Mit Metall piginenfiertes Überzugsmittel
Die Erfindung betrifft eine mit Metall pigmentierte Polymerisatdispersion, die nach dem Auftragen auf eine Unterlage und Trocknen eines trockenen Überzugs mit ausgezeichnetem metallischem Effekt (metallic glamor) liefert. Der metallische Effekt, der auch als Zweiwinkel-Reflexionsverhältnis bezeichnet werden kann, bezieht sich auf diejenige Eigenschaft von mit Metall pigmentierten Überzügen, vermöge deren die Intensität des von der beschichteten Unterlage reflektierten Lichts je nach dem Winkel des Beobachters erheblich variiert. Ein ausgezeichneter metallischer Effekt wird bei vielen Überzügen, besonders bei Kraftfahrzeuglacken, angestrebt.
Der metallische Effekt lässt sich zahlenmässig mit einem Goniophotometer bestimmen, wobei man die folgende geometrische Anordnung verwendet. Eine beschichtete Probeplatte wird mit der beschichteten Seite nach oben in die waagerechte Stellung gebracht. Zwei Photozellen werden in Winkeln von +15 bzw. +80 und eine Lichtquelle wird in einem Winkel von +20 hinter einem Filter angeordnet. Dann wird die Lichtintensität bei sämtlichen Winkeln, beginnend von der Senkrechten, im Uhrzeigersinne bestimmt. Das Ver hältnis der bei +15 bestimmten Lichtintensität zu der bei +800 bestimmten Lichtintensität ist das Zweiwin kelReflexionsverhältnis.
Die verwendete Kombination aus Lichtquelle, Filter und Photozelle hat eine Farbempfindlichkeit, die dem farbmesstechnischen Normalbeobachter für den Weisspunkt C entspricht. Es ist für eine elektrische Kompensierung des Photozellenstromkreises gesorgt, so dass das Zweiwinkel-Reflexionsverhältnis für die als Reflexionsnormen dienenden, nicht mit Metall pigmentierten Überzüge möglichst genau dem Lambertschen Cosinus-Oesetz der diffusen Reflexion entspricht und 1,0 ist. Bei metallischen Überzügen ist das Verhältnis grösser als 1,0, und bei Proben von ähnlicher Farbe ist das Verhältnis um so grösser, je grösser der metallischer Effekt ist. Dieses Verfahren liefert Zahlenwerte, die gut mit der visuellen Bewertung des metallischen Effektes übereinstimmen.
Bisher war es schwierig und vielfach sogar unmöglich, Überzüge mit gutem metallischem Effekt durch Aufspritzen von mit Metall pigmentierten Organosolen auf Unterlagen und anschliessendes Verdampfen der zusammenhängenden Phase des Organosols herzustellen. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung bedeutet Organosol eine Polymerisationsdispersion in einer organischen Flüssigkeit. Das Polymerisat wird als disperse Phase und die organische Flüssigkeit als zusammenhängende Phase bezeichnet. Organosole können auch Polymerisate als Dispergiermittel enthalten.
Das mit Metall pigmentierte Überzugsrnittel gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer Dispersion eines Homo- oder Copolymerisats äthylenungesättigter Monomeren und eines Metallpigments in einer organischen Flüssigkeit besteht, die ihrerseits aus einem Nichtlösungsmittel für die disperse Phase und einem filmbildenden Lösungsmittel für die Polymerisatdispersion besteht.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein mit Metall pigmentiertes Organosol aus einer dispersen Phase und einer zusammenhängenden Phase, das sich zur Bildung eines mit Metall pigmentierten trockenen Überzuges mit ausgezeichnetem metallischem Effekt eignet. Das Organosol enthält
1. als disperse Phase ein Polymerisat aus einem äthylenungesättigten Monomeren und ein Metallpigment,
2. als zusammenhängende Phase mindestens eine flüchtige organische Flüssigkeit, die die disperse Phase nicht löst, und
3. ein filmbildendes Lösungsmittel, bestehend aus einer organischen Flüssigkeit, die das dispergierte Poly merisat löst und mit der zusammenhängenden Phase mischbar ist.
Ein bevorzugtes filmbildendes Lösungsmittel ist z. B. eines, das
1. eine Toleranz für das Nichtlösungsmittel von etwa 20 bis 70 und
2. eine Verdampfungsgeschwindigkeit von weniger als dem 0,5-fachen der Verdampfungsgeschwindigkeit der zusammenhängenden Phase aufweist.
Das filmbildende Lösungsmittel soll in dem Organosol vorzugsweise in Mengen von etwa 0,6 bis 2,5 Gewichtsteilen je Gewichtsteil des dispergierten Polymerisats enthalten sein.
Das erfindungsgemässe Überzugsmittel kann zur Herstellung trockener Überzüge mit verbessertem metallischem Effekt verwendet werden, indem man
1. eine flüssige, mit Metall pigmentierte Organosoldispersion, die ein filmbildendes Lösungsmittel gemäss der obigen Definition enthält, auf eine Unterlage aufträgt und
2. die zusammenhängende Phase der flüssigen Dispersion verdampft.
Auf diese Weise erhält man auf der Unterlage einen trockenen Überzug mit ausgezeichnetem metallischem Effekt.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass man aus mit Metall pigmentierten Polymerisationsdispersionen Überzüge mit ausgezeichnetem metallischem Effekt erhält, ohne dass dies auf Kosten des Hauptvorteils der Dispersionslacke, nämlich des hohen Feststoffgehaltes, geht. Weitere Vorteile der Erfindung liegen darin, dass das filmbildende Lösungsmittel der Dispersion ein verbessertes Filmbildungsvermögen bei Raumtemperatur verleiht und einen trockenen Anstrich von verbessertem Haftvermögen an der Unterlage liefert, beides Eigenschaften, die bei Dispersionslacken erwünscht sind.
Als Polymerisate für die disperse Phase der Organosole eignen sich Homopolymerisate oder Mischpolymerisate aus Monomeren mit mindestens einer äthylenisch ungesättigten Valenzbindung. Diese Polymerisate können thermoplastisch oder wärmehärtend sein. Zur Herstellung der Polymerisate der dispersen Phase eignen sich z. B.
Vinylester von Fettsäuren mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, wie Vinylacetat, Vinyloleat und Vinylstearat, Acrylsäure- oder Methacrylsäureester von Alkoholen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, wie Acrylsäure- oder Methacrylsäuremethylester, Acrylsäure- oder Methacrylsäureäthylester, Acrylsäure- oder Methacrylsäurepropylester, Acrylsäure- oder Methacrylsäureisopropylester, die verschiedenen Acrylsäure- oder Methacrylsäurebutylester, Acrylsäure- oder Methacrylsäurecyclohexylester, Acrylsäure- oder Methacrylsäurebenzylester, Acrylsäure- oder MethacryIsäurepherlylester, Acrylsäure- oder Methacrylsäure-n-hexyl-, -n-octyl-, -tert. octyl-, -dodecyl-, -hexadecyl- oder -octadecylester.
