NO123706B - - Google Patents

Description

Filmdanner for maling og maling fremstillet derav.

Denne oppfinnelse vedrører slike blandinger som skal brukes som filmdannere under fremstilling av maling, lakk, ferniss og trykkfarge, samt maling, kitt og liknende som inneholder slike filmdannere.

Hensikten med oppfinnelsen er å gjø-re det mulig å fremstille maling og liknende med bedret konsistens.

Med konsistens forståes en malings

flyteevne, noe som kan måles ved å be-stemme viskositeten under lav grad av me-kanisk bearbeiding (5—25 sek. — "•) med et av de instrumenter som er konstruert for dette formål. På grunn av den ikke-new-tonianske oppførsel som mange malings-systemer oppviser, kan den viskositet som finnes, forandre seg med den mekaniske bearbeiding. Ved lav grad av bearbeiding svarende til det som malingen utsettes for når den helles over fra en beholder til en annen, kan den målte viskositet være høy, mens derimot den målte viskositet kan

være meget lavere, dersom malingen bear-beides i større utstrekning, svarende til det som skjer når en maling strykes ut på en overflate. Slike endringer i viskositeten alt etter bearbeidingsgraden har en vesentlig innvirkning på malingens oppførsel. Høy viskositet ved lav bearbeiding sikrer god suspensjon av pigmenter og fyllstoffer i filmdanneren og gjør det mindre nødven-dig å omrøre malingen innen utstrykning for å sikre homogen dispergering av pigment og fyllstoff i filmdanneren. Den hjel-per dessuten til å fremme rask herding av malingen, og å minske inntrengning i po-røse underlag samt å hindre variasjoner i glans og dekkevne, noe som kan komme av

slik inntrengning, og å minske for stor ut-flyting, noe som kan resultere i slike på-strykningsdefekter som renning og rynk-ing, og å minske muligheten av fargevaria-s joner som følge av pigmentf Iotas jon, flok-kulering og marmorering. Lav viskositet ved høy grad av bearbeiding er ønskelig i de fleste malinger, fordi det med dette følger at malingen er lett å stryke ut. Malinger som har høy viskositet ved lav grad av bearbeiding og lav viskositet ved høy grad av bearbeiding, beskrives ofte som fortykkete eller oppblandete. Nylig er visse typer maling som viser en slik viskositetsendring med bearbeidingsgraden blitt kaldt for tixotrope, men i dette tilfelle faller den målte viskositet ved synkende grad av bearbeiding ikke sammen med den viskositet som bestemmes ved økende grad av bearbeiding, fordi tixotropi forutsetter en tidsforsinkelse innen viskositetsegenskap-ene ved en spesiell grad av bearbeiding at-ter gjenvinnes.

Tidligere har man oppnådd øket konsistens, struktur eller pastositet i malinger ved å fylle malingen sterkt opp med pigmenter og fyllstoffer, eller å blande inn slike produkter som dem der er kjent i handelen som aluminiumtristearat og sili-ciumdioksyd, som gir malingen pastositet og derved hindrer bunnfellingen av pigment og fyllstoff. Slike måter har den ulempe at de gir dårligere utstrykningsevne og minsker den oppnåelige glans i en maling, særlig når filmdanneren i malingen er en oppløsning av alkydharpiks. Andre egenskaper som påvirkes i uønsket ret-ning innbefatter filmens vedhefting til un-derlaget og filmens motstand mot slitasje, særlig mot våtskrubbing.

