DE102018004943A1

DE102018004943A1 - Konservierungsmittelfreie Pigmentpaste

Info

Publication number: DE102018004943A1
Application number: DE102018004943.5A
Authority: DE
Inventors: Ingo Hörsting; Jan Leusmann; Dietmar Erber
Original assignee: Brillux GmbH and Co KG
Current assignee: Brillux GmbH and Co KG
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2019-12-24
Also published as: EP3810709A1; WO2019243593A1

Abstract

Eine Pigmentpaste enthaltend, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Pigmentpaste, 1 bis 75 Gew.% Pigment, 0,1 bis 10 Gew.% Silikonat, 0,5 bis 30 Gew.% Netzmittel und 15 bis 75 Gew.% Wasser, wobei der pH Wert der Pigmentpaste von 10 bis 14 beträgt sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Pigmentpaste, ein Überzugsmittel enthaltend mindestens ein Beschichtungsmittel und mindestens eine solche Pigmentpaste und ein Verfahren zur Herstellung eines Überzugsmittels werden beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pigmentpaste zum Abtönen eines Beschichtungsmittels, ein Verfahren zur Herstellung der Pigmentpaste sowie ein Überzugsmittel enthaltend Beschichtungsmittel und Pigmentpaste. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Überzugsmittels unter Verwendung der Pigmentpaste und die Verwendung von Silikonat zur Stabilisierung und/oder Erhöhung der Lagerstabilität von Pigmentpasten.
Pigmentpasten zum Abtönen von Beschichtungsmitteln, wie beispielsweise Farben und Lacken, sind grundsätzlich bekannt. Pigmentpasten werden üblicherweise durch Dispergieren von Pigmenten und gegebenenfalls Füllstoffen und anderen geeigneten Materialien hergestellt und vor dem Einsatz mit dem abzutönenden Beschichtungsmittel vermischt. Derartige Farbmischsysteme sind herkömmlichen Beschichtungsmitteln insbesondere im Hinblick auf Bevorratung und Logistik überlegen. Abgetönte Beschichtungsmittel enthalten mindestens ein Beschichtungsmittel und mindestens eine Pigmentpaste. Abgetönte Beschichtungsmittel werden auch als Überzugsmittel bezeichnet.
Im Vergleich zum Zumischen pulverförmiger Pigmente zu einem Beschichtungsmittel haben Pigmentpasten den Vorteil, dass sich diese einfach und homogen verteilen lassen und gut zu dosieren sind. Weiter vorteilhaft ist, dass sie keinen Farbstaub enthalten, da dieser beim Zumischen leicht die Umgebung verunreinigt. Schließlich können Pigmentpasten auf die erwünschte Farbstärke eingestellt und daher auf einfache Weise über das Volumen in ein Beschichtungsmittel wie beispielsweise eine Kunststoffdispersionsfarbe eindosiert und eingerührt werden.
Grundsätzlich können Pigmentpasten zum Abtönen von ganz unterschiedlichen Beschichtungsmitteln eingesetzt werden. Ein bedeutender Bereich ist hierbei das Abtönen von Kunststoffdispersionsfarbe, auch bekannt als Dispersionsfarbe. Dispersionsfarben enthalten üblicherweise relativ große Mengen an organischchemischen Bestandteilen, insbesondere an Kunstharzpolymeren, insbesondere in Form von Kunstharzdispersionen.
Um eine ausreichende Lagerstabilität zu gewährleisten, benötigen Dispersionsfarben und/oder Pigmentpasten üblicherweise Konservierungsmittel, insbesondere Biozide, wie Isothiazolinone. Diese können jedoch insbesondere bei Allergikern Reizungen und Hautirritationen hervorrufen.
In den vergangenen Jahren sind Dispersionsfarben entwickelt worden, die auf Konservierungsmittel verzichten. In den Druckschriften EP 1 297 079 B1 , DE 1 031 910 , DE 10 2014 013 455 A1 und DE 10 2016 002 221 A1 werden jeweils Dispersionsfarben beschrieben, die ohne Konservierungsmittel auskommen. Allerdings wird in keiner dieser Druckschriften eine Pigmentpaste beschrieben, die auf Konservierungsmittel, insbesondere Biozide wie Isothiazolinon, verzichtet. Somit muss auf konservierungsmittelhaltige Pigmentpasten zurückgegriffen werden, um diese konservierungsmittelfreien Dispersionsfarben abzutönen.
Aus diesem Grund können die oben beschriebenen Dispersionsfarben nicht konservierungsmittelfrei abgetönt werden. Durch den Einsatz einer konservierungsmittelhaltigen Pigmentpaste wird somit Konservierungsmittel in die Dispersionsfarbe eingebracht und die abgetönte Dispersionsfarbe eignet sich nicht mehr für die Anwendung für Allergiker.