Fernerhin sind als Monomere geeignet Acryls äurenitril, Methacrylsäurenitril, Acrylsäureamid, Methacrylsäureamid, Styrol, a-Methylstyrol, die Vinyltoluole, Acrylsäure, Acrylsäureanhydrid, Methacrylsäure, Methacrylsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Crotonsäure, Essigsäureallylester, Methacrylsäureglycidylester, Methacrylsäure-tert.
butylaminoäthylester, Acrylsäure- oder Methacrylsäurehydroxyalkylester, wie Methacrylsäure-ss-hydroxyäthylester, B-Hydroxyäthylvinyläther, ss-Hydroxyäthylvinylsulfid, Vinylpyrrolidon und Methacrylsäure-N,N- dimethylarninoäthylester.
Weitere geeignete Monomere sind Äthylen, Propylen, Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen, Monochlortrifluoräthylen, Tetrafluoräthylen und Methacrylsäuredimethyl- oder -diäthylaminoäthylester.
Auf bekannte Weise hergestellte Mischpolymerisate aus den verschiedenen oben angegebenen Monomeren sind ebenfalls für die Zwecke der Erfindung geeignet, und Mischpolymerisate aus einem oder mehreren der oben genannten Monomeren mit bis zu 50 Gew.- /o einpolymerisiertem Maleinsäureanhydrid können erfindungsgemäss verwendet werden.
Jedes aus den oben beschriebenen Monomeren hergestellte Polymerisat ist für die Zwecke der Erfindung geeignet, wenn es in der jeweils verwendeten zusammenhängenden Phase unlöslich und in dem jeweils verwendeten filmbildenden Lösungsmittel löslich ist.
Das Metallpigment liegt in der dispersen Phase vor und kann aus beliebigen Metallschuppen bestehen. Beispiele für geeignete Schuppen sind Aluminiumschup pen, Nickelschuppen, Zinnschuppen, Silberschuppen, Chromschuppen, Schuppen aus rostfreiem Stahl, Goldschuppen, Kupferschuppen und Gemische derselben.
Für die zusammenhängende Phase in den Organosolen gemäss der Erfindung kann man die verschiedensten Flüssigkeiten verwenden. Im allgemeinen ist die zusammenhängende Phase eine flüchtige organische Flüssigkeit oder ein Gemisch aus solchen Flüs8igkeiten.
Diese organischen Flüssigkeiten können acyclische, alicyclische, aromatische oder naphthenische Kohlengas serstoffe sein. Andere geeignete organische Flüssigkeiten sind z. B. Alkohole, Ester, Äther, Säuren, Ketone, Amide und Sulfoxide. Die organischen Flüssigkeiten können Siedepunkte von etwa -50 C bis etwa + 3000 C aufweisen. Der Siedepunkt oder Siedebereich der organischen Flüssigkeiten kann so gewählt werden, dass er für den in Betracht kommenden Anwendungszweck des Organosols am besten geeignet ist. Beispiele für als zusammenhängende Phase geeignete Flüssigkeiten sind Pentan, n-Hexan, Cyclohexan, n-Heptan, n-Octan, Isooctan, Benzol, Toluol, o-, m- und p-Xylol.
Ferner können technische Kohlenwasserstoffgemische, wie Lackbenzin, Leichtbenzin, Xylolgemische, Solventnaphtha von aromatischem, aliphatischem oder naphthenischem Charakter, Alkylbenzole, bei denen die Alkylgruppe 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweist, Octanfraktionen, die ein Gemisch aus isomeren Octanen enthalten, und Gemische dieser Kohlenwasserstoffe verwendet werden.
Eine genauere Beschreibung der Herstellung einer Art von Organosolen, die für die Erfindung geeignet ist, findet sich in den USA-Patentschriften 3 166 524 und 3 232 903.
Wie bereits ausgeführt, bestand das Bedürfnis, durch Auftragen von mit Metall pigmentierten Organosolen auf Unterlagen und anschliessendes Verdampfen der zusammenhängenden Phase Überzüge mit gutem metallischem Effekt zu erhalten. Die Überzugsmittel gemäss der Erfindung enthalten ein filmbildendes Lösungsmittel, um den metallischen Effekt der daraus hergestellten trockenen Überzüge zu verbessern.
Die Auswahl des jeweiligen filmbildenden Lösungsmittels richtet sich nach seinem Lösungsvermögen, seiner Verdampfungsgeschwindigkeit im Vergleich zur Verdampfungsgeschwindigkeit der zusammenhängenden Phase und seiner Menge.
Ein Verfahren zum Bestimmen der Toleranz des filmbildenden Lösungsmittels für das Nichtlösungsmittel besteht darin, dass man eine Lösung von 5 Gewichtsteilen des zu dispergierenden Polymerisats in 100 Gewichtsteilen des filmbildenden Lösungsmittels mit dem die zusammenhängende Phase bildenden Nichtlösungsmittel titriert. Die Menge an Nichtlösungsmittel in Gewichtsteilen, bei der das gelöste Polymerisat aus der Lösung auszufallen beginnt, wird als die Toleranz des betreffenden filmbildenden Lösungsmittels für das betreffende Nichtlösungsmittel bezeichnet.
Nach dieser Methode titriert man z. B. eine klare Lösung von 5 Gewichtsteilen Polymethacrylsäuremethylester in 100 Gewichtsteilen des jeweiligen filmbildenden Lösungsmittels mit reinem Hexan, das als Nichtlösungsmittel der zusammenhängenden Phase verwendet werden kann. Die nach diesem Verfahren erhaltenen Werte für die Toleranz von filmbildenden Lösungsmitteln für das Nichtlösungsmittel finden sich in Tabelle I.
Tabelle I Filmbildendes Lösungsmittel Toleranz für das Nicht lösungsmittel 2,2,4-Trimethylpentandiol-1 ,3monoisobutyrat-monoacetat 0 Di äthylenglykolmonobutyläther o Äthylenglykolmono äthyl äther 0 Diäthylenglykolmonobutylätheracetat 38 Äthylenglykoimonobutylätheracetat 42 Äthylenglykolmonoäthylätheracetat 64 Aceton 92
Wenn das dispergierte Polymerisat ein Mischpolymerisat aus 80 Gewichtsteilen Methacrylsäuremethylester und 20 Gewichtsteilen Acrylsäureäthylester ist, ergeben sich nach dem gleichen Verfahren die folgenden Werte für die Toleranz für das Nichtlösungsmittel:
:
Tabelle II Filmbildendes Lösungsmittel Toleranz für das Nicht lösungsmittel 2,2,4-Trimethylpentandiol-1,3-mono- isobutyrat-monoacotat 0 Diäthylenglykolmonobutyl äther 0 Äthylenglykolmoneäthyläther 48 Di äthylenglykolmonobutylätheracetat 54 Äthylenglykolmonobutylätheracetat 62 Äthylenglykolmonoäthylätheracetat 78 Aceton 72
Das Ausmass des metallischen Effektes in dem trockenen Überzug steht in direkter Beziehung zu der Toleranz des filmbildenden Lösungsmittels für das Nichtlösungsmittel. Einen guten metallischen Effekt erhält man bei Verwendung von filmbildenden Lösungsmitteln, die eine Toleranz für das Nichtlösungsmittel im Bereich von etwa 20 bis 70 aufweisen.
