WO2010031778A1

WO2010031778A1 - Anstrichmittel mit einem basischen additiv

Info

Publication number: WO2010031778A1
Application number: PCT/EP2009/061978
Authority: WO
Inventors: Bernd Proft; Angela Classen; Jochen Winkler
Original assignee: Sachtleben Chemie Gmbh
Priority date: 2008-09-16
Filing date: 2009-09-15
Publication date: 2010-03-25
Also published as: MY150577A; MX2011002812A; CA2737371A1; EP2331619A1; JP2012503050A; DE102008047534A1; US20110189403A1; KR20110056414A; BRPI0918627A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Anstrichmittel mit einem basischen Additiv.

Description

Anstrichmittel mit einem basischen Additiv

Die Erfindung betrifft ein Anstrichmittel mit einem basischen Additiv.

Kalkfarbe wird seit langer Zeit als Wandbeschichtungsmittel für innen und außen eingesetzt. Kalkfarbe setzt sich im einfachsten Fall aus gelöschtem Kalk und Wasser ohne weitere Zusatzstoffe zusammen. Aus ökologischen und baubiologischen Aspekten ist die Kalkfarbe daher sehr empfehlenswert. Bei diesem wasserverdünnbaren Anstrich wirkt der Kalk gleichzeitig als Bindemittel und Pigment. Der Anstrich ist feuchtigkeitsunempfindlich und wirkt desinfizierend und fungizid. Für Decken und Wände in Küchen und Bädern, Kellern und Lagerräumen kann die Kalkfarbe deshalb ohne Probleme verwendet werden. Im Außenbereich wird die Farbe wegen des sauren Regens heutzutage nicht mehr verwendet.

Aufgebracht wird der Anstrich auf Kalk-, Kalkzement- und Zementputze, auf Schalungsbeton, gebrannten und ungebrannten Mauersteinen, Wänden und Decken. Beim Verarbeiten von Kalkfarbe sollten Schutzbrille und Arbeitshandschuhe getragen werden, da Kalk und Zement starke, ätzende Laugen bilden.

Allerdings zeigen diese Beschichtungen mit Kalkfarbe eine hohe Kreidung. Von Kreidung bzw. Farinage spricht man bei der Bildung eines feinen Pulvers auf der Oberfläche des Anstrichfilms bei Bewitterung, die zu einem Verblassen der Farbe führen kann. Auch wenn ein gewisses Maß an Kreidung eine normale und sogar erwünschte Abnutzung eines Anstrichs sein kann, kann sich durch starkes Kreiden eine übermäßige Erosion des Anstrichfilms ergeben. In den letzten Jahrzehnten sind Kalkbeschichtungen durch Dispersionsfarben verdrängt worden. Diese sind zwar zunächst basisch, zeigen jedoch relativ schnell Bewuchs. Der Vorteil dieser Farben liegt im geringen Kreiden und der guten Beständigkeit.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Anstrichfarbe bereitzustellen, die auf der einen Seite geringe Neigung zur Bildung von Bewuchs besitzt, auf der anderen Seite nicht zur Kreidung neigt.

Überraschenderweise wurde seitens der Erfinder gefunden, dass eine solche Anstrichfarbe dadurch bereitgestellt werden kann, dass man einem Anstrichmittel, bevorzugt einer Dispersionsfarbe, ein Alkalititanat zusetzt. Darüber hinaus wurde seitens der Erfinder vorgeschlagen, die Stabilität von Anstrichmassen und Wandbelägen wie Tapeten durch Einbringen einer alkalischen Verbindung zu verbessern.

Gelöst wird die Aufgabe durch den Zusatz von einer basischen Alkalititanatverbindung oder Mischungen zur Rezeptur des Anstrichmittels, wobei das oder die Alkalititanate in amorpher, d.h. nicht-kristalliner Form vorliegen. In der Regel können erfindungsgemäß amorphe Alkalititanate der Formel M₍₀,₂-4) 0₍o,i-₂) TiO₂, was formal einem (M₂O) o,iTiθ2 bis

(M₂O)₂TiO₂ - mit M = Alkalimetall - entspricht, somit eine Bandbreite der Ortho-, Meta- und Polytitanate wie Di-, Tri oder Penta-Titanate, eingesetzt werden.

