WO2007141115A2

WO2007141115A2 - Beschichtungsstoffzusammensetzungen auf der basis von universalpigmentpräparationen

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Publication number: WO2007141115A2
Application number: PCT/EP2007/054652
Authority: WO
Inventors: Andreas Wenning; Dietmar Loest
Original assignee: Evonik Degussa GmbH; Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2007-05-14
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2008-12-09
Also published as: CN101085899A; WO2007141115A3; DE102006026759A1

Abstract

Die Erfindung betrifft Beschichtungsstoffzusammensetzungen bestehend aus mindestens einem lösemittelhaltigen Bindemittel, einer wässrigen Universalpigmentpräparation und gegebenenfalls Hilfs- und Zusatzstoffen und deren Verwendung als Farben, Lacke, Klebstoffe, oder Druckfarben.

Description

Beschichtungsstoffzusammensetzungen auf der Basis von Universalpigmentpräparationen

Die Erfindung betrifft Beschichtungsstoffzusammensetzungen bestehend aus mindestens einem lösemittelhaltigen Bindemittel, einer wässrigen Universalpigmentpräparation und gegebenenfalls Hilfs- und Zusatzstoffen.

Verwendet werden die Beschichtungsstoffzusammensetzungen als Farben, Lacke, Klebstoffe, Tinten oder Druckfarben für die Beschichtung von Gegenständen aus z. B. Metallen und Kunststoffen. Geeignet sind die Beschichtungsstoff- zusammensetzungen für alle üblichen Applikationsmethoden, die in der modernen Metall- und Kunststoffbeschichtung sowie der Druckfarbenindustrie eingesetzt werden, wie z. B. die Spritzapplikation, die elektrostatische Spritzapplikation sowie das Drucken mittels verschiedener Druckverfahren.

Üblicherweise werden farbige Beschichtungsstoffe derart hergestellt, dass zunächst eine Pigmentpräparation hergestellt wird, die dann mit einem Stammlack aufgelackt wird.

Bei der Herstellung von Pigmentpräparationen werden Füllstoffe und Pigmente in flüssigen Medien dispergiert. Dazu bedient man sich in der Regel Dispergiermitteln, um so die für eine effektive Dispergierung der Feststoffe benötigten mechanischen Scherkräfte zu reduzieren und gleichzeitig möglichst hohe Füllgrade zu realisieren. Die Dispergiermittel unterstützen das Aufbrechen von Agglomeraten, benetzen und/oder belegen als oberflächenaktive Verbindungen die Oberfläche der zu dispergierenden Partikel und stabilisieren diese gegen eine unerwünschte Reagglomeration.

Netz- und Dispergiermittel erleichtern bei der Herstellung von Farben und Lacken die Einarbeitung von Pigmenten und Füllstoffen, die als wichtige Formulierungsbestandteile das optische Erscheinungsbild und die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Beschichtungen wesentlich bestimmen. Für eine optimale Ausnutzung müssen diese Feststoffe zum einen gleichmäßig in Lacken und Farben verteilt werden, zum anderen muss die einmal erreichte Verteilung stabilisiert werden. Die stabilisierende Komponente wird in vielen Fällen auch von Bindemittelkomponenten wahrgenommen. Derartige Bindemittel sind auch deshalb wertvolle Komponenten für Beschichtungsstoffe, weil sie zu einer schnelleren Trocknung und zur Erhöhung der Härte der resultierenden Filme beitragen.

Für lösemittelhaltige Beschichtungsstoffe werden üblicherweise lösemittelhaltige Pigmentpräparation auf Basis verschiedener Netz- und Dispergiermittel hergestellt, die mit verschiedenen lösemittelhaltigen Stammlacken aufgelackt werden. Für wässrige Beschichtungsstoffe werden üblicherweise ebenfalls wässrige Pigmentpräparation auf Basis verschiedener Netz- und Dispergiermittel hergestellt, die mit verschiedenen wässrigen Stammlacken aufgelackt werden.

Es wäre wünschenswert, universelle Pigmentpräparation zu haben, um die durch die Herstellung und Lagerung vieler Pigmentpräparationen entstehenden hohen Kosten zu vermeiden.

Wichtig für eine Anwendung in Universalpigmentpräparationen ist erstens eine universelle Verträglichkeit mit anderen Bindemitteln - wie z. B. mit den bedeutenden Langölalkydharzen, Pflanzenölen, Kohlenwasserstoffharzen, Acrylatharzen und Polyamiden - zweitens und eine universelle Löslichkeit in organischen Lösemitteln, wie z. B. in den aus ökologischen und toxikologischen Gründen häufig eingesetzten Reinaliphaten und Testbenzinen. Solche in Pigmentpräparationen verwendbare Bindemittel mit universeller Verträglichkeit und Löslichkeit werden z. B. in der DE 44 04 809 beschrieben.

Als Dispergiermittel für Universalpigmentpräparationen werden insbesondere Alkylphenolethoxylate oder Fettalkoholalkoxylate eingesetzt, die zu einer sterischen

Stabilisierung erreichter Pigmentverteilungen beitragen. Die sehr leistungsfähigen Alkylphenolethoxylate sind aus ökotoxikologischen Gründen in die Kritik geraten. Ihr Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln ist in vielen Ländern bereits verboten. Für die Lack- und Farbenindustrie ist ähnliches zu erwarten. Fettalkoholethoxylate erreichen in vielen Fällen nicht die guten pigmentbenetzenden Eigenschaften der Alkylphenolethoxylate, da es ihnen an adsorptionsfähigen Gruppen fehlt. Insbesondere der nicht adsorbierte Teil dieser Produktgruppe stabilisiert zudem in unerwünschter Weise den Schaum in wässrigen Pigmentpräparationen.