Unterhalb eines Toleranzwertes von 20 hat das filmbildende Lösungsmittel kein ausreichendes Lösungsvermögen für das dispergierte Polymerisat. Oberhalb des Tole ranzwertes von etwa 70 hat das filmbildende Lösungsmittel ein so starkes Lösungsvermögen für das dispergierte Polymerisat, dass es die Dispersion leicht koagulieren kann, so dass ein trockener Überzug von unbefriedigendem Aussehen entsteht. Ausgezeichnete metallische Effekte erhält man mit filmbildenden Lösungsmitteln, die Toleranzen für das Nichtlösungsmittel im Bereich von etwa 40 bis 60 aufweisen.
Ein bestimmtes filmbildendes Lösungsmittel, das für eine bestimmte Polymerisationsdispersion nicht geeignet ist, kann für eine andere gut geeignet sein. Z. B.
kann ein filmbildendes Lösungsmittel für eine bestimmte Polymerisationsdispersion eine Toleranz für das Nichtlösungsmittel von Null, bei einer anderen Polymerisationsdispersion jedoch eine Toleranz für das Nichtlösungsmittel in demjenigen Bereich aufweisen, der für die Bildung von trockenen Überzügen mit gutem metallischem Effekt erforderlich ist. So hat z. B.
Äthylenglykolmonoäthyläther als filmbildendes Lösungsmittel in der Polymerisatdispersion, auf die sich Tabelle I bezieht, einen Toleranzwert für das Nichtlösungsmittel von Null, bei der Polymerisatdispersion, auf die sich Tabelle II bezieht, jedoch einen Toleranzwert von 48. Ebenso kann sich ein bestimmtes filmbildendes Lösungsmittel in einer bestimmten Poly merisatdispersion einen so hohen Toleranzwert für das Nichtlösungsmittel aufweisen, dass sich ein Überzug mit einem guten metallischen Effekt aus ihm nicht herstellen lässt, während das gleiche filmbildende Lösungsmittel in einer anderen Polymerisatdispersion einen zufriedenstellenden Toleranzwert aufweist. Mit anderen Worten: Die Toleranz eines bestimmten filmbildenden Lösungsmittels für das Nichtlösungsmittel ist ein relativer Begriff und muss für jede Polymerisatdispersion besonders bestimmt werden.
Auch die Ausdrücke Lösungsmittel und Nichtlösungsmittel sind relativ. Falls nichts anderes angegeben ist, werden sie hier im üblichen Sinn gebraucht, wie sie z. B. in dem Wörterbuch The Condensed Chemical Dictionary , Verlag Reinhold, 6. Aufl., 1961, definiert sind.
Eine andere Grösse, die für die Wahl des filmbil- denden Lösungsmittels ausschlaggebend ist, ist die Verdampfungsgeschwindigkeit. Die Verdampfungsgeschwindigkeit des filmbildenden Lösungsmittels soll weniger als das 0,5-fache der Verdampfungsgeschwindigkeit des die zusammenhängende Phase bildenden Nichtlösungsmittels betragen, wenn beide Grössen bei der Temperatur bestimmt werden, bei der das Überzug- mittel auf die Unterlage aufgetragen werden soll. Die besten Ergebnisse erhält man, wenn die Verdampfungsgeschwindigkeit des filmbildenden Lösungsmittels weniger als das 0,06-fache der Verdampfungsgeschwindigkeit des die zusammenhängende Phase bildenden Nichtlösungsmittels beträgt.
Ein anderer wichtiger Faktor ist die Menge des filmbildenden Lösungsmittels in dem Organosol. Diese steht, wie zu erwarten, in unmittelbarem Zusammenhang mit der Menge der dispersen Phase. Einen zu friedenstellenden metallischen Effekt erhält man, wenn die Gesamtmenge des filmbildenden Lösungsmittels 0,6 bis 2,5 Gewichtsteile je Gewichtsteil des dispergierten Polymerisats beträgt. Den besten metallischen Effekt erhält man, wenn die Menge des filmbildenden Lösungsmittels 1,2 bis 2,5 Gewichtsteile je Gewichtsteil des dispergierten Polymerisats beträgt.
Normalerweise wird bei der Herstellung des Organosols zunächst nur eine geringe Menge des filmbildenden Lösungsmittels zugesetzt, während der Rest später zugesetzt wird. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich; man kann die ganze Menge des filmbildenden Lösungsmittels zu Anfang, nach der Herstellung des Organosols oder in zwei oder mehreren Anteilen zusetzen, je nachdem, wie es am zweckmässigsten erscheint.
Als filmbildende Lösungsmittel eignen sich im Sinne der Erfindung viele der üblichen Lösungsmittel.
Beispiele dafür sind 2,2,4-Trimethylp entandiol, 1,3-Monoisobutyrat-monoacetat, Diäthylenglykolmonobutyläther, Äthylenglykolmonoäthyläther, Diäthylenglykolmonobutylätheracetat, ithylenglykolmono- butylätheracetat, Äthylenglykolmono äthylätheracetat und Aceton.
Die zweite bis sechste dieser Verbindungen sind im Handel von der Union Carbide Company unter den Warenzeichen Butylcarbitol , Cellosolve , Butylbarcitolacetat , Butylcellosolveacetat bzw. Cellosolveacetat erhältlich. Als filmbildende Lösungsmittel im Sinne der Erfindung ist jedes Lösungsmittel geeignet, das den oben beschriebenen Anforderungen an die Toleranz für das Nichtlösungsmittel und die Verdampfungsgeschwindigkeit genügt.
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist ein mit Metall pigmentiertes Organosol, das ein filmbildendes Lösungsmittel mit einer Toleranz für das Nichtlösungsmittel von etwa 40 bis 60 und einer Verdampfungsgeschwindigkeit von weniger als dem 0,06fachen der Verdampfungsgeschwindigkeit der zusammenhängenden Phase in Mengen von etwa 1,2 bis 2,5 Gewichtsteilen je Gewichtsteil des dispergierten Polymerisats enthält. Ein solches Überzugsmittel liefert nach dem Auftragen auf eine Unterlage und Verdampfen der zusammenhängenden Phase einen trockenen Überzug mit einem ausgezeichneten metallischen Effekt.
Normalerweise lässt sich eine geringe Verbesserung des metallischen Effektes erzielen, indem man lediglich den Feststoffgehalt des Überzugsmittels herabsetzt. Die erfindungsgemässe Verbesserung des metallischen Effektes in dem trockenen Überzug wird jedoch nicht erzielt, wenn zu dem Organosol eine hochsiedende Flüssigkeit zugesetzt wird, die das dispergierte Polymerisat nicht löst. Das metallische Aussehen wird dadurch gewöhnlich nicht bedeutend verbessert und meist sogar verschlechtert, indem der Überzug verwässert und flek kigwird.
