DE2440740A1 - Pulverfoermige anstrichzubereitung - Google Patents

Pulverfoermige anstrichzubereitung

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Description

PATE N!Τ» N W ^LTE-: A. GRÜNECKER
DIPL.-ING.
H. KINKELDEY
W. STOCKMAIR DR-INS. · AaE(CALTECH)
K. SCHUMANN
DR. RER. NAT. · DIPL.-PHY3.
P. H. JAKOB
DIPL.-ING.
G. BEZOLD
DR. RSR. NAT. · DIPU-CHEM.
MÜNCHEN E. K. WEIL
DR. RBR. OEC. INS.
LINDAU 8 MÜNCHEN 22
MAXIMILIANSTRASSE 43
P 8504
26. Aug. 1974
DAICEL LTD.
No. 8, 3-chome, Kawara-cho, Higashi-ku, Osaka, Japan
Pulverförmige Anstrichzubereitung
Die Erfindung betrifft eine pulverförmige Anstrichzubereitung zum Suspendieren in einem wäßrigen Medium; sie betrifft insbesondere eine neue Anstrichzubereitung, die in Wasser oder in einem hauptsächlich aus Wasser bestehenden Medium suspendiert werden kann unter Bildung einer hochstabilen Suspension, die als Farbanstrich auf Wasserbasis verwendet werden kann.
Die Verfahren zum Aufbringen eines Kunstharzpulvers in Form eines Anstriches oder in Form eines Überzuges können ganz allgemein grob in zwei Gruppen eingeteilt werden: die eine Gruppe umfaßt das Aufbringen des Pulvers selbst unter Anwendung eines Wirbelschichtverfahrens oder eines elektrostatischen
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Beschichtungsverfahren, die andere Gruppe umfaßt das Aufbringen einer Suspension des Kunstharzpulvers in einem Dispersionsmedium.. Im allgemeinen ist das zuletzt genannte Verfahren in den meisten Fällen gegenüber dem zuerst genannten Verfahren bevorzugt, weil bei ersterem Schwierigkeiten bezüglich der Verarbeitbarkeit und der Regulierung der Schichtdicke als Folge der Zerstreuung des Fulverstaubes auftreten· In dem zuletzt genannten Verfahren wird derzeit jedoch im allgemeinen als Dispersionsmedium ein organisches Lösungsmittel verwendet, was vom Standpunkt der Verarbeitbarkeit und der damit verbundenen Gefahren für die menschliche Gesundheit unerwünscht ist.
Dagegen kann bei Anwendung eines Verfahrens zum Dispergieren des Künstharzpulvers in einem hauptsächlich aus Wasser bestehenden Medium der erhaltene Anstrich (Farbanstrich) auf die Oberfläche des zu beschichtenden Substrats, beispielsweise eines Metallsubstrats, aufgebracht werden· Das beschichtete Substrat kann dann erhitzt werden, um das hauptsächlich aus Wasser bestehende Lösungsmittel zu verdampfentund es kann anschließend bis auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Kunstharzes weiter erhitzt werden, um das Harz zu schmelzen, wobei sich ein Überzugsfilm auf dem Substrat bildet. Auf diese Weise kann ein Überzugsfilm jeder gewünschten Dicke mit ausgezeichneten Haftungseigenschaften und einer ausgezeichneten Glätte ohne Beeinträchtigung der wesentlichen Eigenschaften des Kunstharzes, wie dies bei einem organischen Lösungsmittel gelegentlich der Fall ist, erhalten werden. Dadurch können die bei Verwendung eines organischen Lösungsmittels auftretenden Nachteile beseitigt werden;
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Es ist jedoch in der Praxis sehr schwierig, in einem hauptsächlich aus Wasser bestehenden Medium ein Harzpulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 0,1 bis etwa 250 ,u, das aus Massen oder Körnchen eines Kunstharzes durch mechanische Pulverisierung oder Ausfällung des Harzpulvers aus einer Lösung des Harzes hergestellt worden ist, zu suspendieren. Ein solches Pulver ist in dem Medium nicht leicht dispergierbar, weil seine Teilchen größer sind als diejenigen der sogenannten Emulsion, die bei Durchführung der Polymerisation in einem wäßrigen Medium erhalten werden.