Aus den JP-56093772 und JP-2002194294 sind Schiffsanstriche mit einem Gehalt an Alkalititanaten bekannt. Diese Alkalititanate liegen in den dort beschriebenen Rezepturen jedoch in kristalliner Form vor und dienen der Verbesserung der Haltbarkeit gegen Sonneneinstrahlung, Schlagfestigkeit und der Erhöhung der Verschleißfestigkeit.

Bevorzugt eignet sich erfindungsgemäß neben anderen Alkalititanaten insbesondere Natriumtitanat Na<o,2-4)0<o, 1-2) TiO₂. Natriumtitanat enthält in der Regel je nach Zusammensetzung zwischen 50 und 67% NaOH. Alle erfindungsgemäß hergestellten Zusammensetzungen sind farblos und stark basisch mit einem pH-Wert von mehr als 11. Die Erfinder haben festgestellt, dass sich die Anstriche mit den erfindungsgemäßen

Anstrichmitteln nach Auftragen auch durch sehr intensives Waschen nicht neutralisieren lassen.

Der Zusatz von Alkalititanat zu Rezepturen bewirkt, dass die Beschichtungsoberflache über lange Zeit stark basisch verbleibt und somit bewuchshemmend wirkt.

Die Erfindung ist daher gerichtet auch auf die Verwendung von einem Alkalititanat oder Mischungen davon als Zusatzstoff in Anstrichmitteln.

Anstrichstoffe, auch Anstrichmittel genannt, denen das Alkalititanat zugesetzt werden kann, bestehen aus flüssigen bis pastenförmigen Stoffen oder Gemischen, die auf Oberflächen aufgetragen einen physikalisch oder chemisch trocknenden Anstrich ergeben. Nach DIN 55945 wird ein Anstrichstoff definiert als "flüssig bis pastenförmiger Beschichtungsstoff, der vorwiegend durch Streichen oder Rollen aufgetragen wird." Ein Anstrichstoff setzt sich grundsätzlich zusammen aus: Bindemittel, Farbmittel bzw. Pigment, Füllstoff, Lösungsmittel, sowie eventuellen Zusatzstoffen wie Verdickungsmittel, Dispergiermittel und Konservierungsmittel. Anstrichmittel, die Pigmente (Weißpigmente oder Buntpigmente) enthalten, werden als Anstrichfarbe oder Malfarbe bezeichnet.

Als Dispersionsfarben bezeichnet man zähflüssige Anstriche, die aus einer chemischen Dispersion (meistens einer Emulsion) aus Binde- und Lösungsmitteln, Farbmitteln (meistens Pigmenten) und Zusatzstoffen bestehen. In diesem allgemeinen Sinn handelt es sich bei der Mehrzahl der flüssigen Anstrichmittel (Lacke, Farben, usw.) um Dispersionen. Hauptbestandteile sind typischerweise Wasser als

Lösungsmittel, aus Mineralöl gewonnene Kunstharze oder ähnliche Kunststoffe als Bindemittel, Farbstoffe oder Pigmente wie Titandioxid, Füllstoffe wie Calciumcarbonat, Silikate und Quarzmehl. Erfindungsgemäß können zusätzlich Hilfsstoffe (sogenannte Additive) verwendet werden, die zur

Verbesserung der technischen Eigenschaften eingesetzt werden, wie beispielsweise Netz- und Dispergieradditive, Entschäumer, Verdickungsmittel und Konservierungsmittel. Bei den verwendeten Kunstharzen handelt es sich z.B. um Acrylate oder Polyvinylacetate . Werden bindemittelreiche Systeme verwendet (PVK ca. 25 -40 % bei FK 40 bis 50 %) , spricht man von Latexsystemen. Sie enthalten meist Acrylat/Styrol-Dispersionen .

Kunstharzdispersionswandfarben mit besonders hoher

Wasserfestigkeit, für den Außen- und Fassadenbereich sowie für Feuchtbereiche im Hausinneren, werden häufig auch als Latexfarben bezeichnet, die einen erhöhten Anteil an Kunstharz aufweisen. Auch Kunstharzdispersionsfarben mit dekorativen Zusätzen (wie Glitter) werden oft so bezeichnet. Neben flüssiger Kunstharzdispersionsfarbe gibt es auch noch thixotrope (sogenannte kompakte) Anstriche, besser bekannt als Feste Farbe®; sie sollen beim Streichen weniger klecksen und spritzen.