Man har nå funnet at konsistensen for filmdanneren i maling basert på oljer, olje-oppløselige harpikser, oljemodifiserte harpikser, alkydharpikser og visse andre harpikser som brukes- til fremstilling av maling, fernisser og lakker, kan økes på en ønskelig måte ved tilsetning av aluminiurri-alkoholat-derivater til malingen eller den-nes filmdanner og ved den derpå følgende reaksjon som kan finne sted ved atmosfæ-retemperatur eller høyere temperaturer. Uttrykket aluminiumalkoholat-derivater er beregnet på å omfatte alkoksyacylater, alu-miniumdialkoksyacylater, aluminium-mo-no-alkoksyacylater, aluminium-tri-acylater, aluminium-alkoholater eller acylater hvori en eller flere alkoksygrupper eller acylgrupper er erstattet av aryl-oksygrup-per, samt slike polymere aluminiumholdige derivater og forbindelser som er beskrevet i de parallelle engelske patenter nr. 809 309 og nr. 806 113. Økningen i konsistens som følge av reaksjonen av disse produkter med filmdanneren frembringer en merkbar virkning i maling, slik som tixotropi, høy dekkevne med lavt tørstoffinnhold, øket tørrehastighet, bedret gjennomtørking, bedret pigmentfukting og dispergering, mindre bunnfelling av pigment og lavere inn-trengningsgrad når malingen påføres porø-se underlag.

De samme egenskaper som produktene av reaksjonen mellom aluminiumalkoholat-derivatet og filmdanneren gir til maling, kan med fordel brukes til å forbedre slike svært nærliggende produkter som kitt, tet-temidler, trykkfarger og silketrykkfarger. For eksempel kan den tendens som olje har til å skille seg ut eller svette ut fra kitt eli-mineres ved at derivatene av aluminium-alkoholater bringes til å reagere med den olje som brukes som bærer for kittet. Like-ledes kan tørkehastigheten og gjennom - trengningshastigheten for trykkfarger som påføres på papir kontrolleres ved å innkor-porere derivater av aluminiumalkoholater i trykkfargebæreren.

Derivater av aluminiumalkoholater som er eksempler på produktene og frem-gangsmåtene ifølge denne oppfinnelse innbefatter alkoksyacylater, aluminium-mono-isopropylatdioktoat, og de polymere produkter som er beskrevet i det parallelle engelske patent nr. 806 113 som fåes ved å oppvarme aluminium-monoisopropylatok-toat og å bringe det til å polymisere under frigjøring av isopropyloktoat, slike alumi-niumtrisåper som kan fremstilles ved i alu-miniumtri-isopropylat å erstatte det bun-dete isopropanol med oleinsyre eller lin-oleinsyre, og slike aluminium-polyoksya-cylater som polyoksy-oleat fremstillet ved reaksjon mellom vann og oleinsyre med aluminium-tri-sek-butylat er en typisk re-presentant for.

Aluminiumalkoholat-derivatene kan settes til malingen før eller etter at pigmentet er tilsatt, og reaksjonen som resul-terer i øket konsistens kan utføres ved høy-ere temperaturer på opptil 200° C, men for-trinnsvis mellom 80 og 180° C. Eventuelt kan aluminiumalkoholat-derivatet fremstilles in situ ved å tilsette malingen eller filmdanneren fettsyre, fenol eller blanding av disse eller en av dem med vann, etterfulgt av en tilstrekkelig mengde aluminiumalkoholat til å få fremstillet det ønskete derivat. I et slikt tilfelle vil den tilsvarende alkohol dannes som en følge av reaksjonen, og vil danne en ytterligere bestanddel i malingen.

Malingen eller filmdanneren kan om-dannes i forskjellig grad alt etter den bruk-te mengde aluminiumderivat, filmdanne-rens reaksjonsevne overfor aluminiumderi-vatet, og den fortynningsgrad som brukes med slike ikke-reaktive tynnere som kull-vannstoffoppløsere og andre flyktige eller ikke-f lyktige tilsetningsbestanddeler, så som kullvannstoffharpikser og mykningsmidler. Dessuten kan egenskapene for den maling som er modifisert på denne måte, ytterligere modifiseres ved at den fortynnes med ubehandlet maling eller filmdanner eller med en flyktig tynner. Ved å bruke disse forskjellige måter, kan man regulere ma-lingers konsistensegenskaper for å gi de optimale betingelser for et spesielt øyemed.

Oppfinnelsen er illustrert ved de følg-ende eksempler, hvori alle tall er gitt som vektsandeler.

