METHOD OF MAKING AQUEOUS PAINTS

Abstract: 1. Method of making aqueous paints by stirring in a hot, aqueous wax emulsion, with the proviso that the wax is coupled with an emulsifier and the hot aqueous wax emulsion at 80 degrees C to 100 degrees C is, with vigorous stirring, either allowed to run into an aqueous paint which contains hydrophobic paint auxiliaries and is at 10 degrees C-40 degrees C, or the hot aqueous wax emulsion is first allowed to run, with vigorous stirring, into an aqueous emulsion of the hydrophobic paint auxiliary, which is at 10 degrees C-40 degrees C, and this mixture is added to the aqueous paint, 0.5 to 5 parts by weight of wax being used per 0.1 to 15 parts by weight of liquid hydrophobic paint auxiliary.

Description: Verfahren zum Herstellen von wässrigen Lacken Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von wässrigen Lacken mit einem Gehalt an flüssigen hydrophoben Lackhilfsmitteln. Es ist in der Lackindustrie ueblich, Lacken1 insbesondere auch wässrigen Lacken, Lackhilfsmittel zur Beeinflussung bestimmter Lackeigenschaften, wie z.B. Benetzung, Verlauf, Haftung, Härtung und Vernetzung, zuzugeben. Die flUssigen hydrophoben Lackhilfsmittel können beispielsweise Duftstoffe, Farbstoffe, Benetzungsmittel, Entschäumer, Katalysatoren, Initiatoren, Vernetzer und Stoffe mit Trennwirkung, wie z.B. Paraffine oder Silikonöle, sein. Aus der DE-OS 31 12 659 ist ein Verfahren zum Herstellen von wässrigen Lacken mit einem Gehalt an mineralischen FUllstoffen und/oder Pigmenten bekannt, bei dem man eine zwischen 80 0C und 100 0C heisse Wachsemulsion in Wasser unter starkem Rühren in den wässrigen Lack, der die mineralischen FUllstoffe und/oder Pigmente enthält, einfliessen lässt. Hierbei werden auf 0,1 bis 15 Gewichtsteile mineralische FUllstoffe und/oder Pigmente 0,5 bis 5 Gewichtsteile Wachs eingesetzt. Die einzelnen Partikel werden von einem voluminösen Wachsmantel umhUllt und dadurch im spezifischen Gewicht dem Gesamtsystem angepasst. Dadurch bleiben die umhUllten Teilchen in der Schwebe, womit die'Sedimentation unterbunden wird. Bei Einsatz flüssiger hydrophober Hilfsmittel in wässri- gen Lacken tritt die Schwierigkeit auf, eine homogene Verteilung der Lackhilfsmittel als Voraussetzung fUr eine Uber den Bindemittelfilm völlig einheitliche Wirkung zu erreichen. Eine Entmischung fUhrt schon nach kurzer Lagerzeit zur Unbrauchbarkeit des Materials. Hydrophobe flüssige Hilfsmittel agglomerieren an der Oberfläche der wässrigen Lösung, bilden an der Gefässwandung Ablagerungen, oder es entsteht in Abhängigkeit vom spezifischen Gewicht ein Bodensatz. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Methode zur Einarbeitung hydrophober Lackhilfsmittel in wässrige Bindemittelsysteme zu erarbeiten, wobei die Lackhilfsmittel homogen verteilt und somit stabilisiert werden sollen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man eine 80 0C bis 100 OC heisse, wässrige Wachsemulsion unter starkem RUhren entweder in den wässrigen, die hydrophoben Lackhilfsmittel enthaltenden Lack, der eine Temperatur im Bereich von 10 OC bis 40 C hat, einfliessen lässt oder zunächst die heisse wässrige Wachsemulsion unter starkem Rühren in eine wässrige Emulsion des Lackhilfsmittels, die eine Temperatur im Bereich von 10 OC 0 bis 40 C hat, einfliessen lässt und diese Mischung dem wässrigen Lack zusetzt, wobei auf 0,1 bis 15 Gewichtsteile flüssiges hydrophobes Lackhilfsmittel 0,5 bis 5 Gewichtsteile Wachs kommen und das Wachs mit einem Emulgator gekoppelt ist. Die flüssigen hydrophoben Stoffe werden in den wässrigen Lösungen durch starkes Rühren in kleine Tröpfchen fein verteilt. Noch während des RUhrvorganges wird eine 80 OC bis 100 OC heisse wässrige Lösung eines Wachses in dünnem Strahl in den Kegel, der sich am Rührstab von unten nach oben verbreiternd bildet, eingetragen. Beim Abkühlen fällt das Wachs aus und umhüllt hierbei die im Wasser fein verteilten Tröpfchen der hydrophoben Flüssigkeit. Das Mengenverhältnis des flüssigen hydrophoben Lackhilfsmittels zu Wachs von 0,1 bis 15 zu 0,5 bis 5 Gewichtsteilen wird so gewählt, dass die Gesamtoberfläche der zu umhüllenden Flüssigkeits tröpfchen abgedeckt werden kann. Auf diese Weise wird die ursprünglich hydrophobe Oberfläche der Flüssigkeitströpfchen durch die