Die Erfindung eignet sich zum Verbessern des Aussehens trockener, mit Metall pigmentierter Überzüge durch Erhöhung des metallischen Effektes in einem trockenen Überzug, der durch Auftragen eines mit Metall pigmentierten Überzugsmittels auf eine Unterlage und anschliessendes Verdampfen der zusammenhängenden Phase des Überzugsmittels gewonnen wird.
In den folgenden Beispielen beziehen sich Teile und Prozentangaben auf Gewichtsmengen.
Beispiel 1
A. Auf bekannte Weise wird eine 40 Gew.- /oige Dispersion von Polymethacrylsäuremethylester in Hexan hergestellt. In einem gesonderten Behälter wird ein Aluminiumschuppenansatz durch Vermischen von
171 Teilen Aluminiumschuppen (Alcoa No. 226),
87 Teilen Phthalsäureisooctylbenzylester und
42 Teilen Äthyienglykolmonobutylätheracetat hergestellt. Dieser Ansatz enthält 370/0 Aluminiumschuppen.
Die beiden Dispersionen werden mit weiteren Reaktionsteilnehmern in den folgenden Mengen ver emigt: looo Teile Polymethacrylsäuremethylesterdispersion,
40 Teile -Aluminiumschuppenansatz,
120 Teile Phthalsäureisooctylbenlester,
140 Teile Diäthylenglykolmonobutyläther.
In dem Gemisch beträgt das Verhältnis von Alumi nium zu Bindemittel 2,3:100 und der Feststoffgehalt
42 /o. Die disperse Phase besteht aus Polymethacryl säuremethylester und Aluminiumschuppen, die zusam menhängende Phase aus Hexan, und die filmbildenden
Lösungsmittel bestehen aus geringen Mengen Äthylen glykolmonobutylätheracetat und Diäthylenglykolmono butyläther.
Ferner enthält das Gemisch etwas Phthalsäure isooctylbenzylester, der als Weichmacher wirkt. Die
Dispersion enthält also 0,35 Teile filmbildendes
Lösungsmittel je Teil dispergierten Polymerisats.
Diese Dispersion wird auf eine Metallplatte aufgespritzt, die dann 30 -Minuten auf 1500 C erhitzt wird.
Die Metallplatte ist, senkrecht von oben gesehen, ganz dunkel und bleibt auch dunkel, wenn man sie im Uhr zeigersinne in Winkeln bis zu +90 mit der Senkrechten betrachtet. Das Zweiwinkel-Reflexionsverhältnis beträgt 25.
B. 320 Teile Äthylenglykolmonobutylätheracetat (als filmbildendes Lösungsmittel) werden zu der im
Beispiel 1-A hergestellten Dispersion zugesetzt. Der
Feststoffgehalt beträgt jetzt 34 O/o, und die Dispersion enthält 1,16 Teile filmbildendes Lösungsmittel je Teil des dispergierten Polymethacrylsäuremethylesters. Die
Dispersion wird auf eine Metallplatte aufgespritzt und die Platte sodann 30 Minuten auf 150"C erhitzt. Der metallhaltige Überzug weist einen beträchtlichen metal lischen Effekt auf, ist, senkrecht-von oben her gesehen, sehr leuchtend und wird bei Betrachtung in Winkeln bis zu +900 -mit der Senkrechten im Uhrzeigersinne fortschreitend dunkler. -Das Zweiwinkel-Reflexionsver -hältnis beträgt 52.
Wenn der Feststoffgehalt durch Zusatz von Hexan ohne Zusatz weiteren filmbildenden Lösungsmittels auf
34 O/o herabgesetzt wird, erzielt man nicht eine solche Erhöhung des metallischen Effektes.
Beispiel 2
Man arbeitet nach Beispiel 1 mit dem Unterschied, dass man als filmbildendes Lösungsmittel im Beispiel
1-B 195 Teile Äthylenglykolmonobutylätheracetat zusetzt. Die mit den Dispersionen vor bzw. nach dem Zusatz des filmbildenden Lösungsmittels beschichteten Probeplatten zeigen nach dem Trocknen Zweiwinkel Reflexionsverhältnisse von 24 bzw. 42. Vor dem Zusatz beträgt das Gewichtsverhältnis von filmbildenden Lösungsmittel zu dispergiertem Polymerisat 0,35, nach dem Zusatz beträgt es 0,85.
Beispiel 3
Man arbeitet nach Beispiel 1 mit dem Unterschied, dass man in Beispiel 1-B als filmbildendes Lösungsmittel 195 Teile Äthylenglykolmonoäthyläther zusetzt. Mit der Dispersion vor und nach dem Zusatz des filmbildenden Lösungsmittels beschichtete-Probeplatten zeigen nach dem Trocknen ein Zweiwinkel-Reflexionsver- hältnis von 24 bzw. 35; das Verhältnis von filmbildendem Lösungsmittel zu dispergiertem Polymerisat beträgt
0,35 bzw. 0,85.
Beispiel 4
Man arbeitet nach Beispiel 1 mit dem Unterschied, dass man Åals filmbildendes Lösungsmittel 1300 Teile eines Gemisches aus gleichen Gewichtsteilen Hexan und Äthylenglykolmonobutylätheracetat zusetzt. Probeplatten, die vor dem Zusatz dieses Gemisches mit der Dispersion beschichtet worden sind, zeigen nach dem Trocknen ein Zweiwinkel-Reflexionsverhältnis von 28, während das Verhältnis von filmbildendem Lösungsmittel zu dispergiertem Polymerisat in der Dispersion
0,35 beträgt. Platten, die nach dem Zusatz des Gemisches aus filmbildendem Lösungsmittel und Hexan beschichtet und getrocknet werden, zeigen ein Zweiwinkel-Reflexionsverhältnis von 55, während das Verhältnis von filmbildendem Lösungsmittel zu dispergiertem Polymerisat in der Dispersion 1,98 beträgt.
Durch Verdünnen des filmbildenden Lösungsmittels mit Hexan erhält man Dispersionen mit niedrigerem Feststoffgehalt, so dass man grössere Mengen an filmbildenden Lösungsmitteln zusetzen kann.
Beispiel 5
Man arbeitet nach Beispiel 1 mit den folgenden -Unterschieden: Der Aluminiumschuppenansatz wird aus
171 Teilen Aluniniumpte (MD-587 der Metalls
Disintegrating Company),
87 Teilen Phthalsäureisobutylbenzylester und
42 Teilen Athylenglykolmonobutylätheracetat hergestellt und enthält 37 Gew.-O/o Aluminium.
Der Aluminiumschuppenansatz und die Polymethacrylsäuremethylesterdispersion werden zusammen mit den folgenden weiteren Reaktionsteilnehmern vereinigt: 1000 Teile Polymethacrylsäulemethylesterwersion,
40 Teile Alunnntumschuppenansatz, 120 Teile Phthalsäureisooctylbenzylester,
140 Teile Diäthylenglykolmonobutrläther.
Diese Dispersion weist ein Verhältnis von Aluminium -zu Bindemittel von 2,3:1wo und einen Feststoffgehalt von 42 O/o auf. Das Verhältnis von filmbildendem Lösungsmittel zu dispergiertem Polymerisat beträgt 0,35.