Eksempel 1:

A. Paralac 10 W (67 % linolje-alkydharpiks i en 75 pro-

sentig oppløsning i White

B. Maling A ................ 379,2 deler Delvis spaltet aluminium-mono-isopropylatdioktoat 3

Malingen A ble fremstillet ved å male pigmentet sammen med alkydharpiks-opp-løsningen, som ytterligere ble fortynnet med White spirit. Kobolt- og blysikkativet ble satt etterat malingen var revet. Malingen B ble fremstillet ved å tilsette delvis spaltet aluminium-mono-isopropylat-diok-toat til maling A under grundig omrøring, hvoretter blandingen sto ved luftempera-tur i 3 dager. Som en følge av reaksjonen mellom aluminiumforbindelsen og alkydharpiksen, øket malingens konsistens under denne periode til en halvflytende gel som hadde en viskositet på 900 poise ved måling i et Ferranti portable Viscometer under en bearbeidingshastighet på 5 sek—<1>, men som ble nedbrutt reversibelt til en viskositet på 40 poise når bearbeidingshastigheten øket til 50 sek-3.

Når malingen B ble påført i et tykt lag med kost til en vertikal flate, viste den ingen tendens til å renne. Når malingen A ble påført under de samme betingelser, var den tilbøyelig til å renne sterkt utover.

Når den ble påført med sparkel til en glassplate med en filmtykkelse på 0,05 mm, stivnet malingen B på tre minutter til en ubevegelig gel; malingen A krevde 40 min. til å nå den samme filmstruktur under de samme betingelser. Når den ble påført direk-te på en porøs byggeplate, trengte malingen A gjennom og tørket til en film av lav glans og dårlig dekkevne; når malingen B ble påført under de samme betingelser, hadde den høyere glans og god dekkevne. Med et spaltet aluminium-mono-alkoksydiacylat menes den blanding som fåes ved å oppvarme aluminium-mono-alkoksydiacylat til en slik temperatur og i en slik

tid at det dannes et polymert aluminiumderivat og ester. Den ester som dannes, bør

beløpe seg til 0,9 til 1,0 mol. pr. gram atom aluminium. Når det dannes lavere mengder

ester, blir produktet kalt for et delvis spaltet aluminium-mono-alkoksydiacylat.

Eksempel 2:

Malingen A og malingen B fremstillet ifølge eksempel 1 ble blandet sammen for å gi blandinger hvori mengden av delvis spaltet aluminium-mono-isopropylat-diok-toat-forbindelse i forhold til alkyd øket trinnvis med en halv prosent ad gangen fra 0 til 3 %. Egenskapene for malingene er gjengitt nedenunder:

Tendensen til bunnfelling av pigmentet minsket, og det var lettere å røre opp bunnfelt pigment med økende innhold av aluminiumderivat.

Alkydoppløsningen og mengden av white spirit i del A ble oppvarmet til 160° C og polyokso-aluminiumalkoholat-feno-latacylat ble tilsatt under omrøring for å sikre homogen oppløsning. Blandingen hensto til nédkjøling, hvoretter det skjedde en reaksjon som ga som resultat at det ble dannet en viskøs, homogen gel. Ytterligere

100 deler alkydharpiks, fortynnet med 33

deler white spirit, ble blandet med konsi-stensbehandlet filmdanner, og det ble tilsatt sikkativer. Det polyokso-aluminiumalkoholat-fenolatacylat som ble fremstillet, hadde sammensetning (-0-Al-R)n hvori R hadde sammensetningen: 40 molprosent sekundært butylat, 10 molprosent amylfe-nolat og 50 molprosent oleat. Den behandlete filmdanner som derved fremkom, tålte sterk pigmenttilsetning og kunne brukes til fremstilling av glansmalinger med høy dekkevne, god dekning og motstand mot drypp i tykke belegg.

