CZ149098A3

CZ149098A3 - Způsob přípravy koncentrátu nátěrové hmoty

Info

Publication number: CZ149098A3
Application number: CZ981490A
Authority: CZ
Inventors: Robert Langley; Paul Kerwin; Arthur Stark Walls; Kenneth Grant Dykes
Original assignee: Ciba Specialty Chemicals Holding Inc.
Priority date: 1997-05-15
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 1998-12-16
Also published as: JPH10324828A; AU741555B2; EP0878518B1; KR100539352B1; AU6481298A; CA2237508A1; DE69802744T2; KR19980087099A; IL124349A0; BR9801644A; SG78300A1; ES2167840T3; CZ293869B6; CN1217997C; DE69802744D1; CN1199760A; IL124349A; TW467946B; ID20277A; US6031030A

Description

Způsob přípravy koncentrátu nátěrové hmoty

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu přípravy koncentrátu nátěrové hmoty, t. j. disperse organického pigmentu v nosné látce nátěrové hmoty, zejména v nosné látce pro nátěrové hmoty pro automobily nebo stavebnictví, obsahující rozpouštědlo a popřípadě další složky, jako jsou pojivá a aditiva, přičemž tato disperse obsahuje 20 až 80 % hmotnostních pigmentu a může být ředěna, čímž se přidáním další nosné látky nátěrové hmoty získá konečná nátěrová hmota.

Dosavadní stav techniky

Běžné způsoby přípravy nátěrových hmot nebo koncentrátů nátěrových hmot obsahujících pigmenty na basi ftalocyaninů kovů vyžadují, aby se surový ftalocyanin kovu podrobil bud' dlouhodobému mletí v kulovém mlýnu nebo v hnětači v přítomnosti anorganické soli nebo rozpuštění a znovuvysrážení z koncentrované kyseliny sírové, známém jako rozmíchání s kyselinou na kaši, následovanému další úpravou a isolací, čímž se převede surový ftalocyanin kovu na pigmentovanou formu, která se potom disperguje, obvykle dalším mletím, v nosné látce nátěrové hmoty.

Podstata vynálezu

Nyní bylo s překvapením zjištěno, že koncentráty nátěrových hmot obsahujících pigmentovaný ftalocyanin kovu lze získat bez potřeby dlouhodobého mletí a bez potřeby použití speciálních dispergačních a fluidisačních činidel především buď ···· • · ·· · · · · ♦··· • · · · ··· · · ·· _ O _ · · · · · ······· ^Λ ······ ··· ··· ·· ·· ♦·· ·· ·· rozmícháním s kyselinou na kaši nebo mletím surového ftalocyaninu kovu, čímž se zmenší velikost jeho částic a potom hnětením těchto menších částic surového ftalocyaninu kovu spolu s rozpouštědlovou složkou nátěrové hmoty a popřípadě s pojivovou složkou nátěrové hmoty. Tím se lze vyhnout možným problémům s životním prostředím spojeným s použitím anorganické soli jako pomocného mlecího činidla a značně se sníží celková doba potřebná k úpravě surového ftalocyaninu kovu na koncentrát nátěrové hmoty. Ze vzniklých koncentrátů lze získat nátěrové hmoty mající vynikající dispergovatelnost, pevnost, lesk a tekutost.

Podstatou vynálezu je způsob přípravy koncentrátu nátěrové hmoty, který spočívá v tom, že se (a) mele nebo rozmíchá s kyselinou na kaši surový ftalocyanin kovu, čímž se zmenší velikost jeho částic a tak vznikne modifikovaný surový ftalocyanin kovu, a (b) hněte se směs modifikovaného surového ftalocyaninu kovu spolu s nosnou látkou nátěrové hmoty obsahující jedno nebo více rozpouštědel pro nátěrovou hmotu, přičemž ftalocyanin kovu je přítomen v množství 20 až 80 % hmotnostních hnětené směsi, čímž se získá koncentrát nátěrové hmoty obsahující ftalocyanin kovu v pigmentované formě dispergovaný v nosné látce nátěrové hmoty.