Blockcopolymere Polyalkylenoxide sind toxikologisch unbedenklich, stark adsorptionsfähig aber weniger schaumstabilisierend. Sie werden z. B. in der

EP 1 078 946 beschrieben. Eine vollständige Niederschlagung der Schaumbildung können diese Produkte aber nicht erreichen. Daher müssen den wässrigen

Pigmentpräparationen auch hier entschäumungsaktive Substanzen zugesetzt werden. Diese Substanzen haben jedoch andere negative Begleiterscheinungen wie unerwünschte Oberflächendefekte. Ein Einsatz vieler Dispergieradditive scheidet aus, da die Wasserfestigkeit oder die Lichtbeständigkeit von Beschichtungen negativ beeinflusst wird.

Die PCT/EP2006/050437 beschreibt Pigmentpräparationen auf Basis der Kombination von blockcopolymeren, styrenoxidhaltigen Polyalkylenoxiden und Keton-Aldehyd-Harzen, die eine breite Verträglichkeit mit verwendeten Bindemitteln und Löslichkeit in verwendeten organischen Lösemitteln und in Wasser aufweisen, wobei die Schaumbildung in wässrigen Pigmentpräparationen unterdrückt wird. Derartige lösemittelhaltige Pigmentpräparationen eignen sich hervorragend zur Herstellung lösemittelhaltiger und - bei Einsatz geeigneter Lösemittel wie etwa Glykole - wässriger Beschichtungsstoffe. Zudem beschreibt die PCT/EP2006/050437 die Verwendung wässriger Pigmentpräparationen zur Herstellung rein wässriger Beschichtungsstoffe mit herausragenden Eigenschaften.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, Beschichtungsstoff- zusammensetzungen zu finden, die durch die Verwendung von lösemittelhaltigen, pigmentierten oder unpigmentierten Stammlacken und einer wässrig eingestellten Universalpigmentpräparation hergestellt werden können.

Somit könnten die bekanntermaßen guten technischen Eigenschaften lösemittelhaltiger Bindemittel durch die Verwendung wässriger Pigmentpräparationen umweltfreundlicher gemacht werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe konnte überraschenderweise durch den Einsatz einer wässrigen Universalpigmentpräparation, im Wesentlichen enthaltend eine Kombination von blockcopolymeren, styrenoxidhaltigen Polyalkylen- oxiden und Keton-Aldehyd-Harzen, Pigmenten und Wasser, gelöst werden.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Verwendung einer wässrigen Universalpigmentpräparation, im Wesentlichen enthaltend eine Kombination von blockcopolymeren, styrenoxidhaltigen Polyalkylenoxiden und Keton-Aldehyd- Harzen, Pigmenten und Wasser, in lösemittelhaltigen, pigmentierten oder unpigmentierten Stammlacken zu stabilen Beschichtungssystemen führt.

Gegenstand der Erfindung sind Beschichtungsstoffzusammensetzungen, im Wesentlichen enthaltend

A) 50 bis 99 Gew.-% mindestens eines lösemittelhaltigen Stammlackes, im Wesentlichen enthaltend mindestens ein Bindemittel, mindestens ein Lösemittel, gegebenenfalls mindestens ein Farbmittel, gegebenenfalls mindestens ein Füllstoff und gegebenenfalls Hilfs- und Zusatzstoffe, B) 1 bis 50 Gew. -% einer wässrigen Universalpigmentpräparation, im Wesentlichen enthaltend das Mischungsprodukt von i) 95 bis 5 Gew.-% mindestens eines blockcopolymeren, styrenoxidhaltigen

Polyalkylenoxids, mit ii) 5 bis 95 Gew.-% eines nicht hydrierten Keton-Aldehyd-Harzes, und iii) 0 bis 80 Gew.-% mindestens eines Lösemittels, wobei die Summe der Gewichtsangaben von Komponente i) bis iii) 100 Gew.-% beträgt, und iv) Farbmittel und v) Füllstoffe und vi) 0 bis 10 Gew.-% Hilfs- und Zusatzstoffe

wobei die Menge der Summe aus Komponente i), Komponente ii) und Komponente iii) 2 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die Summe der Gewichte der jeweiligen Komponenten iv) und v), beträgt und die Menge an Komponente v) in der Pigmentpräparation auch 0 Gew.-% sein kann,

C) 0 bis 10 Gew.-% Hilfs- und Zusatzstoffe.

Die Kombination einer wässrigen Universalpigmentpräparation mit lösemittelhaltigen, pigmentierten oder unpigmentierten Stammlacken wird in der PCT/EP2006/050437 nicht beschrieben.

Da organische Lösemittel wie etwa Aromaten nicht mit Wasser verträglich sind, war es für den Fachmann völlig überraschend, dass die Beschichtungsstoffzusammen- setzungen eine gute Stabilität aufweisen.

Als Komponente A) verwendete Stammlacke, in denen die erfindungsgemäßen Pigmentpräparationen bevorzugt eingebracht werden können, kommen alle dem Fachmann bekannten lösemittelhaltigen Systeme in Betracht. Diese Systeme können beispielsweise physikalisch trocknend, oxidativ trocknend oder anderweitig reaktiv in 1 K- oder 2K-Lacken sein. Als Bindemittel eignen sich eine Vielzahl von physikalisch trocknenden Harzen, beispielsweise Nitrocellulose, Polyvinylbutyral, VC-Copolymere, Acrylate, Methacrylate, Celluloseester, Celluloseether, Kohlenwasserstoffharze, Phenolharze, Kolophoniumharze, Maleinatharze, Polystyrolharze, Siliconharze, Kautschuk basierende Lackharze wie Cyclokautschuk, Chlorkautschuk, chlorierte Polyolefine oder Oligobutadiene, Polyolefine, Polyvinylester, Polyvinylalkohole, Polyvinylacetale, Epoxide, Aminoharze, Amidoharze und Polyesterharze. Oxidativ trocknende Beschichtungsstoffe sind beispielsweise Alkydharze. 1 K- Beschichtungsstoffe basieren beispielsweise auf (Meth)Acrylat-, Epoxid-, Polyvinylacetat-, Polyester- oder Polyurethanharzen. Diese Harze können auch ungesättigt sein, d. h. Acrylat- oder Methacrylatdoppelbindungen enthalten wie beispielsweise (meth)acrylierte (Meth)acrylatharze, Epoxid(meth)acrylatharze, Polyester(meth)acrylatharze, Polyether(meth)acrylatharze oder