Eksempel 4:

100 deler av en 70-prosentig olje-alkydharpiks basert på en blanding av dehydra-tisert ricinusolje og linolje, og oppløst i 200 deler white spirit ble oppvarmet til 160° C. Til dette ble det deretter tilsatt 11,1 deler talloljesyrer oppnådd ved fraksjonert de-stillasjon av tallolje, idet dette var det pro-dukt som er i handelen under varemerket ACOLIN (Newport Industries Incorpora-ted), eller en dobbeltdestillert tallolje, etterfulgt av 5 deler aluminium-tri-sek-butylat. Man kunne observere en viss koking, som følge av at sekundært butanol ble fri-gjort, etterfulgt av en økning i viskositeten, noe som ledet til at det ble dannet en svak gel ved nedkjøling til værelsestemperatur.

Filmdanneren, som ble ytterligere modifisert ved fortynning med ytterligere 400 deler av alkydharpiksen som på forhånd var oppløst i 133 deler white spirit, tålte sterk pigmenttilsetning uten tap av glans og viste de andre gode egenskaper som er nevnt under eksempel 3.

Eksempel 5:

10 deler polyokso-aluminiumoleat, fremstillet ved å oppvarme aluminium-mo-no-sek-butylat-dioleat inntil mengden av sek-butyloleat som ble dannet, antydet at spaltereaksjonen var fullført, ble tilsatt til en kald oppløsning av 100 deler av en 67 % linolje/pentaerytritol-alkyd i 300 deler white spirit. Oppløsningen ble deretter oppvarmet til 155° C og holdt ved denne temperatur i 30 minutter, hvoretter den økete konsistens antydet at man hadde fått den strukturdannende reaksjon. Den struktur-omdannete bærer ble deretter nedkjølt til lufttemperatur.

Etter tilsetning av koboltsikkativ og blysikkativ, ble tilstrekkelig mengde pigment revet inn i filmdanneren for å gi en matt skalldannende finish når man påførte malingen på en uporøs overflate og lot den tørke. Når den samme maling ble påført på et porøst underlag, viste den god evne til å bygge seg opp lagvis, og tørket opp til en jevn farge og glans.

Eksempel 6:

100 deler kokt linolje fremstillet ved polymerisering av alkaliraffinert linolje til en viskositet på 30 poise ved 25° C ble blandet med 2,7 deler av et delvis spaltet aluminiumalkoholat-acylat og satt til henstand ved værelsestemperatur i 36 timer. Konsistensen øket i løpet av denne tid til en treg gel som ikke tyknet vesentlig ved ytterligere lagring. Det delvis spaltete aluminiumalkoholat-acylat ble fremstillet ut fra et aluminiumalkoholat-acylat av empirisk formel Al (OR) 1,5X1,5 hvori OR var det se-kundære butylatradikal, og X var soyabøn-nefettsyre. Gelen kunne fortynnes med white spirit ved omrøring og oppløsningen kunne brukes som sådan, eller i samband med andre oljer, fernisser eller alkyldhar-pikser, eller som en filmdanner for malinger.

Eksempel 7:

Det ble fremstillet en maling ut fra den behandlete standolje i eksempel 6 med følgende sammensetning: Rutiltitanoksyd 100 deler Behandlet standolje slik som i

Når dette ble påført med en skraper for å gi en film på 0,05 mm tykkelse, stivnet den etter 4 minutter. En tilsvarende maling som ble fremstillet ut fra samme type standolje innen behandling med aluminiumforbindelsen, ble påført og prøvet under de samme betingelser, og denne stivnet til den samme ikke-flytende konsistens etter 108 minutter.

Eksempel 8:

Den samme behandlete standolje som ble blandet inn i rå linolje i mengder på omlag 5 % til 25 % og blandet med kitt, ga en bedret type kitt hvorfra oljen svettet ut i mindre utstrekning enn ved et vanlig kitt, hvori det eneste bindemiddel var umodifi-sert rå linolje.