Mit dieser Dispersion beschichtete Probeplatten zeigen ein Zweiwinkel-Reflexionsverhältnis von 30.
Durch Zusatz von 195 Teilen Athylenglykolmonobutyl- ätheracetat zu der Dispersion wird der Feststoffgehalt auf 36,8 /o herabgesetzt und das Verhältnis von filmbildendem Lösungsmittel zu dispergiertem Polymerisat auf 0,85 erhöht. Das Zweiwinkel-Reflexionsverhältnis der mit dieser Dispersion beschichteten Probeplatten beträgt 55.
Beispiel 6
Man arbeitet nach Beispiel 1, jedoch mit dem folgenden Aluminiumschuppenansatz:
171 Teile Aluminiumpaste (Alcoa No. 2290),
87 Teile Phthalsäureisooctylbenzylester,
42 Teile Äthylenglykolmonobutylätheracetat.
Dieser Aluminiumschuppenansatz enthält 37 Gew.-0/o Aluminium. Das Gemisch aus dem Aluminiumschuppenansatz und der Polymethacrylsäuremethylesterdispersion weist ein Verhältnis von filmbildendem Lösungsmittel zu dispergiertem Polymerisat von 0,35 auf.
Das Zweiwinkel-Reflexionsverhältnis von mit dieser Dispersion beschichteten Probeplatten beträgt vor dem Zusatz einer grossen Menge eines filmbildenden Lösungsmittels 15. Durch Zusatz von 104 Teilen Athy- lenglykolmonobutylätheracetat wird das Verhältnis von filmbildendem Lösungsmittel zu dispergiertem Polymerisat auf 0,62 und das Zweiwinkel-Reflexionsverhältnis der mit der Dispersion beschichteten Platten auf 20 erhöht. Setzt man weitere 216 Teile filmbildendes Lösungsmittel zu, so erhält man ein Verhältnis von filmbildendem Lösungsmittel zu dispergiertem Polymerisat von 1,16 und beschichtete Platten mit einem Zweiwinkel-Reflexionsverhältnis von 30.
Beispiel 7
Man arbeitet nach Beispiel 1 bis 6, wobei man jedoch anstelle der Polymethacrylsäuremethylesterdispersion eine 40 gew.-0/oige Disperison eines Mischpolymerisats aus 98 Gewichtsteilen Methacrylsäuremethylester und 2 Gewichtsteilen Methacrylsäurediäthylaminoäthylester verwendet. Die Ergebnisse sind die gleichen wie in den Beispielen 1 bis 6.
PATENTANSPRUCH 1
Mit Metall pigmentiertes Überzugsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer Dispersion eines Homo- oder Copolymerisats äthylenungesättigter Monomeren und eines Metallpigments in einer organischen Flüssigkeit besteht, die ihrerseits aus einem Nichtlösungsmittel für die disperse Phase und einem filmbildenden Lösungsmittel für die Polymerisatdispersion besteht.
UNTERANSPRÜCHE
1. Uberzugsmittel gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es a) als disperse Phase ein Polymerisat aus einem äthylenungesättigten Monomeren und ein Metallpigment, b) als zusammenhängende Phase eine flüchtige organische Flüssigkeit, die die disperse Phase nicht löst, und c) als filmbildendes Lösungsmittel eine organische Flüssigkeit mit einem Toleranzwert für das Nichtlösungsmittel von 20 bis 70 und einer Verdampfungsgeschwindigkeit von weniger als dem 0,5-fachen der Verdampfungsgeschwindigkeit der zusammenhängenden Phase in Mengen von 0,6 bis 2,5 Gewichtsteilen je Gewichtsteil dispergierten Polymerisats enthält.
2. Überzugsmittel gemäss Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dispergierte Polymerisat ein Polymerisat von Acrylsäure, Methacrylsäure, Estern der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Alkoholen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, Styrol, Methacrylsäuredimethylaminoäthylester oder Methacrylsäurediäthylaminoäthylester ist.
3. Überzugsmittel gemäss Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es als dispergiertes Polymerisat ein Polymerisat von Methacrylsäuremethylester und als filmbildendes Lösungsmittel ein solches mit einem Toleranzwert für das Nichtlösungsmittel von 40 bis 60 und einer Verdampfungsgeschwindigkeit von weniger als dem 0,06-fachen der Verdampfungsgeschwindigkeit der zusammenhängenden Phase in Mengen von 0,8 bis 1,4 Gewichtsteilen je Gewichtsteil des dispergierten Polymerisats enthält.
4. Überzugsmittel gemäss Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es als filmbildendes Lösungsmittel Äthylenglykolmonobutylätheracetat enthält.
5. Überzugsmittel gemäss Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es als filmbildendes Lösungsmittel Äthylenglykolmonoäthylätheracetat enthält.
PATENTANSPRUCH II
Verwendung des Überzugsmittels gemäss Patentanspruch I zur Herstellung trockener Überzüge mit verbessertem metallischem Effekt. die durch Auftragen einer mit Metall pigmentierten Polymerisatdispersion, welche aus einer dispersen Phase und einer zusammenhängenden Phase besteht, auf eine Unterlage erhalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass man a) die mit Metall pigmentierte Polymerisatdispersion mit einem filmbildenden Lösungsmittel, das einen Toleranzwert für das Nichtlösungsmittel von 20 bis 70 und eine Verdampfungsgeschwindigkeit von weniger als dem 0,5-fachen der Verdampfungsgeschwindigkeit der zusammenhängenden Phase aufweist, in Mengen von 0,6 bis 2,5 Gewichtsteilen, bezogen auf das dispergierte Polymerisat, versetzt, b) dieses Überzugsmittel auf eine Unterlage aufträgt und c) die zusammenhängende Phase verdampft.
Coating agent pigmented with metal
The invention relates to a metal-pigmented polymer dispersion which, after application to a substrate and drying, provides a dry coating with an excellent metallic effect (metallic glamor). The metallic effect, which can also be referred to as the two-angle reflection ratio, refers to that property of coatings pigmented with metal, by virtue of which the intensity of the light reflected from the coated substrate varies considerably depending on the angle of the observer. An excellent metallic effect is sought in many coatings, especially automotive paints.
The metallic effect can be determined numerically with a goniophotometer, using the following geometric arrangement. A coated test plate is brought into the horizontal position with the coated side up. Two photocells are placed at angles of +15 or +80 and a light source is placed behind a filter at an angle of +20. Then the light intensity is determined at all angles, starting from the vertical, in a clockwise direction. The ratio of the light intensity determined at +15 to the light intensity determined at +800 is the two-angle reflection ratio.
The combination of light source, filter and photocell used has a color sensitivity that corresponds to the standard color measurement observer for white point C. An electrical compensation of the photocell circuit is provided so that the two-angle reflection ratio for the non-metal pigmented coatings serving as reflection standards corresponds as closely as possible to Lambert's cosine law of diffuse reflection and is 1.0. In the case of metallic coatings, the ratio is greater than 1.0, and in the case of samples of a similar color, the greater the metallic effect, the greater the ratio. This method provides numerical values that agree well with the visual assessment of the metallic effect.