Polyurethan(meth)acrylatharze. Geeignete 1 K-Beschichtungsstoffe sind auch solche auf Basis von hydroxylgruppenhaltigen Polyacrylat- oder Polyesterharzen mit Melaminharzen oder blockierten Poly-isocyanatharzen als Vernetzer. Einsetzbare 2K-Beschichtungsstoffe sind beispielsweise solche auf Basis von Polyepoxidsystemen oder von hydroxyl-gruppenhaltigen Polyacrylat- oder Polyesterharzen mit nicht blockierten Polyisocyanatharzen als Vernetzer.

Die als Komponenten B) verwendeten wässrigen Universalpigmentpräparationen enthalten als Netz- und Dispergiermittel mindestens ein blockcopolymeres, styrenoxidhaltiges Polyalkylenoxid i) und mindestens ein Keton-Aldehyd-Harz ii). Prinzipiell sind alle blockcopolymeren, styrenoxidhaltigen Polyalkylenoxide als Komponente i) geeignet.

Die in der Erfindung bevorzugt verwendeten blockcopolymeren, styrenoxidhaltigen Polyalkylenoxide B) i) werden z. B. in der EP 1 078 946 beschrieben. Sie besitzen die allgemeine Formel I:

R¹O(SO)a(EO)_b(PO)_c(BO)_dR², wobei R¹ ein geradkettiger oder verzweigter oder cycloaliphatischer Rest mit 8 bis

13 Kohlenstoffatomen bedeutet,

R² = Wasserstoff, ein Acrylrest, Alkylrest oder Carbonsäurerest mit jeweils 1 bis 8 C-Atomen bedeutet,

SO = Stryrenoxid,

EO = Ethylenoxid,

PO = Propylenoxid,

BO = Butylenoxid und a = 1 bis 1 ,9, b = 3 bis 50, c = 0 bis 3, d = 0 bis 3 bedeutet, wobei a, c oder d von O verschieden, und b >= a+c+d ist.

Prinzipiell sind alle nicht hydrierten Keton-Aldehyd-Harze als Komponente B) ii) geeignet.

Als Ketone zur Herstellung der Komponente B) ii) können alle bekannten Ketone eingesetzt werden. Dabei handelt es sich um Ketone mit aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen Kohlenwasserstoffresten, wobei diese gleich oder verschieden und wiederum mit den genannten Kohlenwasserstoffresten in der Kohlenwasserstoffkette substituiert sein können sowie gegebenenfalls Phenole und/oder Harnstoff oder seine Derivate, enthalten. Beispielsweise können als Ketone Aceton, Acetophenon, Methylethylketon, Heptanon-2, Pentanon-3, Methylisobutyl-keton, Cyclohexanon, 4-tert.-Amylcyclohexanon, 2-sek.- Butylcyclohexanon, 2-tert.-Butylcyclohexanon, 4-tert.-Butylcyclohexanon, 2- Methylcyclo-hexanon, 3,3,5-Thmethylcyclohexanon, Cyclopentanon, Mischungen aus 2,2,4- und 2,4,4-Thmethylcyclopentanon, Cycloheptanon, Cyclooctanon und Cyclododecanon eingesetzt werden. Die bevorzugten nicht hydrierten Keton-Aldehyd-Harze B) ii), die in der DE 44 04 809 beschrieben werden, werden aus cycloaliphatischen Ketonen, Aldehyd und gegebenenfalls weiteren Monomeren hergestellt.

Dabei enthalten diese nicht hydrierten Keton-Aldehyd-Harze bevorzugt

I. 40 bis 100 Mol-%, bezogen auf alle eingesetzten Ketone, mindestens eines alkylsubstituierten Cyclohexanons mit einem oder mehreren Alkylresten mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen,

II. 0,8 bis 2,0 mol mindestens eines aliphatischen Aldehyds, bezogen auf 1 mol aller eingesetzten Ketone und

III. 0 bis 60 Mol-%, bezogen auf alle eingesetzten Ketone, weitere Ketone mit aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen Kohlenwasserstoffresten, wobei diese gleich oder verschieden und wiederum mit den genannten

Kohlenwasserstoffresten in der Kohlenwasserstoffkette substituiert sein können sowie gegebenenfalls Phenole und/oder Harnstoff oder seine Derivate, enthalten.

Als Beispiele alkylsubstituierter Cyclohexanone I. können 4-tert.-Amylcyclohexanon, 2-sek.-Butylcyclohexanon, 2-tert.-Butylcyclohexanon, 4-tert.-Butylcyclohexanon, 2-Methylcyclo-hexanon und 3,3,5-Thmethylcyclohexanon genannt werden. Besonders bevorzugte C1- bis C8-alkylsubstituierte Cyclohexanone sind 4-tert.- Butylcyclohexanon und 3,3,5-Thmethylcyclohexanon.