Die Herstellung einer konservierungsmittelfreien Pigmentpaste erscheint allerdings aus mehreren Gründen schwieriger als die Herstellung einer konservierungsmittelfreien Dispersionsfarbe.
Das hängt zunächst damit zusammen, dass Pigmentpasten deutlich stärker in ihren Zusammensetzungen und Konzentrationen variieren als Dispersionsfarben. Die Menge an Pigment und Wasser kann in größeren Bereichen variieren als für Dispersionsfarben üblich und folglich können Pigmentpasten auch eine größere Varianz in ihrer Viskosität aufweisen. Eine weitere besondere Herausforderung an Pigmentpasten im Vergleich zu Dispersionsfarben liegt in der hohen Flexibilität, die Pigmentpasten bereitstellen müssen. Die Pigmentpasten sollen flexibel mit ganz unterschiedlichen Farben, Lacken oder Putzen vermischt werden können. Hierfür muss die Pigmentpaste eine gute Mischbarkeit und Kompatibilität mit unterschiedlichen Beschichtungsmitteln aufweisen. Die Beschichtungsmittel weisen teilweise bedeutende Unterschiede in ihrer Zusammensetzung und ihrem pH Wert auf. Daher ist ein solches Maß an Mischbarkeit und Kompatibilität der Pigmentpasten schwer zu erreichen.
Außerdem sind die Lagerungsanforderungen an Pigmentpasten deutlich höher als die Lagerungsanforderung an Dispersionsfarben. Pigmentpasten müssen üblicherweise für deutlich längere Zeiträume gelagert werden, da sie oft unregelmäßig zum Abtönen von Farben eingesetzt werden und nicht wie fertige Farben relativ zügig aufgebraucht werden. Dort unterliegen diese einer Belastung durch Schädlinge aus der Luft in Kombination mit der hohen Luftfeuchtigkeit im Mischbehälter. Zudem wird Pigmentpasten im Mischautomaten beim Abpumpen zusätzlich weiterer Luftsauerstoff zugefügt, der in der Paste durch das permanente Mischen zudem gut verteilt wird. Der zugefügte Luftsauerstoff kann Schädlinge miteinbringen und deren Wachstum fördern. Beim Abpumpen eines Teils der Paste im Mischautomaten setzt sich zudem an den oberen Innenseiten des Behälters in dem die Paste im Mischautomaten vorliegt, ein hochkonzentrierter, feuchter, pulverförmiger Absatz der Paste ab, der ein hervorragender Nährboden für Schädlinge darstellt. Deshalb enthalten Pigmentpasten üblicherweise neben einem höheren Gehalt an Topfkonservierern auch Fungizide zur Vermeidung von Befall im Mischbehälter.
Aufgrund der deutlich längeren Lagerzeiten stellt sich bei Pigmentpasten auch die Schwierigkeit, dass die Pigmente über deutlich längere Zeiträume den Bedingungen in der Paste ausgesetzt sind als in einer Dispersionsfarbe. Die in den Druckschriften EP 1 297 079 B1 , DE 1 031 910 , DE 10 2014 013 455 A1 und DE 10 2016 002 221 A1 beschriebenen konservierungsmittelfreien Dispersionsfarben benötigen ein stark alkalisches Milieu um den Befall durch Schädlinge zu verhindern. In einer konzentrierten und über lange Zeiträume anzuwendenden Paste stellt sich die Gefahr, dass die Pigmentpaste in der Form nicht dauerhaft stabil und in allen erforderlichen Qualitäten kontinuierlich kompatibel ist.
Die vorliegende Erfindung stellt sich somit die Aufgabe, eine konservierungsmittelfreie Pigmentpaste bereitzustellen, die über Zeiträume von mindestens sechs Monaten ohne jeglichen Qualitätsverlust und ohne Schädlingsbefall zum Abtönen eines Beschichtungsmittels, insbesondere in Farbmischautomaten, einsetzbar ist.
Die vorliegende Erfindung stellt sich weiterhin die Aufgabe, eine konservierungsmittelfreie Pigmentpaste bereitzustellen, die flexibel zum Abtönen von unterschiedlichen Beschichtungsmitteln genutzt werden kann.
Des Weiteren stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine konservierungsmittelfreie Pigmentpaste bereitzustellen, die in Mischbehältern von Mischautomaten im Wesentlichen ohne Qualitätsverlust und im Wesentlichen ohne Schädlingsbefall zum Abtönen von Beschichtungssystemen eingesetzt werden kann.
Alle oder einige dieser Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Pigmentpaste von Anspruch 1, das Verfahren nach Anspruch 11, das Verfahren nach Anspruch 13, das Überzugsmittel nach Anspruch 15, sowie die Verwendung nach Anspruch 17 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend im Einzelnen erläutert.
Die erfindungsgemäße Pigmentpaste enthält, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Pigmentpaste,