Mlecí stupeň' (a) se s výhodou provádí v kulovém mlýnu, i když v případě potřeby lze použít i další mlecí zařízení mající podobný účinek, například zařízení pro roztírání. V mlecím stupni je surový ftalocyanin kovu výhodně ve směsi s pryskyřicí a/nebo s organickou kapalinou. Pryskyřicí může být pryskyřice běžně používaná jako pryskyřičná nebo pojivová složka koncentrátu nátěrové hmoty, nebo pryskyřice kompatibilní s takovou složkou a s ostatními složkami koncentrátu nátěrové hmoty, který se má vyrobit. Jako příklady vhodných pryskyřic v případě výroby koncentrátu nátěrové hmoty na basi olejového koncentrátu lze uvést alkydové pryskyřice s různým obsahem oleje, jak modifikované tak nemodifikované, akrylové • · pryskyřice, celulosové pryskyřice, epoxidové prys_kyřice, samotné nebo jako estery, melaminové pryskyřice, fenolické pryskyřice, polyesterové pryskyřice, polyurethanové pryskyřice, kalafunu, kalafuny modifikované kyselinou maleinovou nebo fenoly, silikony, pryskyřice obsahující styren, například alkydové pryskyřice, methakryláty a polyestery, močovinové pryskyřice a vinylové pryskyřice, například polyvinylacetáty nebo chloridy.

Má-li být vyráběný koncentrát vodného koncentrátu, použijí se modifikované tak nemodifikované, nátěrové akrylové pryskyřice, vinylové alkydové polyesterové pryskyřice, hmoty ve formě pryskyřice jak pryskyřice, například polyvinylacetátové a styren obsahující pryskyřice, například obsahující styren-butadien.

Používá-li se v mlecím stupni (a) pryskyřice, je tato pryskyřice obvykle ve formě částeček.

Jako organické kapaliny vhodné pro použití v mlecím stupni (a) lze uvést kapaliny běžně používané jako rozpouštědlová složka koncentrátu nátěrových hmot nebo kapaliny, které jsou s těmito složkami kompatibilní. Kapalinou může být látka, která je pevná při běžné teplotě, ale je kapalná při zvýšené teplotě vznikající v procesu mletí. Vhodnými kapalinami jsou alifatické sloučeniny, jako' je lakový benzin, alkoholy a karboxylové kyseliny, aromatické sloučeniny, jako je toluen a xylen, které mohou být smíchány s dalšími kompatibilními kapalinami a rozpouštědly, estery, jako například ethylacetát, methylacetát nebo butylacetát, ketony, jako je aceton, methylethylketon a methylisobutylketon, ethery nebo etheralkoholy, jako je diethylether, diethylenglykol a butylglykol, nebo směsi různých alifatických nebo aromatických uhlovodíků a alkoholů, například xylen a butanol.

V mlecím stupni (a) lze mlít fluidisační činidlo spolu se surovým ftalocyaninem kovu. Vhodnými fluidisačními činidly jsou soli alifatických aminů s dlouhým řetězcem, například aminů s /1 « · · · · ······· ······ ··· ··· ·· ·· ··· ·· ·· jedním nebo více řetězci s alespoň 10 atomy uhlíku, například s 10 až 20 atomy uhlíku, se sulfonovaným ftalocyaninem kovu, zejména sulfonovaným ftalocyaninem mědi a s ftalocyaniny basických kovů, jako je dimethylaminoethylftalocyanin mědi.

Modifikovaný surový ftalocyanin kovu připravený v mlecím stupni (a) má obvykle velikost částic od 5 do 50 μτη, ve srovnání s asi 10 až 100 μπι pro surový ftalocyanin před mletím. Procento ftalocyaninu ve formě beta krystalů se obvykle mletím sníží, i když v menší míře než když se s ftalocyaninem mele organická kapalina. Rozemletý produkt má obecně charakteristiku meziproduktu mletého v kulovém mlýnu.