Als Aldehyd-Komponente im Allgemeinen und speziell als II. eignen sich prinzipiell unverzweigte oder verzweigte Aldehyde, wie z. B. Formaldehyd, Acetaldehyd, n- Butyraldehyd und/oder iso-Butyraldehyd, Valerianaldehyd sowie Dodecanal usw., bevorzugt wird jedoch Formaldehyd allein oder in Mischungen. Im Allgemeinen können aber alle in der Literatur für Ketonharzsynthesen als geeignete genannte Aldehyde eingesetzt werden. Das bevorzugte Formaldehyd wird üblicherweise als ca. 20 bis 40 Gew.-%ige wässrige oder alkoholische Lösung (z. B. in Methanol oder Butanol) eingesetzt. Andere Einsatzformen des Formaldehyds wie z. B. auch die Verwendung als para- Formaldehyd oder Trioxan sind ebenfalls möglich. Aromatische Aldehyde, wie z. B. Benzaldehyd, können in Mischungen mit Formaldehyd ebenfalls enthalten sein. Bevorzugt ist eine wässrige oder alkoholische Lösung von Formaldehyd.

Für die Keton-Komponente III. eignen sich alle Ketone insbesondere Aceton, Acetophenon, Methylethylketon, Heptanon-2, Pentanon-3, Methylisobutylketon, Cyclopentanon, Cyclohexanon, Cyclododecanon, Mischungen aus 2,2,4- und 2,4,4- Trimethylcyclopentanon, Cycloheptanon und Cyclooctanon. Bevorzugt sind Acetophenon und Cyclohexanon.

Das Mischungsverhältnis der erfindungsgemäß verwendeten blockcopolymeren, styrenoxidhaltigen Polyalkylenoxide und der Keton-Aldehyd-Harze ist 95 : 5 bis 5 : 95. Verwendet man in dieser Mischung mehr als 50 Gew.-% Keton-Aldehyd-Harz muss aus Viskositätsgründen ein Hilfslösemittel B) iii) verwendet werden.

Als Komponente B iii) kommt hauptsächlich Wasser in Betracht, da es sich um eine wässrige Universalpigmentpräparation handelt. Geringe Mengen eines organischen Lösemitteln können ebenfalls mitverwendet werden. Zu den organischen Lösemitteln zählen beispielsweise Alkohole, Ester, Ketone, Ether, Glycolether, aromatische Kohlenwasserstoffe, hydroaromatische Kohlenwasserstoffe, Halogenkohlenwasser- Stoffe, Terpenkohlenwasserstoffe, aliphatische Kohlenwasserstoffe, Esteralkohole, Dimethylformamid oder Dimethylsulfoxid.

In der Komponente A) bzw. als Komponente B iv) können als Farbmittel Pigmente und/oder Farbstoffe verwendet werden. Als Pigmente können beispielsweise anorganische oder organische Pigmente sowie Ruße eingesetzt werden. Als anorganische Pigmente seien Titandioxide und Eisenoxide exemplarisch genannt.

In Betracht zu ziehende organische Pigmente sind beispielsweise Azopigmente, Metallkomplex-Pigmente, anthrachinoide Pigmente, Phthalocyaninpigmente, polycyclische Pigmente, insbesondere solche der Thioindigo-, Chinacridon-, Dioxazin-, Pyrrolo-, Naphthalintetracarbonsäure-, Perylen-, Isoamidolin(on)-, Flavanthron-, Pyranthron- oder Isoviolanthron-Reihe.

Als Ruße können Gasruße, Flammruße oder Furnaceruße eingesetzt werden. Diese Ruße können zusätzlich nachoxidiert und/oder verperlt sein.

Als Farbstoffe, die in den verwendeten Bindemittellösungen löslich sind, können alle natürlichen oder synthetischen organischen Farbstoffe eingesetzt werden. Die mit ihnen erzielten Färbungen besitzen optimale Transparenz. Im Gegensatz zu Pigmenten ist die volle Ausnutzung ihrer Farbstärke möglich.

Natürliche Farbstoffe sind Tierfarbstoffe, wie beispielsweise Carmin, Kermes, Lac- dye-Farbstoffe, Indischgelb, Purpur, Sepia oder Gallenstein, und Pflanzenfarbstoffe, wie beispielsweise Indigo, Alizarin-Farbstoffe, Flavonol-Farbstoffe, Farbstoffe der Brasilingruppe, oder Farbharze wie Drachenblut oder Gummigutt.

Synthetische Farbstoffe sind beispielsweise basische Farbstoffe und Farbbasen, saure Farbstoffe und wasserlösliche Metallkomplex-Farbstoffe, alkohol- und esterlösliche Farbstoffe und öl- und fettlösliche Farbstoffe.

Neben einem Farbmittel können in der Komponente A) bzw. als Komponente B v) auch Füllstoffe mitverwendet werden. Sie sind meist pulverförmige, im Anwendungsmedium praktisch unlösliche Substanzen. Sie werden überwiegend aus natürlich vorkommenden Mineralien durch Abbau, Reinigung, Vermahlung and anschließende Klassierung in Kornfraktionen gewonnen. Aber auch synthetische Produkte, wie Sulfate oder Carbonate, werden als Füllstoffe verwendet, wenn es beispielsweise um Reinheit (Helligkeit) oder besondere Feinteiligkeit geht. Im Unterschied zu Pigmenten besitzen Füllstoffe i. d. R. ein geringes Deckvermögen. Neben der Vergrößerung des Volumens (Verbilligung) zeigen sie im Film ganz spezielle Wirkungen, wie z. B. Reflexion, Oberflächenstruktur, Abrieb- oder Steinschlagbeständigkeit. Ihr Einsatz wird von ihrer Teilchengröße, Teilchengrößenverteilung, Teilchenform, Teilchenstruktur, Härte, Dichte, Farbe, Benetzbarkeit, Abrasivität, Oberflächenadsorption, Brechungsindex, chemische Zusammensetzung, Reinheit, Beständigkeit und Preis vorbestimmt. Die im Bereich Binde- mittel/Füllstoff bestehenden Wechselwirkungen sind nur schwer zu überblicken. Die Bestimmung der optimalen Füllstoffmenge kann ein Fachmann jedoch leicht ermitteln. Füllstoffe werden im Allgemeinen von 0 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Farbmittel, mitverwendet.