Up to now it has been difficult and in many cases even impossible to produce coatings with a good metallic effect by spraying organosols pigmented with metal onto substrates and then evaporating the cohesive phase of the organosol. In the context of the present description, organosol means a polymerization dispersion in an organic liquid. The polymer is referred to as the disperse phase and the organic liquid as the continuous phase. Organosols can also contain polymers as dispersants.
The metal-pigmented coating agent according to the invention is characterized in that it consists of a dispersion of a homo- or copolymer of ethylene-unsaturated monomers and a metal pigment in an organic liquid, which in turn consists of a non-solvent for the disperse phase and a film-forming solvent for the polymer dispersion .
In particular, the invention relates to a metal-pigmented organosol comprising a disperse phase and a continuous phase which is suitable for the formation of a metal-pigmented dry coating with an excellent metallic effect. The organosol contains
1. as the disperse phase, a polymer made from an ethylene-unsaturated monomer and a metal pigment,
2. as a continuous phase, at least one volatile organic liquid that does not dissolve the disperse phase, and
3. a film-forming solvent consisting of an organic liquid which dissolves the dispersed poly merisate and is miscible with the continuous phase.
A preferred film-forming solvent is e.g. B. one that
1. a tolerance for the nonsolvent of about 20 to 70 and
2. Has an evaporation rate less than 0.5 times the evaporation rate of the contiguous phase.
The film-forming solvent should preferably be contained in the organosol in amounts of about 0.6 to 2.5 parts by weight per part by weight of the dispersed polymer.
The coating agent according to the invention can be used for the production of dry coatings with an improved metallic effect by
1. a liquid, metal-pigmented organosol dispersion, which contains a film-forming solvent as defined above, is applied to a substrate and
2. the continuous phase of the liquid dispersion evaporates.
In this way, a dry coating with an excellent metallic effect is obtained on the base.
The invention offers the advantage that coatings with an excellent metallic effect are obtained from polymerisation dispersions pigmented with metal, without this being at the expense of the main advantage of emulsion paints, namely the high solids content. Further advantages of the invention are that the film-forming solvent provides the dispersion with improved film-forming capacity at room temperature and provides a dry paint with improved adhesion to the substrate, both properties which are desirable in dispersion paints.
Suitable polymers for the disperse phase of the organosols are homopolymers or copolymers of monomers with at least one ethylenically unsaturated valence bond. These polymers can be thermoplastic or thermosetting. For the preparation of the polymers of the disperse phase, for. B.
Vinyl esters of fatty acids with 1 to 18 carbon atoms, such as vinyl acetate, vinyl oleate and vinyl stearate, acrylic acid or methacrylic acid esters of alcohols with 1 to 18 carbon atoms, such as acrylic acid or methacrylic acid methyl ester, acrylic acid or methacrylic acid ethyl ester, acrylic acid or methacrylic acid propyl ester, acrylic acid or methacrylic acid isopropyl ester, the various butyl acrylate or methacrylate, cyclohexyl acrylic or methacrylate, benzyl acrylic or methacrylate, pherlyl acrylic or methacrylate, n-hexyl, n-octyl, acrylic or methacrylic acid. octyl, dodecyl, hexadecyl or octadecyl ester.
Acrylic acid nitrile, methacrylic acid nitrile, acrylic acid amide, methacrylic acid amide, styrene, α-methylstyrene, vinyl toluenes, acrylic acid, acrylic anhydride, methacrylic acid, methacrylic anhydride, maleic anhydride, fumaric acid, methacrylic acid, methacrylic acid, methacrylic acid allyl ester, are also suitable as monomers.
butylaminoethyl ester, hydroxyalkyl acrylate or methacrylate, such as β-hydroxyethyl methacrylate, β-hydroxyethyl vinyl ether, β-hydroxyethyl vinyl sulfide, vinyl pyrrolidone and N, N-dimethylaminoethyl methacrylate.
Other suitable monomers are ethylene, propylene, vinyl chloride, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, hexafluoropropylene, monochlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene and dimethyl or diethylaminoethyl methacrylate.
Copolymers prepared in a known manner from the various monomers specified above are also suitable for the purposes of the invention, and copolymers from one or more of the above monomers with up to 50% by weight of polymerized maleic anhydride can be used according to the invention.
Any polymer produced from the monomers described above is suitable for the purposes of the invention if it is insoluble in the coherent phase used and soluble in the film-forming solvent used in each case.
The metal pigment is in the disperse phase and can consist of any metal flakes. Examples of suitable flakes are aluminum flakes, nickel flakes, tin flakes, silver flakes, chrome flakes, stainless steel flakes, gold flakes, copper flakes and mixtures thereof.
A wide variety of liquids can be used for the continuous phase in the organosols according to the invention. In general, the continuous phase is a volatile organic liquid or a mixture of such liquids.
These organic liquids can be acyclic, alicyclic, aromatic or naphthenic carbon gases. Other suitable organic liquids are e.g. B. alcohols, esters, ethers, acids, ketones, amides and sulfoxides. The organic liquids can have boiling points from about -50 ° C. to about + 3000 ° C. The boiling point or boiling range of the organic liquids can be chosen so that it is best suited for the intended application of the organosol. Examples of liquids suitable as a continuous phase are pentane, n-hexane, cyclohexane, n-heptane, n-octane, isooctane, benzene, toluene, o-, m- and p-xylene.
Technical hydrocarbon mixtures such as mineral spirits, light gasoline, xylene mixtures, solvent naphtha of aromatic, aliphatic or naphthenic character, alkylbenzenes in which the alkyl group has 1 to 4 carbon atoms, octane fractions which contain a mixture of isomeric octanes, and mixtures of these hydrocarbons can also be used.
A more detailed description of the preparation of one type of organosol useful in the invention is found in U.S. Patents 3,166,524 and 3,232,903.
As already stated, there was a need to obtain coatings with a good metallic effect by applying organosols pigmented with metal to substrates and then evaporating the coherent phase. The coating compositions according to the invention contain a film-forming solvent in order to improve the metallic effect of the dry coatings produced therefrom.
The selection of the respective film-forming solvent depends on its dissolving power, its rate of evaporation in comparison to the rate of evaporation of the coherent phase and its amount.
One method of determining the tolerance of the film-forming solvent for the nonsolvent is to titrate a solution of 5 parts by weight of the polymer to be dispersed in 100 parts by weight of the film-forming solvent with the nonsolvent forming the continuous phase. The amount of nonsolvent in parts by weight at which the dissolved polymer begins to precipitate out of solution is referred to as the tolerance of the film-forming solvent in question for the nonsolvent in question.
This method is used to titrate z. B. a clear solution of 5 parts by weight of polymethacrylic acid methyl ester in 100 parts by weight of the respective film-forming solvent with pure hexane, which can be used as a non-solvent of the continuous phase. The values for the tolerance of film-forming solvents for the nonsolvent obtained by this method are given in Table I.