Připravuje-li se modifikovaný surový ftalocyanin kovu rozmícháním s kyselinou na kaši, získají se v podstatě ve 100 % krystaly ve formě alfa.

Používá-li se v mlecím stupni (a) pryskyřice, používá se obecně v množství 0,1 až 50 %, s výhodou 2 až 3 0 %, zejména 5 až 15 %, hmotnostních, vztaženo na surový ftalocyanin kovu.

Jestliže se v mlecím stupni (a) používá organická kapalina, používá se v množství obecně 0,1 až 20 % hmotnostních, vztaženo na surový ftalocyanin, takže produkt mlecího stupně (a) je ve formě částeček, nikoliv spečený nebo ve vlhké formě.

Hnětači stupeň (b) způsobu podle vynálezu se provádí ve vsádkovém hnětači’ nebo s výhodou v extrudéru, zejména v extrudéru s dvojitým šnekem, který může mít například 1 až 30 mísících zón, obvykle 3 až 20 mísících zón. Modifikovaný surový ftalocyanin kovu získaný ve stupni (a) se plní do extrudéru ve směsi s nosnou látkou nátěrové hmoty, nebo se nosná látka nátěrové hmoty může do extrudéru přivádět odděleně. Nosná látka nátěrové hmoty může sestávat zcela z organické kapaliny, jaká byla popsána výše jakožto kapalina vhodná pro použití v mlecím stupni (a), t. j. z kapaliny běžně používané jako rozpouštědlová složka koncentrátu nátěrové hmoty nebo kapaliny kompatibilní s takovou složkou, kdy tato kapalina je kapalná při teplotě místnosti. Alternativně může nosná látka nátěrové

44 4 hmoty obsahovat jedno nebo více rozpouštědel nátěrové hmoty, například jednu nebo více organických kapalin, jak byly popsány výše, popřípadě spolu s jedním nebo více pojivý nátěrové hmoty a popřípadě také další známé složky nosné látky nátěrové hmoty, jako jsou běžná aditiva.

Ve výhodném provedení stupně (b) se modifikovaný surový ftalocyanin kovu získaný ve stupni (a) přivádí do extrudéru spolu s organickou kapalinou, jako jsou jedna nebo více kapalin popsaných výše jako použitelných ve stupni (a). V dalším

výhodném provedení	se modifikovaný surový ftalocyanin kovu
získaný ve stupni	(a) a organická kapalina přivádějí do
extrudéru odděleně.	V obou provedeních se jakákoliv zbývající

část nosné látky výhodně dodává do extrudéru jedním přívodem před mísící zónu nebo do první mísící zóny.

Rozpouštědlová složka nátěrové hmoty nosné látky nátěrové hmoty se může ve stupni (b) použít v množství 0,1 až 100 %, výhodně 15 až 50 %, hmotnostních, vztaženo na hmotnost ftalocyaninu kovu. Teplota, při které se hnětači stupeň (b) provádí, například teplota válce extrudéru, může být obecně od 20 do 200 °C, s výhodou od 50 do 150 °C. Střihový gradient požadovaný u materiálů, které mají být vytlačovány, lze upravit úpravou rychlosti šneku. Tento střihový gradient je obvykle od 300 do 20 000 s'¹,' Výhodně 500 až 5 000 s’¹.

Povaha rozpouštědla, pojivá a ostatních složek nosné látky nátěrové hmoty se obecně určí podle typu koncentrátu nátěrové hmoty, který má být vyráběn. Způsob podle vynálezu lze použít pro výrobu koncentrátů nátěrových hmot různého typu, například pro nátěrové hmoty pro stavebnictví, dekorativní nátěrové hmoty, běžné průmyslové a automobilové nátěrové hmoty, které jsou založeny na organických a vodných rozpouštědlech.

Z rozpouštědel, která lze použít, lze uvést jedno nebo více rozpouštědel uvedených výše pro použití v mlecím stupni (a) .

• ·· ·

Z pojiv, která lze použít, lze uvést jednu nebo více pryskyřic uvedených výše pro použití v mlecím stupni (a).