Wenn als Dispergiermittel ein wasserlösliches Polymerisat, z.B. ein Polyvinylalkohol oder Carboxymethylcellulose (CMC)4verwendet wird, weist der dabei erhaltene Überzugsfilm eine geringe Wärmebeständigkeit und eine stark verminderte Haftfestigkeit auf und außerdem ist der Film stark verfärbt.
Ziel der Erfindung ist es daher, eine neue pulverförmige Anstrichzubereitung anzugeben, die in einem aus Wasser oder in einem hauptsächlich aus Wasser bestehenden Medium suspendiert werden kann unter Bildung einer hochstabilen Suspension, die als Anstrichfarbe auf Wasserbasis verwendet werden kann und die vorstehend aufgezählten Nachteile nicht aufweist.
Es wurde nun gefunden, daß eine vorteilhafte Anstrichzubereitung, die leicht in Wasser dispergierbar ist, dadurch erhalten werden kann, daß man (A) 0,01 bis 3, vorzugsweise 0,3 bis 2 Gewichtsteile Natriumpolyacrylat oder Polyacrylamid und (B) 0 bis 20, vorzugsweise 3 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Natriumpolyacrylat s oder Polyacrylamide, einer Säure zu (C) 100 Gewichts-
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teilen eines thermoplastischen Kunstharzpulvers mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 250 #u zugibt.
Gegenstand der Erfindung ist eine pulverförmige Anstrichzubereitung zum Suspendieren in einem wäßrigen Medium, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie im wesentlichen besteht aus
100 Gewichtsteilen eines thermoplastischen Kunstharzpulvers mit einem Teilchendurchmesser innerhalb des Bereiches von etwa 0,1 bis etwa 250 ,u,
0,01 bis 3 Gewichtsteilen eines Zusatzes aus der Gruppe Natriumpolyacrylat und Polyacrylamid und
0 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Zusatzes, einer sauren Substanz, vorzugsweise einer Säure.
Die Art der erfindungsgemäß verwendeten Säure unterliegt keiner speziellen Beschränkung. Die Säure muß in Wasser oder in einem hauptsächlich aus Wasser bestehenden Medium löslich sein und sie ist vorzugsweise bei Raumtemperatur (20 bis 25 C) ein festes Pulver. Sie sollte auch gegenüber dem Kunstharz und gegenüber dem Natriumpolyacrylat oder Polyacrylamid bei Raumtemperatur im wesentlichen nicht reaktionsfähig sein. Obgleich die verschiedensten monobasischen und polybasischen Säuren verwendet werden können, sind im allgemeinen die polybasischen Säuren bavoramgt, weil sie wirksamer sind. Besonders bevorzugt sind Citronensäure und Bernsteinsäure.
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Die erfindungsgemäße Anstrichformulierung kann vor dem Aufbringen auf Substrate zu einem flüssigen Anstrich verarbeitet werden, indem man ihr lediglich Wasser oder ein hauptsächlich aus Wasser bestehendes wäßriges Medium zusetzt und sie damit vermischt» Die Konzentration der Anstrichzubereitung in dem Wasser oder dem wäßrigen Medium kann entsprechend den Verwendungsbedingungen gewählt werden« Ein im allgemeinen bevorzugtes Gewichtsverhältnis ist 100 Gewichtsteile der vorstehend angegebenen Anstrichzubereitung auf 100 bis 400 Gewichtsteile
Bei dem wäßrigen Medium kann es sich um destilliertes Wasser, ent ionisiertes Wasser od@r um Leitungswasser handeln und es . . kann einen kleineren Mgng©nanteil (weniger als etwa 20 Gew.-%) einer mit Wasser mischbaren inertem Lösungsmittelkomponente, ■ beispielsweise eines niederen Alkanols, enthalten.
Bei dem thermoplastischen Harz kann es- sich um ein Pulver irgendeines thermoplastischer Kunstharzes9 beispielsweise eines Polyamids , wie Nylon-11, Nylon-129 von Nylonmischpolymerisaten (wie Nylon-6/129 Nylon-6/66) und Nylonterpolymerisäten (wie Nylon-6/66/SlO, Nylon-6/66/12) und Äthylen/Vinylacetat-Mischpoly-
Die Anstrichzubereitung oder der daraus hergestellte wäßrige Anstrich kann auch geringere Mengen an verschiedenen anderen Zusätzen, wie z.B. eines Antischäumungsmittels, wie Silikonölen (beispielsweise Poiymethylsiloxan),in der Größenordnung.von 0,01 bis 5 Gew.-% enthalten. .