Bei allen diesen Anstrichmitteln kann erfindungsgemäß Alkalititanat zugesetzt werden, um die Stabilität des Anstriches zu verbessern.

Als Lösungsmittel für das erfindungsgemäße Anstrichmittel wird in der Regel Wasser verwendet. Es sind jedoch auch Anstrichfarben mit einem Gehalt an organischem Lösungsmittel möglich.

Diesen können anorganische und organische Pigmente zugesetzt werden. Pigmente werden aufgrund ihrer lichtstreuenden Eigenschaft verwendet. Sie verleihen der Beschichtung durch Reflexion oder selektive bzw. vollständige Absorption des Lichtes ihren Farbeindruck.

Füllstoffe werden im Wesentlichen zur Verbilligung, aber auch zur Modifizierung der Eigenschaften von Anstrichfarben eingesetzt. Mit Füllstoffen kann in den Anstrichfarben die PVK auf Werte oberhalb der KPVK eingestellt werden was den Dry-Hiding-Effekt bewirkt.

Meist wird in den Anstrichfarben eine Kombination aus verschiedenen Füllstoffen verwendet, um z.B. die Filmmechanik positiv zu beeinflussen. Typische Füllstoffe sind Calciumcarbonat, Kaolin, Talkum und Glimmer.

Die erfindungsgemäßen Anstrichmittel können auch oberflächenaktive Stoffe enthalten, welche die Grenzschichten zwischen unterschiedlichen Phasen physikalisch beeinflussen. In der Regel werden Netzmittel eingesetzt, die die Dispergierung von Pigmenten und Füllstoffen erleichtern bzw. überhaupt erst ermöglichen. Sie dienen ebenfalls der Stabilisierung von Pigmenten und Füllstoffen, um unerwünschte Erscheinungen wie Flockulation oder Sedimentation zu verhindern.

Erfindungsgemäß können auch Verdickungsmittel eingesetzt werden, die in erster Linie in der Lage sind, Wasser zu binden. Durch Entzug von ungebundenem Wasser kommt es zur Erhöhung der Viskosität. Ab einer für jedes Verdickungsmittel charakteristischen Konzentration treten zu diesem Effekt auch noch Netzwerkeffekte auf, die zu einer meist überproportionalen Erhöhung der Viskosität führen. Bei den Verdickungsmitteln handelt es sich in der Regel um lineare oder verzweigte Makromoleküle (z. B. Polysaccharide oder

Proteine) , die durch intermolekulare Wechselwirkungen, wie Wasserstoffbrücken, hydrophobe Wechselwirkungen oder Ionenbeziehungen miteinander interagieren können. Beispiele von Verdickungsmitteln stellen Schichtsilikate (Bentonite, Hectorite) oder hydratisierte SiO₂-Partikel dar, die als

Teilchen dispergiert vorliegen und in ihrer festkörperartigen Struktur Wasser binden können bzw. aufgrund der beschriebenen Wechselwirkungen miteinander interagieren können.

Als erfindungsgemäß verwendbare Weichmacher werden beispielhaft Dibutylphthalat, Dioctylphthalat und Tripropylengklykolmonoisobutyrat genannt, die dazu gegeben werden, um die MFT zu senken. Die Weichmacher gehen keine chemische Reaktion mit dem Material ein, sondern verändern es nur physikalisch. Häufig werden auch Lösemittel zur Senkung der MFT eingesetzt. Sie werden als Filmbildehilfs- oder Koaleszenzmittel bezeichnet. Typische Lösemittel sind Glykolether und deren Acetat und zunehmend auch Hochsieder wie Texanol oder Ester von Dicarbonsäuren .

Als erfindungsgemäße Entschäumer können Formulierungen wie Mineralöl- und Silikonentschäumer mit ausgeprägter Grenzflächenaktivität eingesetzt werden, die geeignet sind, unerwünschte Schaumbildung zu unterdrücken oder bereits gebildeten Schaum zu zerstören. Es können auch Compounds aus Silikonölen und darin implementierten hydrophoben Kieselsäure- oder Wachspartikeln als heterogene Entschäumer verwendet werden.