Füllstoffe, die in wässrigen und/oder lösemittelhaltigen Lacken dispergiert werden können, sind beispielsweise solche auf Basis von Kaolin, Talkum, Glimmer, andere Silicate, Quarz, Christobalit, Wollastonit, Perlite, Diatomeenerde, Faserfüllstoffe, Aluminiumhydroxid, Bariumsulfat oder Calciumcarbonat.

In der Komponente A) bzw. als Komponente B vi) können alle dem Fachmann bekannten Hilfs- und Zusatzstoffe für Beschichtungsstoffe und Pigmentpräparationen eingesetzt werden. Dazu zählen beispielsweise Entschäumer, Entlüfter, Rheologiehilfsmittel, Oberflächenadditive, die z. B. Gleitfähigkeit, Kratzfestigkeit, Anti-Blocking, Verlauf und Glanz beeinflussen, Substratbenetzungs- additive, Trockenstoffe, Stabilisatoren oder Biozide.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung von Beschichtungsstoffzusammensetzungen, im Wesentlichen enthaltend A) 50 bis 99 Gew.-% mindestens eines lösemittelhaltigen Stammlackes, im Wesentlichen enthaltend mindestens ein Bindemittel, mindestens ein Lösemittel, gegebenenfalls mindestens ein Farbmittel, gegebenenfalls mindestens ein Füllstoff und gegebenenfalls Hilfs- und Zusatzstoffe, B) 1 bis 50 Gew.-% einer wässrigen Universalpigmentpräparation, im Wesentlichen enthaltend das Mischungsprodukt von i) 95 bis 5 Gew.-% mindestens eines blockcopolymeren, styrenoxidhaltigen

wobei die Menge der Summe aus Komponente i), Komponente ii) und

Komponente iii) 2 - 95 Gew.-%, bezogen auf die Summe der Gewichte der jeweiligen Komponenten iv) und v), beträgt und die Menge an Komponente v) in der Pigmentpräparation auch 0 Gew.-% sein kann,

C) 0 bis 10 Gew.-% Hilfs- und Zusatzstoffe

indem die Komponente B) mit der Komponente A) und Komponente C) bei 20 bis 80 ⁰C in einem geeigneten Rühraggregat gemischt werden.

Die Herstellung der Komponente B) erfolgt bei Temperaturen von 20 bis 80 ⁰C in einem Dispermaten, Scandex-Mischer, Red Devil, Einwalzenstuhl, Dreiwalzenstuhl, Perlmühle oder einem anderen geeigneten Aggregat. Die Komponente B) aus blockcopolymeren, styrenoxidhaltigen Polyalkylenoxiden i) und Keton- Aldehydharzen ii) kann erfindungsgemäß entweder vorab mit den zu dispergierenden Pigmenten oder Farbstoffen vermischt oder direkt in dem wässrigen oder lösemittelhaltigen Dispergiermedium vor oder gleichzeitig mit der Zugabe der Komponente B iv) gelöst werden. Danach wird die Komponente B) mit der Komponente A) und gegebenenfalls Komponente C) bei 20 bis 80 ⁰C in einem geeigneten Rühraggregat wie etwa einem Disspolver oder Dispermaten gemischt.

Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung von Beschichtungsstoffzusammensetzungen, im Wesentlichen enthaltend

A) 50 bis 99 Gew.-% mindestens eines lösemittelhaltigen Stammlackes, im Wesentlichen enthaltend mindestens ein Bindemittel, mindestens ein Lösemittel, gegebenenfalls mindestens ein Farbmittel, gegebenenfalls mindestens ein Füllstoff und ggf. Hilfs- und Zusatzstoffe,

B) 1 bis 50 Gew.-% einer wässrigen Universalpigmentpräparation, im Wesentlichen enthaltend das Mischungsprodukt von i) 95 bis 5 Gew.-% mindestens eines blockcopolymeren, styrenoxidhaltigen

Polyalkylenoxids, mit ii) 5 bis 95 Gew.-% eines nicht hydrierten Keton-Aldehyd-Harzes, und iii) 0 bis 80 Gew.-% mindestens eines Lösemittels, wobei die Summe der Gewichtsangaben von Komponente i) bis iii) 100 Gew.-% beträgt, und iv) Farbmittel und v) Füllstoffe und vi) 0 bis 10 Gew.-% Hilfs- und Zusatzstoffe wobei die Menge der Summe aus Komponente i), Komponente ii) und Komponente iii) 2 - 95 Gew.-%, bezogen auf die Summe der Gewichte der jeweiligen Komponenten iv) und v), beträgt und die Menge an Komponente v) in der Pigmentpräparation auch 0 Gew.-% sein kann,

C) 0 bis 10 Gew.-% Hilfs- und Zusatzstoffe

als Farben, Lacke, Klebstoffe oder Druckfarben.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zeichnen sich durch eine gute Umweltverträglichkeit aus. Darüber hinaus sind sie ökonomisch, da die wässrige Pigmentpräparation, die üblicherweise für wässrige Beschichtungsstoffe eingesetzt wird, nun auch für lösemittelhaltige Beschichtungsstoffe verwendet werden kann. Die erhaltenen erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen sind lagerstabil. Die technologischen Eigenschaften der Beschichtungen hängen vom verwendeten Stammlack ab.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern, aber nicht ihren Anwendungsbereich beschränken:

Beispiele

1) Herstellung eines styrenoxidhaltigen Polyalkylenoxids (nicht erfindungs- gemäß)

