnda väsentliga ingre- dienserna blandades med de i föregående exempel nämnda till- satserna för framställning av ett ofärgat klarlackskoncentrat.

Detta bereddes och förpackades i aerosolburkar på tidigare beskrivet sätt .

Claims (9)

1. U1 \o

2. .A

3. DJ \3

4. Patentkrav l. Aerosolfärgkompositíon, som står under ett övertryck för förstoftande sprutníng, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar: a) 5-15 viktprocent av en polymer, icke flyktig, filmbildande bindemedelskomponent; b) 15-H0 viktprocent vatten; c) 20-40 viktprocent av en vattenblandbar drivmedelskompo- nent; d)

5. -30 viktprocent av en vattenblandbar, flyktig, organisk lösningsmedelskomponent; varvid den polymera, icke flyktiga, fílmbildande bindemedels- komponenten innefattar: (i) ett lågmolekylärt, med vatten förtunnbart, monomermodi- fierat alkydharts med en molekylvikt mindre än 6000 och ett syratal om #0-80, vilket syratal är neutraliserat med en alka- lisk bas i form av ammoniak och/eller aminer, samt (ii) en emulsionspolymerlatex med en molekylvíkt väsentligt större än nämnda alkydharts men lägre än en million; nämnda vattenblandbara drivmedelskomponent innefattar en oxygenerad eter i form av metyletyleter, dimetyleter, propylen- oxid 1-3 och/eller propylenoxid l-2; och nämnda vattenblandbara, flyktiga, organiska lösningsmedels- komponent innefattar åtminstone ett lösningsmedel från var och en av följande båda grupper av vattenblandbara flyktiga organiska lösningsmedel: (a) lâgmolekylära alkoholer, ketoner och estrar, och (b) högmolekylära glykoletrar och estrar; varjämte aerosolfärgkompositionen har ett pH-värde om 8,0-8,5. 2. Aerosolfärgkomposíticn enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att det monomermodifierade alkydhartset är en kedjestoppad produkt. 3. Aerosolfärgkomposition enligt krav l, k ä n n e - t e c k n a d av att emulsionspolvmerlatexen är en akryl- emulsíonslatex. U. Aerosolfärgkomposition enligt krav 3, k ä n n e - t e c k n a d av att latexen är en styrenakryllatexsam- polymer. 459 812 IQ 5. Aerosolfärgkomposítion enligt krav l, k ä n n e - t e c k n a d av att det monomermodifierade alkydhartset är en akrylalkyd.

6. Aerosolfärgkomposition enligt krav l, k ä n n e - t e c k n a d av att det monomermodifierade alkydhartset är en med torkande olja modifierad alkyd.

7. Aerosolfärgkomposition enligt krav l, k ä n n e - t e c k n a d av att det monomermodifierade alkydhartsets syratal är reducerat till cirka hälften av sitt värde med en litiumbas och att det slutliga pH-värdet är justerat till 8,0-8,5 med ammoniumhydroxid.

8. Aerosolfärgkompositíon enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att en litiumbas är använd för neutralise- ring av cirka tre fjärdedelar av det monomermodifierade alkydhartsets syratal och att det slutliga pH-värdet är justerat till 8,0-8,5 med ammoniumhydroxid.

9. Aerosolfärgkomposition enligt krav 1, k ä n n_e - t e c k n a d av att det neutraliserade monomermodifierade alkydhartset utgör 95-5 viktprocent av den filmbildande kom- ponenten och att emulsionspolymerlatexen utgör 5-95 viktprocent av den filmbildande komponenten.