DE4229046C1 - Wasserverdünnbarer Beschichtungsstoff, Verfahren zur Herstellung und dessen Verwendung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen wasserverdünnbaren Beschichtungsstoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, auf ein Verfahren zur Herstellung desselben und auf seine Verwendung.

Wasserverdünnbare Beschichtungsstoffe der gattungsgemäßen Art und Verfahren zu ihrer Herstellung sind allgemein bekannt. Die bekannten wasserverdünnbaren Beschichtungsstoffe auf der Basis von physikalisch trocknenden Polymeriatharzen, Silikonharzen und oxydativ trocknenden Ölen, Pigmenten, Füllstoffen und weiteren zur Herstellung von Korrosionsschutzbeschichtungs­ stoffen üblichen Agenzien enthalten als Bindemittel eine in Wasser dispergierte Kombination aus

• a) einem physikalisch trocknenden Polymerisatharz
• b) einem physikalisch trocknenden Silikonharz
• c) einem oxydativ trocknenden Öl.

Aus der Notwendigkeit, die Bindemittel in eine Dispersion bzw. Emulsion und damit wasserlösliche Form zu bringen, ist der Zusatz von Detergentien und Emulgatoren erforderlich. Zusätz­ lich ist der Einsatz von Korrosionsinhibitoren notwendig. Diese Zusätze verbleiben weitgehend in der Beschichtung, so daß diese wasserverdünnbaren Beschichtungsstoffe eine erhöhte Wasserempfindlichkeit aufweisen. Nachteilig ist weiterhin, daß wegen der Hydrophilie der flüssigen Beschichtungsstoffe eine hohe Empfindlichkeit gegen auf der Oberfläche verbliebene Restverschmutzungen durch Fette und Öle besteht, die zum partiellen Abperlen der Beschichtungsstoffe führt.

Aus der DE 31 37 479 ist es bereits bekannt, pflanzliche Öle für wäßrige Beschichtungsstoffe zu verwenden. Durch die vorherige thermische Umsetzung dieser Öle mit Aminderivaten, entstehen in den Molekülen polare Gruppen. Die zwar eine Wasserlöslichkeit ermöglichen, aber beim praktischen Einsatz durch Wasser an eben dieser Stelle im Molekül angegriffen werden können.

Aus der DE 35 43 359 ist es bekannt, daß Kunst- und andere Harze mit Fettsäuren modifiziert werden. Durch die Modifi­ zierung der verschiedenen Harze mit höheren Fettsäuren wird zwar eine verbesserte Wetterbeständigkeit der daraus herge­ stellten Beschichtungsstoffe erzielt, die Gesamtheit der positiven Eigenschaften der höheren Fettsäuren, insbesondere die Penetrationstfähigkeit, kann jedoch nicht erhalten werden.

Aus der EP 0 449 263 A1 ist es bekannt, einen wasserverdünn­ baren Beschichtungsstoff aus einer Acrylat-Copolymer-Disper­ sion und einer Silikonharz-Emulsion herzustellen.

Bei konventionellen Lacken ist es bekannt, durch den Zusatz von trocknenden Ölen und Silikonharzen das Penetrationsvermö­ gen der Beschichtung deutlich zu verbessern und hydrophobe Ei­ genschaften zu erzielen. Bei wäßrigen Korrosionsschutz-Be­ schichtungssystemen ist der Zusatz dieser Stoffe bisher nicht erfolgt, da der notwendigerweise erhöhte Zusatz von Tensiden und Dispergierhilfsmitteln zu entscheidenden Nachteilen führte.