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Di© erfindungsgemäße Anstrichzubereitung hat den Vorteil, daß sie in Form eines Pulvers durch Vermischen der pulverförmigen Komponenten hergestellt werden kann. Sie kann daher in Form eines Pulvers vom Harzhersteller oder vom Anstrichhersteller zum Maler oder an die Stelle, an der der Anstrich aufgebracht werden soll, transportiert und an Ort und Stelle verwendet werden, indem man lediglich Wasser oder ein wäßriges Medium zugibt und damit vermischt. Außerdem kann in einem Anstreichsystem bzw. BeSchichtungssystem, bei dem das anzustreichende bzw. zu beschichtende Substrat in ein flüssiges Bad des Anstriches eingetaucht wird, dann, wenn die Harzkonzentration des Bades abnimmt, die erfindungsgemäße Anstrichzubereitung in einer vorher festgelegten Rate bzw. Geschwindigkeit ergänzt, werden, um die Konzentration des Bades konstant zu halten. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anstrichzubereitung ist der, daß sie in Form einer pulverförmigen Mischung gelagert werden kann, ohne daß die Gefahr der Beeinträchtigung der Qualität besteht·
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele in Verbindung mit Vergieichsbeispielen näher erläutert, ohne jedoch darauf, beschränkt zu sein. Die in den folgenden Beispielen angegebenen trockenen Bestandteile, d.h. (A) das pulverisierte oder zerkleinerte thermoplastische Kunstharz (100 Teile), (B) das Natriumpolyacrylat oder alternativ das Polyacrylamid (0,01 bis 3 Teile) und (C) die Säure (0 bis 20 Gew.-%, bezogen auf (B) ) können miteinander gemischt werden unter Bildung eines homogenen Pulvers, das dann mit dem wäßrigen Medium in einer getrennten oder sich daran anschließenden Stufe gemischt werden kann.
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Beispiel 1
4Ö Teile Nylon» 12-Pulver (durchschnittlicher Teilchendurchmesser 65 ,u), 0,05 Teile Natriumpolyacrylat und 100 Teile Wasser wurden unter Rühren miteinander gemischt zur Herstellung einer homogen suspendierten Dispersion. Die Dispersion wurde dann durch Eintauchen auf eine Stahlplatte einer Dicke von 1,2 mm aufgebracht. Die Platte wurde anschließend 5 Minuten lang in einem mit Luft beheizten Ofen auf 270 C erhitzt und danach abgekühlt unter Bildung eines glatten Filmüberzuges einer Dicke von 20 Ai mit einem ausgezeichneten Oberflächenglanz und einer ausgezeichneten Haftung.
Beispiel 2
40 Teile Nylon-12-Pulver, 0,1 Teile Natriumpolyacrylat, 0,008 Teile Bernsteinsäure, 0,001 Teile eines Antischäumungsmittels (Silikonöl) und 100 Teile Wasser wurden unter Rühren miteinander gemischt unter Bildung einer homogenen Dispersion. Die Dispersion wurde dann durch Eintauchen auf eine Stahlplatte einer Dicke von 1,2 mm aufgebracht. Die Platte wurde anschließend 5 Minuten lang in einem mit Luft beheizten Ofen auf 27O°C erhitzt und danach abgekühlt unter Bildung eines glatten Überzugsfilmes einer Dicke von 60 Ai mit einem ausgezeichneten Oberflächenglanz und einer ausgezeichneten Haftung.
Beispiel 3
40 Teile Nylon- 11-Pulver, 0,15 Teile Natriumpolyacrylat., 0,015 Teile Citronensäure und 0,001 Teile eines Antischäumungs-
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mittels (Silikonöl) wurden in einer Lösungsmittelmischung aus 90 Teilen Wasser und 10 Teilen Methanol gerührt unter Bildung einer homogen suspendierten Dispersion. Die Dispersion wurde dann durch Eintauchen auf eine Stahlplatte einer Dicke von 1,2 mm aufgebracht. Die Platte wurde 5 Minuten lang in einem mit Luft beheizten Ofen auf 28O°C erhitzt und danach abgekühlt unter Bildung eines glatten Oberzugsfilmes einer Dicke von 50 αχ mit einem ausgezeichneten Oberflächenglanz und einer ausgezeichneten Haftung.