Jako příklady dalších známých složek nosných látek nátěrových hmot, které lze hníst s ftalocyaninem ve stupni (b) nebo které se přidávají během následné úpravy koncentrátu nátěrové hmoty, lze uvést pigmenty, například TiO₂ a oxidy železa, povrchově aktivní látky, například polysiloxany, nastavovadla, plniva, egalisační prostředky, činidla zvyšující lesk, rheologická kontrolní činidla, fluidisační činidla, jako jsou ta, uvedená výše pro použití v mlecím stupni (a), smáčecí a dispergační kationaktivní činidla, například anionaktivní, činidla, odvzdušňovače a činidla například silikonový olej, sojový lecithin.

Při hnětacím stupni stabilisátory, proti zahlcování mastné kyseliny neionogenní nebo odpěňovače a vyplavování, ricinového oleje a (b) mohou být modifikovaného surového ftalocyaninu kovu ze látky nátěrové hmoty, která se mají hníst, taková, že hnětená směs, a tedy i vznikající koncentrát nátěrové hmoty, obsahuje od 20 do 80 %, s výhodou 30 až 70 % a zejména 40 až 60 %, hmotnostních ftalocyaninu kovu. Produktem hnětacího stupně je koncentrát nátěrové hmoty obsahující ftalocyanin kovu v pigmentované formě. Koncentrát se může ředit další nosnou látkou nátěrové hmoty, čímž se získá konečná nátěrová hmota nebo zředěný meziprodukt, který se může dodávat jako plnicí surovina do přípravy nátěrové hmoty a dále ředit nosnou látkou nátěrové hmoty, čímž se získá konečná nátěrová hmota. Ředění koncentrátu se může provádět za použití běžných procedur.

Způsob podle vynálezu je obzvláště vhodný pro přípravu koncentrátů nátěrových hmot, kde ftalocyaninem kovu je ftalocyanin mědi, ale také ho lze použít pro přípravu koncentrátů nátěrových hmot obsahujících jiné ftalocyaniny kovů, například ftalocyanin zinku nebo ftalocyanin niklu nebo zejména chlorovaný a/nebo hromovaný ftalocyanin mědi.

-Ί • · ···· · · »· • · · ♦ · · • ··♦ · · ·· • · · · · · · · • · · · · ··· ·« · ·· ····· · · ··

Způsob podle vynálezu lze použít pro přípravu koncentrátů nátěrových hmot pro nátěrové hmoty různých typů, včetně nátěrových hmot pro stavebnictví, dekorativních nátěrových hmot, obecných průmyslových a automobilových nátěrových hmot.

Předložený vynález je blíže objasněn následujícími příklady, kde díly a procenta jsou míněna hmotnostně, pokud není uvedeno j inak.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

8570 g surového ftalocyaninu (CuPc) a 430 g fenolické modifikované tvrdé pryskyřice se vloží do otáčivého kulového mlýnu a mele se po dobu 5 hodin, čímž se získá rozemletý meziprodukt. Krystalová forma rozemletého meziproduktu je ze 48 % alfa. Rozemletý meziprodukt se zavádí do spolurotujícího dvoušnekového extrudéru (MP 2030 typ APV, Newcastle-under-Lyme, GB) spolu s cetylalkoholem tak, že poměr CuPc k cetylalkoholu je 3:1. Celková rychlost přivádění prášku je 0,9 kg za hodinu. Nátěrový lak sestávající z přibližně 5 dílů melaminové pryskyřice, 8,3 dílů směsi xylenu a butanolu 70:30 a 1,7 dílů olejové alkydove ' pryskyřice se zavádí jako kapalina do extrudéru před první mísící zónu pouze jedním přívodem rychlostí 0,6 kg za hodinu. Teplota válce extrudéru je nastavena na 3 0 °C a rychlost šneku na 500 otáček za minutu, čímž se dosáhne střihového gradientu 1674 s’¹. Vypouštěcí teplota koncentrátu je 30 °C. Vzniklý koncentrát nátěrové hmoty má obsah pigmentovaného CuPc 43 % hmotnostních a je převážně v beta modifikaci.