Table I Film-forming solvent Tolerance for the non-solvent 2,2,4-trimethylpentanediol-1,3 monoisobutyrate monoacetate 0 Diethylene glycol monobutyl ether o Ethylene glycol monobutyl ether 0 Diethylene glycol monobutyl ether acetate 38 Ethylene glycol monobutyl ether acetate 42 Ethylene glycol monobutyl ether acetate 42
If the dispersed polymer is a copolymer of 80 parts by weight of methyl methacrylate and 20 parts by weight of ethyl acrylate, the following values for the tolerance for the nonsolvent result using the same procedure:
:
Table II Film-forming solvent Tolerance for the non-solvent 2,2,4-trimethylpentanediol-1,3-mono-isobutyrate-monoacotate 0 Diethylene glycol monobutyl ether 0 Ethylene glycol monoethyl ether 48 Diethylene glycol monobutyl ether acetate 54 Ethylene glycol monobutyl ether acetate 72 Ethylene glycol monobutyl ether acetate 72
The extent of the metallic effect in the dry coating is directly related to the tolerance of the film-forming solvent for the nonsolvent. A good metallic effect is obtained when using film-forming solvents which have a tolerance for the non-solvent in the range from about 20 to 70.
Below a tolerance value of 20, the film-forming solvent does not have sufficient dissolving power for the dispersed polymer. Above the tolerance value of about 70, the film-forming solvent has such a strong dissolving power for the dispersed polymer that it can easily coagulate the dispersion, so that a dry coating of unsatisfactory appearance is produced. Excellent metallic effects are obtained with film-forming solvents that have tolerances for the nonsolvent in the range from about 40 to 60.
A particular film-forming solvent that is not suitable for one polymerization dispersion may be well suited for another. E.g.
For example, a film-forming solvent may have a nonsolvent tolerance of zero for a particular polymerization dispersion, but a nonsolvent tolerance for another polymerization dispersion in the range required for the formation of dry coatings with a good metallic effect. So has z. B.
Ethylene glycol monoethyl ether as a film-forming solvent in the polymer dispersion to which Table I refers, a tolerance value for the nonsolvent of zero, in the case of the polymer dispersion, to which Table II relates, however, a tolerance value of 48. Likewise, a certain film-forming solvent in a certain Polymer dispersion have such a high tolerance value for the nonsolvent that a coating with a good metallic effect cannot be produced from it, while the same film-forming solvent in another polymer dispersion has a satisfactory tolerance value. In other words: the tolerance of a certain film-forming solvent for the nonsolvent is a relative term and must be determined specifically for each polymer dispersion.
The terms solvent and nonsolvent are also relative. Unless otherwise specified, they are used here in the usual sense, as they are e.g. B. in the dictionary The Condensed Chemical Dictionary, Verlag Reinhold, 6th edition, 1961, are defined.
Another factor that is decisive for the choice of the film-forming solvent is the rate of evaporation. The rate of evaporation of the film-forming solvent should be less than 0.5 times the rate of evaporation of the non-solvent forming the coherent phase if both parameters are determined at the temperature at which the coating agent is to be applied to the substrate. The best results are obtained when the rate of evaporation of the film-forming solvent is less than 0.06 times the rate of evaporation of the continuous phase non-solvent.
Another important factor is the amount of film-forming solvent in the organosol. As expected, this is directly related to the amount of disperse phase. A satisfactory metallic effect is obtained when the total amount of the film-forming solvent is 0.6 to 2.5 parts by weight per part by weight of the dispersed polymer. The best metallic effect is obtained when the amount of the film-forming solvent is 1.2 to 2.5 parts by weight per part by weight of the dispersed polymer.
Normally only a small amount of the film-forming solvent is initially added in the preparation of the organosol, while the remainder is added later. However, this is not absolutely necessary; the whole amount of the film-forming solvent can be added at the beginning, after the preparation of the organosol or in two or more portions, depending on what appears to be most expedient.
Many of the usual solvents are suitable as film-forming solvents for the purposes of the invention.
Examples of these are 2,2,4-trimethylpentanediol, 1,3-monoisobutyrate monoacetate, diethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol mono ethyl acetate and acetone ether acetate.
The second through sixth of these compounds are commercially available from the Union Carbide Company under the trademarks butyl carbitol, cellosolve, butyl barcitol acetate, butyl cellosolve acetate and cellosolve acetate, respectively. As a film-forming solvent in the context of the invention, any solvent is suitable which meets the above-described requirements for the tolerance for the nonsolvent and the rate of evaporation.
The preferred embodiment of the invention is a metal pigmented organosol that contains a film-forming solvent with a tolerance for the nonsolvent of about 40 to 60 and an evaporation rate of less than 0.06 times the evaporation rate of the continuous phase in amounts of about 1.2 to Contains 2.5 parts by weight per part by weight of the dispersed polymer. Such a coating agent, after application to a substrate and evaporation of the coherent phase, provides a dry coating with an excellent metallic effect.
Normally, a slight improvement in the metallic effect can be achieved by merely reducing the solids content of the coating agent. The inventive improvement of the metallic effect in the dry coating is not achieved, however, if a high-boiling liquid is added to the organosol which does not dissolve the dispersed polymer. The metallic appearance is usually not significantly improved by this, and in most cases it is even worsened by watering down the coating and becoming spotty.
The invention is suitable for improving the appearance of dry, metal-pigmented coatings by increasing the metallic effect in a dry coating that is obtained by applying a metal-pigmented coating agent to a substrate and then evaporating the cohesive phase of the coating agent.
In the following examples, parts and percentages relate to amounts by weight.
example 1
A. A 40% strength by weight dispersion of methyl polymethacrylate in hexane is prepared in a known manner. In a separate container, an aluminum flake is made by mixing
171 parts of aluminum shed (Alcoa No. 226),
87 parts of isooctylbenzyl phthalate and
42 parts of Ethyienglykolmonobutylätheracetat produced. This approach contains 370/0 aluminum scales.
The two dispersions are ver emigt with other reactants in the following amounts: 1,000 parts of polymethacrylic acid methyl ester dispersion,
40 parts -aluminium scale attachment,
120 parts of isooctylbenl phthalate,
140 parts of diethylene glycol monobutyl ether.
In the mixture, the ratio of aluminum to binder is 2.3: 100 and the solids content
42 / o. The disperse phase consists of polymethacrylic acid methyl ester and aluminum flakes, the coherent phase consists of hexane, and the film-forming phase
Solvents consist of small amounts of ethylene glycol monobutyl ether acetate and diethylene glycol mono butyl ether.
The mixture also contains some isooctylbenzyl phthalate, which acts as a plasticizer. The
Dispersion thus contains 0.35 parts of film-forming
Solvent per part of dispersed polymer.
This dispersion is sprayed onto a metal plate, which is then heated to 1500 C for 30 minutes.
When viewed vertically from above, the metal plate is very dark and remains dark when you look at it clockwise at angles of up to +90 to the vertical. The two-angle reflection ratio is 25.