Beispiel 4
40 Teile Polyäthylenpulver (durchschnittlicher Teilchendurchmesser 80 yu), 0,2 Teile Natriumpolyacrylat und 0,02 Teile Bernsteinsäure wurden in 100 Teilen Wasser gerührt unter Bildung einer homogen suspendierten Dispersion. Die Dispersion wurde dann durch Eintauchen auf eine Stahlplatte einer Dicke von 1,2 mm aufgebracht. Die Platte wurde anschließend 4 Minuten lang in einem mit Luft beheizten Ofen auf 270 C erhitzt und danach abgekühlt unter Bildung eines glatten Überzugsfilmes einer Dicke von 50 *u mit einem ausgezeichneten Oberflächenglanz.
Vergleichsbeispiel 1
40 Teile Ny lon-12-Pulver und 4,8 Teile Polyvinylalkohol (Gosenol GH-17, ein Produkt der Fa. Nihon Gosei Kagaku Kogyo K.K.) wurden in 100 Teilen Wasser gerührt. Die Mischung wurde dann durch Eintauchen auf eine Stahlplatte einer Dicke von 1,2 mm.aufgebracht. Die Platte wurde anschließend 5 Minuten lang
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in einem mit Luft beheizten Ofen auf 270 C erhitzt und danach abgekühlt unter Bildung eines Überzugsfilmes· Der Film war stark verfärbt und deshalb nicht akzeptabel.
Vergleichsbeispiel 2
Auf die gleiche Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 angegeben wurde ein Überzugsfilm hergestellt, wobei diesmal jedoch der Polyvinylalkohol durch 2,4 Teile Methylcellulose oder Hydroxypropylmethylcellulose (Metholose R 60 SH, ein Produkt der Fa. Shin*etsu Kagaku Co.) ersetzt wurde. Der dabei erhaltene Überzugsfilm war stark verfärbt und deshalb nicht akzeptabel.
Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann klar, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielerlei Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
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Claims (7)

Patentansp r ii c h e
1. Pulverförmige Anstrichzubereitung zum Suspendieren in einem wäßrigen Medium, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen besteht aus
100 Gewicht steilen eines thermoplastischen Kunstharzpulvers mit einem Teilchendurchmesser innerhalb des Bereiches von etwa 0,1 bis etwa 250 *u,
0,01 bis 3 Gewichtsteilen eines Zusatzes aus der Gruppe Natriumpolyacrylat und Polyacrylamid und
O bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Zusatzes, einer sauren Substanz.
2. Anstrichzubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als saure Substanz eine polybasische Säure und als Zusatz Natriumpolyacrylat enthält.
3. Anstrichzubereitung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein Antischäumungsmittel in einer kleineren Menge enthält.
4. Anstrichzubereitung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als thermoplastisches Kunstharz Nylon-12, Nylon-11 und/oder Polyäthylen enthält.
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5. Verwendung der pulverförmigen Anstrichzubereitung nach minde- , stens einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung einer Beschichtungsmasse in Form einer wäßrigen Dispersion durch . ...:*,...,", Dispergieren der pulverf örmigen Anstrichzubereitung in Wasser oder einer bis zu 20 6ew.-% eines niederen Alkanols enthaltenden wäßrigen Lösung.
6. Verwendung nach Anspruch 5 zur Herstellung einer Beschichtungsmasse in Form einer. Dispersion, die 100 Teile der pulverf örmigen Anstrichzubereitung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 auf 100 bis 400 Teile des wäßrigen Mediums enthält.
7. Verwendung der BeSchichtungsmasse nach Anspruch 5 und/oder 6 zum Aufbringen eines Überzugsfilms auf ein Substrat durch Erhitzen des beschichteten Substrats zum Abdampfen des wäßrigen Mediums, weiteres Erhitzen des beschichteten Substrats zum Schmelzen des Kunstharzes unter Bildung eines geschmolzenen Harzfilmes auf dem beschichteten Substrat und anschließendes Abkühlen des beschichteten Substrats unter Erstarrung des Harzüberzugsfilmes.
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DE2440740A 1973-08-27 1974-08-26 Pulverformige Anstrichzubereitung Expired DE2440740C3 (de)

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