Claims

PATENTOVÉ

NÁROKY

1. Způsob přípravy koncentrátu nátěrové hmoty, vyznačující se tím, že se (a) mele nebo rozmíchá s kyselinou na kaši surový ftalocyanin kovu, čímž se zmenší velikost jeho částic a tak vznikne modifikovaný surový ftalocyanin kovu, a (b) hněte se směs modifikovaného surového ftalocyaninu kovu spolu s nosnou látkou nátěrové hmoty obsahující jedno nebo více rozpouštědel pro nátěrovou hmotu, přičemž ftalocyanin kovu je přítomen v množství 20 až 80 % hmotnostních hnětené směsi, čímž se získá koncentrát nátěrové hmoty obsahující ftalocyanin kovu v pigmentované formě dispergovaný v nosné látce nátěrové hmoty.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se mlecí stupeň (a) provádí v kulovém mlýnu.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že v mlecím stupni (a) je surový ftalocyanin kovu ve směsi s pryskyřicí nebo s organickou kapalinou nebo s pryskyřicí a organickou kapalinou.
4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že pryskyřicí je alkydová pryskyřice, akrylová pryskyřice, celulosová pryskyřice, epoxidová pryskyřice, melaminová pryskyřice, fenolická pryskyřice, polyesterová pryskyřice, polyurethanová pryskyřice, kalafuna, silikonová pryskyřice, pryskyřice obsahující styren, močovinová pryskyřice nebo vinylová pryskyřice.
5. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že organickou kapalinou je aromatické rozpouštědlo, lakový benzin, alkohol, karboxylová kyselina, ester, keton, ether nebo etheralkohol nebo jejich směsi.
6. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 3 až 5, v y^používá v značující se tím že se pryskyřice množství 0,1 až 50 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost surového ftalocyaninu kovu.
7. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 3 až 6, vy- značující se tím, že se organická kapalina používá v množství 0,1 až 20 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost surového ftalocyaninu kovu.
8. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že hnětači stupeň (b) se provádí v extrudéru s dvojitým šnekem.
9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že se modifikovaný surový ftalocyanin kovu zavádí do extrudéru spolu s organickou kapalinou použitou v mlecím stupni (a) nebo se modifikovaný surový ftalocyanin kovu a organická kapalina zavádí do extrudéru odděleně.
10. Způsob podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že extrudér má jednu nebo více mísících zón a zbylá část nosné'látky nátěrové hmoty se zavádí do extrudéru jedním přívodem před mísící zónu nebo do první mísící zóny.
11. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že hnětači stupeň (b) se provádí při teplotě 20 až 200 °C.
12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že se hnětači stupeň (b) provádí při teplotě 50 až 150

-10·> ···· • 9 • 999
13. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že během hnětacího stupně (b) se aplikuje střihový gradient od 300 do 20 000 s'¹.
14. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že hnětená směs obsahuje 30 až 70 % hmotnostních ftalocyaninu kovu.
15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že hnětená směs obsahuje 40 až 60 % hmotnostních ftalocyaninu kovu.
16. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že nosná látka nátěrové hmoty obsahuje také pojivo a popřípadě jedno nebo více aditiv.
17. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že ftalocyaninem kovu je ftalocyanin mědi.
18. Způsob podle nároku 17, vyznačující se tím, že ftalocyanin mědi je chlorovaný.
19. Způsob podle nároku 18, vyznačující se tím, že ftalocyanin mědi obsahuje 1 až 20 % chloru.
20. Způsob podle nároku 1, jak je v podstatě popsán v předchozím příkladu.
21. Nátěrová hmota připravená ředěním koncentrátu nátěrové hmoty získaného způsobem podle kteréhokoliv z předcházejících nároků s nosnou látkou nátěrové hmoty obsahující jedno nebo více rozpouštědel nátěrové hmoty.