336,4 g (2,34 mol) Trimethylcyclohexanol und 16,3 g (0,23 mol) Kaliummethylat wurden in einen Reaktor gegeben. Nach sorgfältiger Spülung mit Reinstickstoff wurde auf 110 ⁰C erhitzt, und es wurden 308,2 g (2,554 mol) Styrenoxid innerhalb einer Stunde zugegeben. Nach zwei weiteren Stunden war die Anlagerung des Styrenoxids beendet, erkennbar an einem Restgehalt an Styrenoxid, der laut Gaschromatogramm < 0,1 Gew.-% lag. Anschließend wurden 339,2 g (7,71 Mol) Ethylenoxid so schnell in den Reaktor dosiert, dass die Innentemperatur 120 ⁰C und der Druck 6 bar nicht überschritt. Nach vollständiger Einleitung des Ethylenoxids wurde die Temperatur so lange auf 115 ⁰C gehalten, bis ein konstanter Manometerdruck das Ende der Nachreaktion anzeigte. Schließlich wurden bei 80 bis 90 ⁰C die nicht umgesetzten Restmonomere im Vakuum entfernt. Das erhaltene Produkt wurde mit Hilfe von Phosphorsäure neutralisiert und das Wasser durch Destillation, das entstandene Kaliumphosphat durch Filtration zusammen mit einem Filterhilfsmittel entfernt. Das Molekulargewicht aus der Bestimmung der Hydroxylzahl bei einer angenommenen Funktionalität von 1 betrug M = 467 g/mol.

2) Herstellung eines Keton-Aldehyd-Harzes (nicht erfindungsgemäß)

176,7 g 4-tert-Butylcyclohexanon, 481 ,7 g 3,3,5-Thmethylcyclohexanon, 112,4 g Cyclohexanon und 373,1 g einer 30 Gew.-%igen Formalinlösung wurden vorgelegt und auf 60 ⁰C erhitzt. Danach wurden 114,5 g einer 50 Gew.-%igen Natriumhydroxidlösung innerhalb von 15 min zugetropft und auf 80 ⁰C erhitzt. Im Anschluss wurde innerhalb von 90 min 200,0 g der Formalinlösung zugetropft und 4 Stunden unter Rückfluss bei 85 ⁰C gehalten. Das entstandene Harz wurde nach Zugabe von Eisessig mit Wasser neutralgewaschen. Nach Destillation resultierte ein hellgelbes, sprödes Harze mit einem Erweichungspunkt von 85 ⁰C.

3) Herstellung der Zusammensetzung mit Bindemittel- und Dispergier- eigenschaften (nicht erfindungsgemäß)

500 g des styrenoxidhaltigen Polyalkylenoxids aus Beispiel 1 ) und 500 g des Keton- Aldehyd-Harzes aus Beispiel 2) wurden unter Rühren bei 80 ⁰C miteinander gemischt. Das Produkt war klar und hatte bei 23 ⁰C eine Viskosität von 88810 mPa-s.

4) Herstellung einer blauen, wässrigen Universalpigmentpräparation (nicht erfindungsgemäß) Dazu wurden 7,3 g der Komponente 3) mit 8,9 g Wasser gemischt und danach 29,1 g Heliogenblau L 7101 F (BASF AG) zugegeben. Die Dispergierung erfolgte nach Zugabe von 2 mm Glasperlen 60 min bei 25 ⁰C und 2400 U/min in einem Dispermaten. Die wässrigen Pigmentpräparationen wurden mit einer Mischung aus Dimethylaminoethanol und Wasser (1 : 1 Gew.-%) auf einen pH-Wert von ca. 9 eingestellt.

Diese blaue Pigmentpräparation mit einer Viskosität von 58 mPa-s war leicht rührbar und schaumfrei. Sie war auch nach Lagerung bei 50 ⁰C von mehr als einer Woche unverändert stabil.

5) Herstellung einer schwarzen, wässrigen Universalpigmentpräparation (nicht erfindungsgemäß)

Dazu wurden 13,4 g der Komponente 3) mit 16,4 g Wasser gemischt und danach 26,9 g Spezialschwarz 4 (Degussa AG) zugegeben. Die Dispergierung erfolgte nach Zugabe von 2 mm Glasperlen 80 min bei 25 ⁰C und 2400 U/min in einem Dispermaten. Die wässrigen Pigmentpräparationen wurden mit einer Mischung aus Dimethylaminoethanol und Wasser (1 : 1 Gew.-%) auf einen pH-Wert von ca. 9 eingestellt.

Diese schwarze Pigmentpräparation war leicht rührbar und schaumfrei.

6) Herstellung des lösemittelhaltigen Stammlackes (nicht erfindungsgemäß)

Die in der Tabelle aufgeführten Einsatzstoffe wurden unter Zuhilfenahme von 2 mm Glasperlen im Dispermat CV 20 min. lang bei 2400 U/min und einer Manteltemperatur von 25°C gerührt. Anschließend wurde der weiße Mittelölalkydlack 24 h bei Raumtemperatur getrocknet. Das Verhältnis Bindemittel (fest) zu Weißpigment betrug 1 : 0,8.

Tabelle 1 : Zusammensetzung des Stammlackes

7) Herstellung der erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffzusammensetzungen

Zur Herstellung von Beschichtungsstoffen wurden die Pigmentpräparationen 4) und 5) vorgelegt und der weiße Stammlack (6) jeweils portionsweise zugegeben. Die Tabelle 2 gibt die Beschichtungsstoffzusammensetzungen an.

Tabelle 2: Beschichtungsstoffzusammenetzungen

Die beispielhaft gezeigten erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen auf Basis von wässrigen Universalpigmentpräparationen und einem lösemittelhaltigen, weißen Alkydlack besaßen eine gute Trocknung, einen hohen Glanz und gute mechanische und koloristische Eigenschaften.