Eksempel 9:

Fernissen ble fremstillet ved å oppløse

den harpiksmodifiserte maleinharpiks som

var forestret med pentaerytritol, og som

selges under varemerket Epok M. 4300 (Bri-tish Resin Porducts Limited) i en 1:3

tungolje/linoljestandolje polymerisert ved

oppvarming til en viskositet på 35 poise ved

25° C og oppvarmet til 240° C. Ved nedkjøl-ing til 180° C ble aluminiumforbindelsen

oppløst i white spirit tilsatt under omrør-ing, og den fortynnete ferniss hensatt til

nedkjøling til lufttemperatur. Deretter ble

sikkativene tilsatt.

Under nedkjølingstrinnet hadde aluminiumforbindelsen reagert med den tør-kende olje og/eller harpiksen, og den konsistens som ble oppnådd var den samme

som en treg gel med en viskositet (ved en

bearbeidingshastighet på 5 sek—<1>) mere

enn 300 poise høyere enn viskositeten for

en ferniss av tilsvarende sammensetning

men uten aluminiumforbindelsene, når den

ble prøvet under de samme betingelser.

Lakken kunne påføres på tilfredsstil-lende måte og både i klar og pigmentholdig

tilstand viste den de samme fordeler med

hensyn til tørketid som for eksemplene 1

og 2.

Eksempel 10:

Til den kalde oppløsning av 30 deler av polyvinylacetatharpiks som kan fåes i handelen under varemerket Gelva 7 (Shawi-ningan Limited), i 70 deler toluen ble det tilsatt 2,4 deler aluminium-mono-isopro-pylatdioktoat. Viskositeten øket fra omlag 2 poise til 100 poise i 24 timer og nådde et

maksimum ved omlag 300 poise ved 5 sek—<1>

bearbeidingshastighet i 48 timer.

De fysikalske egenskaper for den behandlete harpiksoppløsning antydet at den

var egnet for slike forskjellige formål som

grunningsmiddel for treverk, raskttørkende

trykkfarger, og for silketrykkfarger eller

sværte.

Claims (5)

1. Filmdanner for fremstilling av maling, lakker og liknende, av den art som

inneholder en tørkende olje og/eller en harpiks av i og for seg vanlig filmdannen-de art, samt et oppløsningsmiddel og et derivat av aluminiumalkoholater, karakterisert ved at aluminiumalkoholatderiva-tet er en aluminiumalkoholat-acylatfor-bindelse oppnådd ved reaksjon mellom et aluminiumalkoholat og en karboksylsyre eller en kondensasjonspolymer, eller hvor eventuelt en eller flere alkoksy eller acylgrupper i aluminiumalkoholat og/eller karboksylsyren er erstattet med aryloksy-grupper, og at denne forbindelse er blitt bragt til å reagere med den tørkende olje og/eller harpiks.

2. Filmdanner i samsvar med påstand 1, karakterisert ved at reaksjonen mellom aluminiumforbindelse og tørkende olje og/ eller harpiks har foregått ved oppvarming til en temperatur på opptil 200° C, for-trinnsvis mellom 80 og 180° C.

3. Filmdanner i samsvar med påstand 1, karakterisert ved at aluminiumalkoholat-derivatet er fremstillet in situ ved å tilsette malingen eller filmdanneren fettsyre, fenol eller en blanding av en av eller begge disse med vann, samt en tilstrekkelig mengde aluminiumalkoholat til å få fremstillet det ønskete derivat.

4. Maling eller lakk på basis av filmdanner, pigmenter og oppløsningsmiddel, og inneholdende filmdanner ifølge en av påstandene 1 til 3, karakterisert ved at malingen inneholder både aluminiumholdig og aluminiumfri filmdanner, og at mengdeforholdet mellom disse anvendes til å av-passe malingens egenskaper med hensyn på viskositet og utstrykningsevne.

5. Kitt eller tettemiddel på basis av filmdanner, særlig linolje, samt kitt og dessuten filmdanner ifølge en av påstandene 1 til 3, karakterisert ved at filmdanneren er dannet av en fysikalsk blanding av ubehandlet olje samt aluminiumholdig filmdanner, særlig på grunnlag av kokt linolje og aluminiumalkoholat-acylat, og at mengdeforholdet mellom disse anvendes til å oppnå kitt hvorfra oljen ikke eller nesten ikke svetter ut.