Obgleich die erfindungsgemäße Rezeptur in der Regel ausreichend beständig ist, kann das erfindungsgemäße Anstrichmittel zusätzlich Konservierungsmittel enthalten, die den Befall der Dispersion durch Mikroorganismen wie

Bakterien, Pilze (Schimmel) und Hefen bei Lagerung und Transport der selbigen verhindern (Topfkonservierung) . Bei Außenanstrichen können ebenfalls zur Behinderung von Mikroorganismenbefall dem Anstrichmaterial Präparate als Filmkonservierungsstoff zugesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Anstrichmittel kann in Form von Farben, Putzen, Fugenmassen, Tapeten, oder Tapetenkleister vorliegen. Es sind keine Einschränkungen bekannt, die die Gebrauchseignung einschränken, solange die gewählten

Inhaltsstoffe in dem alkalischen Milieu beständig sind. Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Herstellungsbeispiele weiter erläutert. Herstellungsbeispiel 1

Es wurde eine Fassadenfarbe mit 3% Na-Titanat nach der folgenden Rezeptur hergestellt:

Komponente Gewichtsteile

Wasser 31.400

Netzmittel 0.400

Bioeide 0.400 Verdicker 0.500

Entschäumer 0.300 pH-Wert-Einstellung 0.100

Na-Titanat 3.000

Hombitan R 210 12.000 Füllstoffe 33.100

Silikonharz 9.300

Styrolacrylat 9.500

Summe Gewichtsteile 100.000

Herstellungsbeispiel 2

Es wurde eine Fassadenfarbe mit 5% Na-Titanat nach der folgenden Rezeptur hergestellt:

Komponente Gewichtsteile

Wasser 31.400

Netzmittel 0.400

Bioeide 0.400

Verdicker 0.500 Entschäumer 0.300 pH-Wert-Einstellung 0.100

Na-Titanat 5.000

Hombitan R 210 12.000

Füllstoffe 31.100 Silikonharz 9.300

Styrolacrylat 9.500

Summe Gewichtsteile 100.000 Vergleichsbeispiel

Es wurde eine Fassadenfarbe ohne Na-Titanat nach der folgenden Rezeptur hergestellt:

Komponente Gewichtsteile

Wasser 31.400

Netzmittel 0.400

Bioeide 0.400 Verdicker 0.500

Entschäumer 0.300 pH-Wert-Einstellung 0.100

Hombitan R 210 12.000

Füllstoffe 36.100 Silikonharz 9.300

Styrolacrylat 9.500

Summe Gewichtsteile 100.000

Mit den Rezepturen aus den Herstellungsbeispielen und dem Vergleichbeispiel wurden Beschichtungen auf Testplatten aufgetragen und Bewitterungsversuchen unterzogen. Dabei zeigten die erfindungsgemäßen Rezepturen keinen Bewuchs oder Kreidungen, während diese bei der unter Verwendung der Rezeptur gemäß Vergleichsbeispiel bereits nach kurzer Zeit auftraten .

Claims

Patentansprüche :

1. Anstrichmittel mit einem Gehalt an amorphem Alkalititanat .

2. Anstrichmittel nach Anspruch 1 mit einem Gehalt von bis zu 10 Gew.-% an amorphem Alkalititanat der Formel

M(0,2-4) 0(o,i-2) Tiθ2, wobei M für ein Alkalimetall steht.

3. Anstrichmittel nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Gehalt von bis zu 10 Gew.-% Natriumtitanat .

4. Anstrichmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Form einer Wandfarbe, Wandputz oder fester Farbe.

5. Verwendung eines Alkalititanats oder Mischungen mehrerer Alkalititanate als Additiv für ein Anstrichmittel zur Stabilisierung einer damit hergestellten Beschichtung.

6. Verwendung nach Anspruch 5, bei dem amorphes

Alkalititanat der Formel M₍₀,2-4) 0<o,i-2)Tiθ2 eingesetzt wird, wobei M für ein Alkalimetall steht.

7. Verwendung nach Anspruch 5, bei dem das amorphe Alkalititanat dem Anstrichmittel in einer Menge von bis zu 10 Gew- . % zugesetzt wird.

8. Verwendung nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, bei dem das Alkalititanat Natriumtitanat ist.