Claims

Patentansprüche:

1. Beschichtungsstoffzusammensetzungen, im Wesentlichen enthaltend

A) 50 bis 99 Gew.-% mindestens eines lösemittelhaltigen Stammlackes, im Wesentlichen enthaltend mindestens ein Bindemittel, mindestens ein

Lösemittel, gegebenenfalls mindestens ein Farbmittel, gegebenenfalls mindestens ein Füllstoff und gegebenenfalls Hilfs- und Zusatzstoffe,

Polyalkylenoxids, mit ii) 5 bis 95 Gew.-% eines nicht hydrierten Keton-Aldehyd-Harzes, und iii)0 bis 80 Gew.-% mindestens eines Lösemittels, wobei die Summe der Gewichtsangaben von Komponente i) bis iii) 100 Gew.-% beträgt, und iv) Farbmittel und v) Füllstoffe und vi)0 bis 10 Gew.-% Hilfs- und Zusatzstoffe

wobei die Menge der Summe aus Komponente i), Komponente ii) und

C) 0 bis 10 Gew.-% Hilfs- und Zusatzstoffe

2. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der lösemittelhaltige Stammlack physikalisch trocknend, oxidativ trocknend oder anderweitig reaktiv in 1 K- oder 2K-I_acken ist.

3. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der lösemittelhaltige Stammlack als Bindemittel Nitrocellulose, Polyvinylbutyral, VC-Copolymere, Acrylate, Methacrylate, Celluloseester,

Celluloseether, Kohlenwasserstoffharze, Phenolharze, Kolophoniumharze, Maleinatharze, Polystyrolharze, Siliconharze, Cyclokautschuk, Chlorkautschuk, chlorierte Polyolefine, Oligobutadiene, Polyolefine, Polyvinylester, Polyvinyl- alkohole, Polyvinylacetale, Epoxide, Aminoharze, Amidoharze, Polyesterharze, Alkydharze, Epoxidharze, Polyvinylacetatharze, Polyurethanharze, (meth)acry- lierte (Meth)acrylatharze, Epoxid(meth)acrylatharze, Polyester(meth)acrylat- harze, Polyether(meth)acrylatharze, Polyurethan(meth)acrylatharze, Polyacrylat- polyolharze, Polyesterpolyolharze, Melaminharze, Polyisocyanatharze oder blockierte Polyisocyanatharze allein oder in Mischungen enthält.

4. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Komponente B) enthaltenen blockcopolymeren, styrenoxidhaltigen Polyalkylenoxide i) die allgemeine Formel I besitzen:

R¹O(SO)_a(EO)_b(PO)_c(BO)_dR²,

wobei R¹ ein geradkettiger oder verzweigter oder cycloaliphatischer Rest mit 8 bis 13 Kohlenstoffatomen bedeutet, R² = Wasserstoff, ein Acrylrest, Alkylrest oder Carbonsäurerest mit jeweils 1 bis

8 C-Atomen bedeutet, SO = Stryrenoxid,

EO = Ethylenoxid,

PO = Propylenoxid,

BO = Butylenoxid und a = 1 bis 1 ,9, b = 3 bis 50, c = O bis 3, d = O bis 3 bedeutet, wobei a, c oder d von O verschieden und b >= a+c+d ist.

5. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ketone mit aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen

Kohlenwasserstoffresten zur Herstellung der in der Komponente B) enthaltenen Keton-Aldehyd-Harze ii) eingesetzt werden.

6. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Ketone zur Herstellung der in der Komponente B) enthaltenen Keton- Aldehyd-Harze ii) Aceton, Acetophenon, Methylethylketon, Heptanon-2, Pentanon-3, Methylisobutylketon, Cyclohexanon, 4-tert.-Amylcyclohexanon, 2-sek.-Butylcyclohexanon, 2-tert.-Butylcyclohexanon, 4-tert.-Butylcyclohexanon,

2-Methylcyclo-hexanon, 3,3,5-Thmethylcyclohexanon, Cyclopentanon, Mischungen aus 2,2,4- und 2,4,4-Thmethylcyclopentanon, Cycloheptanon, Cyclooctanon oder Cyclododecanon eingesetzt werden.

7. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Phenole und/oder Harnstoff oder seine Derivate zur Herstellung der in der

Komponente B) enthaltenen Keton-Aldehyd-Harze ii) eingesetzt werden.

8. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach einem der vorherigen Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die in der Komponente B) enthaltenen nicht hydrierten Keton-Aldehyd- Harze ii)

I. 40 bis 100 Mol-%, bezogen auf alle eingesetzten Ketone, mindestens eines alkylsubstituierten Cyclohexanons mit einem oder mehreren Alkylresten mit

1 bis 8 Kohlenstoffatomen,

III. 0 bis 60 Mol-%, bezogen auf alle eingesetzten Ketone, weitere Ketone mit aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen Kohlenwasserstoffresten, wobei diese gleich oder verschieden und wiederum mit den genannten Kohlenwasserstoffresten in der Kohlenwasserstoffkette substituiert sein können sowie gegebenenfalls Phenole und/oder Harnstoff oder seine Derivate, enthalten.

9. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Cyclohexanone I. 4-tert.-Amjylcyclohexanon, 2-sek.-Butylcyclohexanon, 2-tert.-Butylcyclohexanon, 4-tert.-Butylcyclohexanon, 2-Methylcyclohexanon und

3,3,5-Thmethylcyclohexanon eingesetzt werden.

10. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach mindestens einem der vorherigen

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Aldehyd-Komponente allgemein und als II. un verzweigte oder verzweigte Aldehyde, wie z. B. Formaldehyd, Acetaldehyd, n-Butyraldehyd und/oder iso-Butyraldehyd, Valerianaldehyd sowie Dodecanal eingesetzt werden.

11. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Formaldehyd eingesetzt wird.

12. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach mindestens einem der vorherigen

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Keton-Komponente III. Aceton, Acetophenon, Methylethylketon,

Heptanon-2, Pentanon-3, Methylisobutylketon, Cyclopentanon, Cyclohexanon, Cyclododecanon, Mischungen aus 2,2,4- und 2,4,4-Thmethylcyclopentanon,

Cycloheptanon und Cyclooctanon eingesetzt werden.

13. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischungsverhältnis der blockcopolymeren, styrenoxidhaltigen

Polyalkylenoxide B i) und der Keton-Aldehyd-Harze B ii) 95 : 5 bis 5 : 95 beträgt.

14. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösemittel B iii) Wasser enthalten ist.

15. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösemittel B iii) ein organisches Lösemittel enthalten ist.

16. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösemittel B iii) mindestens ein Alkohol, Ester, Keton, Ether,

Glycolether, aromatischer Kohlenwasserstoff, hydroaromatischer Kohlenwasserstoff, Halogenkohlenwasserstoff, Terpenkohlenwasserstoff, aliphatischer Kohlen-wasserstoff, Esteralkohol, Dimethylformamid oder Dimethylsulfoxid, allein oder in Mischungen enthalten ist.

17. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Komponente A) bzw. als Komponente B iv) als Farbmittel Pigmente und/oder Farbstoffe allein oder in Mischungen enthalten sind.

18. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Pigmente anorganische und/oder organische Pigmente und/oder Ruße enthalten sind.

19. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als anorganische Pigmente Titandioxide oder Eisenoxide allein oder in Mischungen enthalten sind.

20. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als organische Pigmente Azopigmente, Metallkomplex-Pigmente, anthrachinoide Pigmente, Phthalocyaninpigmente, polycyclische Pigmente, insbesondere solche der Thioindigo-, Chinacridon-, Dioxazin-, Pyrrolo-, Naphthalintetracarbonsäure-, Perylen-, Isoamidolin(on), Flavanthron-, Pyranthron- oder Isoviolanthron-Reihe allein oder in Mischungen enthalten sind.

21. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Ruße Gasruße, Flammruße oder Furnaceruße allein oder in

Mischungen enthalten sind.

22. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Farbstoffe natürliche oder synthetische Farbstoffe allein oder in Mischungen enthalten sind.

23. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als natürliche Farbstoffe Tierfarbstoffe oder Pflanzenfarbstoffe allein oder in Mischungen enthalten sind.

24. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach mindestens einem der vorherigen

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als natürliche Farbstoffe Carmin, Kermes, Lac-dye-Farbstoffe, Indischgelb,

Purpur, Sepia, Gallenstein, Indigo, Alizarin-Farbstoffe, Flavonol-Farbstoffe, Farbstoffe der Brasilingruppe, Drachenblut oder Gummigutt allein oder in

Mischungen enthalten sind.

25. Beschichtungsstoffzusammensetzungen nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als synthetische Farbstoffe basische Farbstoffe und Farbbasen, saure

Farbstoffe und wasserlösliche Metallkomplex-Farbstoffe, alkohol- und esterlösliche Farbstoffe oder öl- und fettlösliche Farbstoffe allein oder in Mischungen enthalten sind.

26. Verfahren zur Herstellung von Beschichtungsstoffzusammensetzungen, im Wesentlichen enthaltend

A) 50 bis 99 Gew.-% mindestens eines lösemittelhaltigen Stammlackes, im Wesentlichen enthaltend mindestens ein Bindemittel, mindestens ein Lösemittel, gegebenenfalls mindestens ein Farbmittel, gegebenenfalls mindestens ein Füllstoff und gegebenenfalls Hilfs- und Zusatzstoffe,

B) 1 bis 50 Gew.-% einer wässrigen Universalpigmentpräparation, im Wesentlichen enthaltend das Mischungsprodukt von i) 95 bis 5 Gew.-% mindestens eines blockcopolymeren, styrenoxidhaltigen Polyalkylenoxids, mit ii) 5 bis 95 Gew.-% eines nicht hydrierten Keton-Aldehyd-Harzes, und iii) 0 bis 80 Gew.-% mindestens eines Lösemittels, wobei die Summe der Gewichtsangaben von Komponente i) bis iii) 100 Gew.-% beträgt, und iv) Farbmittel und v) Füllstoffe und vi) 0 bis 10 Gew.-% Hilfs- und Zusatzstoffe wobei die Menge der Summe aus Komponente i), Komponente ii) und Komponente iii) 2 - 95 Gew.-%, bezogen auf die Summe der Gewichte der jeweiligen Komponenten iv) und v), beträgt und die Menge an Komponente v) in der Pigmentpräparation auch 0 Gew.-% sein kann,

C) 0 bis 10 Gew.-% Hilfs- und Zusatzstoffe

indem die Komponente B) mit der Komponente A) und gegebenenfalls Komponente C) bei 20 bis 80 ⁰C in einem geeigneten Rühraggregat gemischt werden.

27. Verwendung von Beschichtungsstoffzusammensetzungen, im Wesentlichen enthaltend A) 50 bis 99 Gew.-% mindestens eines lösemittelhaltigen Stammlackes, im

Wesentlichen enthaltend mindestens ein Bindemittel, mindestens ein Lösemittel, gegebenenfalls mindestens ein Farbmittel, gegebenenfalls mindestens ein Füllstoff und ggf. Hilfs- und Zusatzstoffe,

B) 1 bis 50 Gew.-% einer wässrigen Universalpigmentpräparation, im Wesentlichen enthaltend das Mischungsprodukt von i) 95 bis 5 Gew.-% mindestens eines blockcopolymeren, styrenoxidhaltigen Polyalkylenoxids, mit ii) 5 bis 95 Gew.-% eines nicht hydrierten Keton-Aldehyd-Harzes, und iii) 0 bis 80 Gew.-% mindestens eines Lösemittels, wobei die Summe der Gewichtsangaben von Komponente i) bis iii) 100 Gew.-% beträgt, und iv) Farbmittel und v) Füllstoffe und vi) 0 bis 10 Gew.-% Hilfs- und Zusatzstoffe

wobei die Menge der Summe aus Komponente i), Komponente ii) und

C) 0 bis 10 Gew.-% Hilfs- und Zusatzstoffe

als Farben, Lacke, Klebstoffe oder Druckfarben.