Wachshülle mit hydrophilen Eigenschaften ausgestattet. Das durch dieses Verfahren in Wasser bzw. in einer wässrigen Lösung eingearbeitete, flüssige Lackhilfsmittel wird gleichmässig verteilt, die Lösung ist stabil und lagerfähig. Es war überraschend und nicht vorhersehbar, dass eine spezielle Arbeitsweise der Wachseinfällung zu einer Umhüllung von hydrophoben Flüssigkeiten führt. Es hat sich herausgestellt, dass das beste Ergebnis erzielt wird, wenn die Temperatur der wässrigen Vorlage, in die die heisse Wachslösung eingefällt wird, im Bereich von 15 OC bis 20 OC liegt. Wachse sind als Lackadditive gebräuchlich, und zwar vorwiegend zur Mattierung des Lackfilms. Hierfür kommen vor allem Wachse mit höherem Schmelzbereich in Betracht. Die Einarbeitung in die wässrigen Lacke erfolgt durch Einrühren von gepulvertem Hartwachs oder aus einer Wachslösung oder Wachspaste. Die Herstellung der Wachsemulsionen erfolgt am einfachsten nach dem Wachs- zu -Wasser Verfahren. Dabei werden Wachsschuppen oder Wachspulver in das vorgelegte heisse Wasser eingerührt. Daran schliesst sich ein kurzes Aufkochen auf 100 OC an, bis eine gleichmässige Emulsion vorliegt. Es ist aber auch möglich, das Wachs erst zu schmelzen und danach in die Wachsschmelze heisses Wasser einzurühren. Im allgemeinen wird eine 10 bis 20Gew.-%ige Emulsion hergestellt, die mit heissem Wasser verdünnt werden kann. Geeignet sind Wachse, deren Schmelzpunkt über 60 OC und deren Trübungspunkt in Toluol zwischen 35 OC und 45 0C liegt. Bevorzugte Wachse sind Esterwachse auf Basis eines gebleichten und modifizierten Montanwachses. Vorteilhafterweise ist das Wachs mit einem nichtionogenen Emulgator gekoppelt. Wirkungslos in bezug auf Homogenität und Stabilisierung bleibt die Einarbeitung von Wachs, wenn man die heisse Wachsemulsion in Wasser auf eine Temperatur von unter 80 OC abkühlen lässt. Das emulgierte bzw. gelöste Wachs fällt beim Trübungspunkt wieder aus. Wird eine derart abgekühlte Wachsmischung, die in vielen Fällen als Gel vorliegt, in den wässrigen Lack eingearbeitet, kann eine Entmischung nicht verhindert werden. Die geeigneten wässrigen Lacke enthalten in der Regel keine organischen Lösungsmittel und sind mit Wasser misch- und verdünnbar. Die Bindemittel sind in den wässrigen Lacken entweder gelöst oder liegen in Form einer Dispersion vor. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren müssen die Bindemittel und Lacke mit Wasser mischbar sein. So eignen sich beispielsweise Melamin-Formaldehyd Harze, die mit Alkoholen verethert werden. Die gewünschte Wirkung der Hilfsstoffe wird beim Auftragen des Nassfilms bzw. bei der darauffolgenden Trocknung bzw. Härtung durch Temperatureinwirkung, aber auch beim Kalander-Verfahren durch die hierbei übliche zusätzliche Ausübung eines linearen oder flächigen Drucks erreicht. Bei der Härtung der Bindemittelfilme werden die umhüllten flüssigen Lackhilfsmittel wieder freigesetzt und können somit ihre Wirkung entfalten. Das Verfahren kann zur Herstellung sowohl von Fertigals auch von Halbfabrikaten dienen. Eine Emulsion von Silikonöl in Wasser kann gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren mit einer heissen Wachsemulsion behandelt werden, wobei eine Verkapselung der Silikontröpfchen durch das ausfallende Wachs eintritt. Die auf diese Weise hergestellte Mischung ist homogen und lagerstabil und kann bei Bedarf wässrigen Lacken zwecks Verbesserung der Lackeigenschaften zugemischt werden. Derartige Lacke eignen sich zur Herstellung von Trennpapieren, da das Silikon öl Antihafteigenschaften besitzt. Mit der Methode der Wachseinarbeitung ist verbunden, dass die resultierende Oberfläche des Bindemittelfilmes kratzfester und polierunempfindlicher wird. Weiterhin werden die rheologischen Eigenschaften des flüssigen Materials günstig beeinflusst, da von der Feinstverteilung des Wachses eine thixotropierende Wirkung ausgeht. Ausserdem wird die Gefahr der Blasenbildung dadurch reduziert, dass das fein verteilte Wachs als Entlüftungsmit- tel dient. Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Beispielen näher erläutert. Beispiel 1: Herstellung einer Wachsemulsion Zur Herstellung einer Wachsemulsion wird ein Esterwachs auf Basis eines gebleichten und modifizierten Montanwachses, welches mit einem nichtionogenen Emulgatorsystem gekoppelt ist, verwendet. Das Wachs hat einen 0 Schmelzpunkt von 78 bis 80 C, einen Kegelfliesspunkt bei 25 OC-nach Höppler von ca. 100 kg/cm2, eine Penetrometerzahl bei 25 ohr/100 g/5 Sekunden von 3,5, eine Dichte bei 20 0C von 1,01 bis 1,02, eine Schmelzviskosi 0 tät nach Ubbelohde bei 100 C von ca. 27 mm2/s und einen Trübungspunkt in Toluol von ca. 39 C. Zur Herstellung der Wachsemulsion wird heisses Wasser vorgelegt, in das die Wachsschuppen eingerührt werden. Anschliessend wird die Mischung kurz aufgekocht und auf 20 Gewichts Prozent Wachs eingestellt. Bis zur Verarbeitung wird die Temperatur auf 95 0C aufrechterhalten. Beispiel 2: 400 g eines handelsüblichen, wässrigen Lacks auf der Basis eines mit Methanol veretherten Melamin-Formaldehyd Harzes mit einem Bindemittelfestkörper von ca. 60 % wird mit einem Rührer, dessen Durchmesser 5 cm beträgt, mit 2000 U/min gerührt. Während des Rührens werden 4 g eines handelsüblichen Silikonöls unter Verwendung von 1 g eines handelsüblichen Emulgators in der wässrigen Lösung fein verteilt. Das Zweiphasengemisch hat eine Temperatur 0 von 18 - 20 C. Unter Fortsetzung des Rührens werden 10 g der im Beispiel 1 hergestellten, 95 OC heissen Wachslösung in das wässrige Zweiphasengemisch eingetragen. Nach ca. 10 - 15 Minuten Rührzeit ist der Umhüllungsbzw. Verkapselungsvorgang beendet. Das Silikonöl ist gleichmässig verteilt. Eine Entmischung tritt selbst nach monatelanger Lagerung nicht auf. Aufgrund des eingearbeiteten Silikonöls handelt es sich um ein Überzugsmittel mit guter Trennwirkung. Beispiel 3: 4 g einer Mischung handelsüblicher Silikonöle werden in 85 ml Wasser unter Verwendung von 1 g eines handelsüb- lichen Emulgators unter starkem Rühren einemulgiert. Unter Fortsetzung des Rührens mit 2000 U/min mit einem Rührer, der einen Puxchmesser von 5 cm hat, werden 10 g der im Beispiel 1 hergestellten, 95 OC heissen Wachsemulsion in die Silikon-Wasser-Emulsion, die eine Temperatur von 20 OC hat, eingetragen. Das starke Rühren wird bis zum Abkühlen auf Raumtemperatur fortgesetzt. Das Silikonöl ist gleichmässig verteilt, es tritt nach monatelanger Lagerung keine Entmischung auf. Dieses Halbfabrikat kann nun beispielsweise 400 g eines handels üblichen, wässrigen Lacks auf der Basis eines Harnstoff Formaldehyd-Harzes, welches mit Methanol verethert ist, zugemischt werden. Der wässrige Lack hat gute Trenneigenv schaften, eine Entmischung tritt selbst nach langer Lagerung nicht auf. Vergleichsbeispiel Das Beispiel 2 wird wiederholt, nur mit dem Unterschied, dass die heisse Wachsemulsion vor dem Einbringen in den wässrigen Lack auf Raumtemperatur abgekühlt wird. Die entstandene Paste wird dann unter Rühren in den wässrigen Lack eingetragen. Der Lack zeigt bereits nach 14 Tagen deutliche Absetzerscheinungen.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen von wässrigen Lacken mit einem Gehalt an flüssigen hydrophoben Lackhilfsmit teln, dadurch gekennzeichnet, dass man eine 80 OC bis 100 OC heisse wässrige Wachsemulsion unter starkem Rühren entweder in den wässrigen, die hydrophoben Lack hilfsmittel enthaltenden Lack, der eine Temperatur im Bereich von 10 OC - 40 0C hat, einfliessen lässt oder zunächst die heisse wässrige Wachsemulsion unter starkem Rühren in eine wässrige Emulsion des Lackhilfs mittels, die eine Temperatur im Bereich von 10 C 0 40 C hat, einfliessen lässt und diese Mischung dem wässrigen Lack zusetzt, wobei auf 0,1 bis 15 Gewichts teile flüssiges hydrophobes Lackhilfsmittel 0,5 bis 5 Gewichtsteile Wachs kommen und das Wachs mit einem Emulgator gekoppelt ist. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die flüssigen hydrophoben Lackhilfsmittel ent haltende Lack oder die wässrige Emulsion des Lackhilfs mittels eine Temperatur im Bereich von 15 OC - 20 OC hat. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass man für die Wachsemulsion Wachse mit einem Schmelzpunkt über 60 OC und einem Trübungs punkt in Toluol zwischen 35 C und 45 C verwendet. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wachs mit einem nichtionogenen Emulgator gekoppelt ist.

Inventors: SCHWARZ, GUNTHER, DR., Schwarz, Günther, Dr.
Applicants: BASF LACKE + FARBEN AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1986
Main classification: C09D5
IPC codes: C09D7, C09D5