Durch die bisher bekannten wasserverdünnbaren Beschichtungs­ stoffe können bei Instandhaltungsanstrichen die mit der Unter­ grundbeschaffenheit bestehenden Probleme nicht gelöst werden. Die für einwandfreie Anstriche notwendige Fettfreiheit und der Normreinheitsgrad sind selten erzielbar, so beispielsweise bei ölverschmierten Güterwagen. Bei vernarbten Oberflächen ist trotz Sandstrahlvorbehandlung der Einschluß von korrosionssti­ mulierenden Schadstoffen, wie Sulfate oder Chloride, nicht auszuschließen. Die Anstrichfläche wird durch die bekannten Stoffe in Mikrobezirken nicht vollständig beschichtet. An diesen Stellen erfolgt dann bevorzugt die erneute Korrosion.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, einen wasserverdünnbaren Beschichtungsstoff der gattungsgemäßen Art und ein Verfahren zur Herstellung zu schaffen, der ein hohes Fettaufnahmevermögen und eine gute Penetrationsfähigkeit aufweist und welcher gleichzeitig eine erhöhte Wasser- und Wetterbeständigkeit erreicht.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch den Zusatz von trocknenden Ölen, insbesondere von pflanzlichen Ölen, und/oder Silikonharzen zur Bindemitteldispersion ohne chemische Umsetzung bei erhöhter Temperatur, werden das Penetrationsvermögen und die hydrophoben Eigenschaften deutlich verbessert. Es wird dabei kein erhöhter Anteil an Zusatzstoffen benötigt, welche die positiven Eigenschaften des Beschichtungsstoffes verschlech­ tern würden. Infolge der oxydativen Trocknung der Öle wird eine Durchhärtung der Beschichtung und eine zusätzliche Hydrophobierung der Oberfläche erreicht.

Es werden eine entscheidend verbesserte Untergrundunem­ pfindlichkeit des Beschichtungsstoffes sowie eine sehr gute Untergrundbenetzung, Haftung und damit ein optimaler Korro­ sionsschutz erreicht. Die Oberflächeneigenschaften der Be­ schichtungen werden gegenüber reinen Acrylat-, Methacrylat- Copolymer-Bindemitteln gravierend verändert. In Verbindung mit der Zunahme der hydrophoben Eigenschaften der Beschichtungen wird eine wesentliche Schwäche der wäßrigen Beschichtungs­ stoffe überwunden. Mit der Veränderung der oberflächenspezi­ fischen Eigenschaften wird es auf den Beschichtungsstoffen möglich, zur Kennzeichnung selbstklebende Folien auf zubringen. Die erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffe weisen penetrierende Eigenschaften auf, so daß im Rahmen von Instandhaltungsarbeiten auf stark vernarbten Untergründen gearbeitet werden kann. Die Beschichtungsstoffe sind in der Lage, relativ dicke Öl- und Fettschichten zu tolerieren, ohne abzuperlen. Bei geringen Fettschichten erfolgt keine Minderung der Korrosionsschutzwir­ kung. Die Beschichtungsstoffe verhalten sich damit analog zu hochlösemittelhaltigen Beschichtungsstoffen auf Alkydharzbasis oder auf Basis physikalisch trocknender Bindemittel. Die Was­ serfestigkeit der Beschichtungen aus wäßrigen Acrylat-, Meth­ acrylat- oder Acrylat-Copolymer-Bindemitteln bleibt erhalten. Es lassen sich gut lagerbeständige, stabile Beschichtungsstof­ fe herstellen, die durch Verdunstung von Wasser und den gerin­ gen Anteilen organischer Lösemittel auch in dicken Schichten schnell physikalisch trocknen und z. B. bei Raumtemperatur durch oxydative Vernetzung nachhärten. Die Beschichtungsstoffe weisen sehr gute Verarbeitungseigenschaften bei den üblichen Applikationsverfahren auf. Sie ermöglichen an senkrechten Flä­ chen die Applizierung von Naßschichtdicken bis 400 um, ohne abzusacken. Trotz dieser hierzu erforderlichen hohen Struktur­ viskosität ist durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung eine sehr gute Verarbeitung durch Streichen gegeben.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der wasserverdünn­ bare Beschichtungsstoff aus nur 2 Gew.% organischen Lösungsmitteln, z. B. Testbenzin und Butylglycol, hergestellt. Der Anteil der Pigmentstoffe, z. B. eines modifizierten Zinkphosphats und von Eisenoxidrot, beträgt 27 Gew.% und des Füllstoffes, z. B. Talkum, beträgt 10 Gew.%, während der Anteil der Additive, wie Konservierungsmittel, Dispergierhilfsmittel, Entschäumer, Rostbildungshemmer , Polyurethan-Verdickungsmittel, mit 2,1 Gew.% gewählt ist.