B. 320 parts of ethylene glycol monobutyl ether acetate (as a film-forming solvent) are added to the im
Example 1-A prepared dispersion added. Of the
The solids content is now 34%, and the dispersion contains 1.16 parts of film-forming solvent per part of the dispersed methyl polymethacrylate. The
Dispersion is sprayed onto a metal plate and the plate is then heated to 150 ° C. for 30 minutes. The metal-containing coating has a considerable metallic effect, is very luminous when viewed vertically from above and becomes up to +900 when viewed at angles - progressively darker with the vertical in a clockwise direction - the two-angle reflection ratio is 52.
If the solids content is increased by adding hexane without adding any other film-forming solvent
34% is reduced, one does not achieve such an increase in the metallic effect.
Example 2
Example 1 is used with the difference that the film-forming solvent used in the example
1-B 195 parts of ethylene glycol monobutyl ether acetate added. The test panels coated with the dispersions before or after the addition of the film-forming solvent show two-angle reflection ratios of 24 and 42, respectively, after drying. Before the addition, the weight ratio of film-forming solvent to dispersed polymer is 0.35; after addition, it is 0. 85.
Example 3
The procedure is as in Example 1 with the difference that 195 parts of ethylene glycol monoethyl ether are added as the film-forming solvent in Example 1-B. Sample plates coated with the dispersion before and after the addition of the film-forming solvent show, after drying, a two-angle reflection ratio of 24 and 35, respectively; the ratio of film-forming solvent to dispersed polymer is
0.35 and 0.85, respectively.
Example 4
The procedure is as in Example 1, with the difference that 1300 parts of a mixture of equal parts by weight of hexane and ethylene glycol monobutyl ether acetate are added as a film-forming solvent. Sample panels which have been coated with the dispersion prior to the addition of this mixture show, after drying, a two-angle reflection ratio of 28, while the ratio of film-forming solvent to dispersed polymer in the dispersion
Is 0.35. Plates which are coated and dried after the mixture of film-forming solvent and hexane has been added, show a two-angle reflection ratio of 55, while the ratio of film-forming solvent to dispersed polymer in the dispersion is 1.98.
By diluting the film-forming solvent with hexane, dispersions with a lower solids content are obtained, so that larger amounts of film-forming solvents can be added.
Example 5
One works according to Example 1 with the following differences: The aluminum flake approach is from
171 parts Aluniniumpte (MD-587 of the metal
Disintegrating Company),
87 parts of isobutylbenzyl phthalate and
42 parts of ethylene glycol monobutyl ether acetate prepared and contains 37 wt. O / o aluminum.
The aluminum flake and the polymethacrylic acid methyl ester dispersion are combined with the following further reactants: 1000 parts of polymethacrylic column methyl ester version,
40 parts of aluminum scales, 120 parts of isooctylbenzyl phthalate,
140 parts of diethylene glycol monobut ether.
This dispersion has a ratio of aluminum to binder of 2.3: 1% and a solids content of 42%. The ratio of film-forming solvent to dispersed polymer is 0.35.
Sample panels coated with this dispersion show a two-angle reflection ratio of 30.
By adding 195 parts of ethylene glycol monobutyl ether acetate to the dispersion, the solids content is reduced to 36.8 / o and the ratio of film-forming solvent to dispersed polymer is increased to 0.85. The two-angle reflection ratio of the test panels coated with this dispersion is 55.
Example 6
You work according to Example 1, but with the following aluminum flake approach:
171 parts of aluminum paste (Alcoa No. 2290),
87 parts of isooctylbenzyl phthalate,
42 parts of ethylene glycol monobutyl ether acetate.
This aluminum scale approach contains 37% by weight of aluminum. The mixture of the aluminum flake and the polymethacrylic acid methyl ester dispersion has a ratio of film-forming solvent to dispersed polymer of 0.35.
The two-angle reflection ratio of test panels coated with this dispersion before the addition of a large amount of a film-forming solvent is 15. By adding 104 parts of ethylene glycol monobutyl ether acetate, the ratio of film-forming solvent to dispersed polymer is 0.62 and the two-angle reflection ratio is with the dispersion-coated plates increased to 20. If a further 216 parts of film-forming solvent are added, a ratio of film-forming solvent to dispersed polymer of 1.16 and coated plates with a two-angle reflection ratio of 30 are obtained.
Example 7
The procedure is as in Examples 1 to 6, except that instead of the methyl polymethacrylate dispersion, a 40% by weight dispersion of a copolymer of 98 parts by weight of methyl methacrylate and 2 parts by weight of diethylaminoethyl methacrylate is used. The results are the same as in Examples 1-6.
PATENT CLAIM 1
Coating agent pigmented with metal, characterized in that it consists of a dispersion of a homopolymer or copolymer of ethylene-unsaturated monomers and a metal pigment in an organic liquid, which in turn consists of a non-solvent for the disperse phase and a film-forming solvent for the polymer dispersion.
SUBCLAIMS
1. Coating agent according to claim I, characterized in that it is a) as the disperse phase a polymer of an ethylene-unsaturated monomer and a metal pigment, b) as the continuous phase a volatile organic liquid that does not dissolve the disperse phase, and c) as the film-forming solvent contains an organic liquid with a tolerance value for the non-solvent of 20 to 70 and an evaporation rate of less than 0.5 times the evaporation rate of the continuous phase in amounts of 0.6 to 2.5 parts by weight per part by weight of dispersed polymer.
2. Coating agent according to dependent claim 1, characterized in that the dispersed polymer is a polymer of acrylic acid, methacrylic acid, esters of acrylic acid or methacrylic acid with alcohols having 1 to 8 carbon atoms, styrene, methacrylic acid dimethylaminoethyl ester or methacrylic acid diethylaminoethyl ester.
3. Coating agent according to dependent claim 1, characterized in that it is a polymer of methyl methacrylate as the dispersed polymer and a film-forming solvent with a tolerance value for the non-solvent of 40 to 60 and an evaporation rate of less than 0.06 times the evaporation rate Contains coherent phase in amounts of 0.8 to 1.4 parts by weight per part by weight of the dispersed polymer.
4. Coating agent according to dependent claim 3, characterized in that it contains ethylene glycol monobutyl ether acetate as the film-forming solvent.
5. Coating agent according to dependent claim 3, characterized in that it contains ethylene glycol monoethyl ether acetate as the film-forming solvent.
PATENT CLAIM II
Use of the coating agent according to patent claim I for the production of dry coatings with an improved metallic effect. which are obtained by applying a polymer dispersion pigmented with metal, which consists of a disperse phase and a coherent phase, to a substrate, characterized in that a) the polymer dispersion pigmented with metal is mixed with a film-forming solvent which has a tolerance value for the nonsolvent of 20 to 70 and an evaporation rate of less than 0.5 times the evaporation rate of the continuous phase, added in amounts of 0.6 to 2.5 parts by weight, based on the dispersed polymer, b) this coating agent is applied to a base and c) the coherent phase evaporates.