In Verbindung mit dem zugesetzten Wasser bilden diese Stoffe insgesamt 50 Gew.% des Beschichtungsstoffes. Die verbleibenden 50 Gew.% setzen sich zu gleichen Teilen aus einer Silikon­ harzemulsion und aus einer Acrylat-Copolymer-Dispersion zu­ sammen.

In einer zweiten Ausführungsform besteht der wasserverdünnbare Beschichtungsstoff ebenfalls aus 2 Gew.% organischen Lösungs­ mitteln, 10 Gew.% Füllstoff und 2,1 Gew.% Additiven der aufgeführten Art, aber aus 30 Gew.% Pigmenten und 5,9 Gew.% Wasser sowie aus 40 Gew.% einer Acrylat-Copolymer-Dispersion und 10 Gew.% eines trocknenden Öles, z. B. Sojaöl.

In einer dritten Ausführungsform besteht der wasserverdünnbare Beschichtungsstoff aus 2 Gew.% organischem Lösungsmittel, 10 Gew.% Füllstoff, 2,1 Gew.% Additiven und aus 27 Gew.% Pig­ menten, 8,9 Gew.% Wasser sowie aus 20 Gew.% Silikonharz­ emulsion, 20 Gew.% Acrylat-Copolymer-Dispersion, 10 Gew.% trocknendes Öl, z. B. Sojaöl. Der Gewichtsverhältnisbereich der Stoffe kann bei allen Ausführungsformen sehr stark variieren, z. B. kann in der dritten Ausführungsform der Acrylat- Copolymer-Dispersions-Anteil zwischen 20 bis 40 Gew.%, der Anteil der Silikonharzemulsion zwischen 20 bis 50 Gew.% und der Anteil des trocknenden Öls zwischen 2 bis 10 Gew.% gewählt sein.

Claims (5)

1. Wasserverdünnbarer Beschichtungsstoff mit hydrophoben und penetrierenden Eigenschaften mit weniger als 5 Gew.% organischen Lösungsmitteln, auf der Basis von physikalisch trocknendem Polymerisatharz, oxydativ trocknenden Ölen und/oder Silikonharzen, mit Pigmenten, Füllstoffen, Additiven, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel eine Kombination ohne chemische Umsetzung von einer in Wasser dispergierten Acrylat-Copolymer-Dispersion (50 Gew.-%)

• - und einem trocknenden Öl im Gewichtsverhältnisbereich von 100 zu 4 bis 80 oder
• - und einem trocknenden Öl im Gewichtsverhältnisbereich zur Acrylat-Copolymer-Dispersion (50 Gew.-%) von 100 zu 4 bis 80 und einer Silikonharzemulsion in einem Gewichtsverhältnis­ bereich zwischen der Acrylat-Copolymer-Dispersion (50 Gew.-%) mit Öl und der Silikonharzemulsion von 100 zu 2 bis 20 einge­ setzt ist.

2. Wasserverdünnbarer Beschichtungsstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Acrylat-Copolymer-Dispersion in einem Gewichtsverhältnisbereich von anteilig 30 bis 65 Gew.% eingesetzt ist.

3. Wasserverdünnbarer Beschichtungsstoff nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pigment-Volumen-Konzen­ tration in einem Bereich von 15 bis 38 Vol.% gewählt ist.

4. Verwendung des wasserverdünnbaren Beschichtungsstoffes nach den Ansprüchen 1 bis 3 für Korro­ sions-Schutzüberzüge auf Metallen und anderen Werkstoffen.

5. Verfahren zur Herstellung des Beschichtungsstoffes nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Homogenisierung der wäßrigen Dispersionen mit vorzulegendem Wasser und den Additiven und anschließend eine Vor- und Feindispergierung der Feststoffe und nach der Feindispergierung die Dispergierung weiterer Additive und die Einarbeitung des trocknenden Öls erfolgen.