a. 1 bis 75 Gew.% Pigment,
b. 0,1 bis 10 Gew.% Silikonat,
c. 0,5 bis 30 Gew.% Netzmittel,
d. 15 bis 75 Gew.% Wasser,

Überraschend hat sich gezeigt, dass eine Pigmentpaste enthaltend, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Pigmentpaste, 1 bis 75 Gew.% Pigment, 0,1 bis 10 Gew.% Silikonat, 0,5 bis 30 Gew.% Netzmittel und 15 bis 75 Gew.% Wasser, wobei der pH Wert der Pigmentpaste von 10 bis 14 beträgt, lagerungsbeständig ist für Zeiträume von über 6 Monaten im Wesentlichen ohne Verlust an Farbqualität. Die erfindungsgemäße Pigmentpaste benötigt hierzu keine Konservierungsmittel. Selbst im hochkonzentrierten, feuchten, pulverförmigen Absatz der Paste an den oberen Innenseiten des Behälters in dem die Paste im Mischautomaten vorliegt, tritt bei der erfindungsgemäßen Paste kein Schädlingsbefall ein. Die erfindungsgemäße Pigmentpaste lässt sich zudem mit ganz unterschiedlichen Beschichtungsmitteln kombinieren und einfach vermischen. Die erfindungsgemäße Pigmentpaste eignet sich hervorragend zum Abtönen von konservierungsmittelfreien Dispersionsfarben. Mit der erfindungsgemäßen Pigmentpaste können folglich konservierungsmittelfreie Dispersionsfarben und andere konservierungsmittelfreie Beschichtungsmittel abgetönt werden.
Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden sein zu wollen, scheint das Zusammenwirken des Netzmittels mit dem Silikonat in der Pigmentpaste die Paste ausreichend vor dem Befall durch Schädlinge zu schützen, ohne dabei die Pigmente oder andere Bestandteile der Paste langfristig zu schädigen, und trotzdem eine Paste zu ergeben, die über breite Konzentrationsbereiche der anderen Bestandteile in der Paste sowie mit einer großen Anzahl unterschiedlicher Beschichtungsmittel kompatibel ist. Ohne die erfindungsgemäßen Gehalte an Netzmittel und Silikonat haben Pigmentpasten entweder nicht ausreichend langanhaltende konservierende Wirkung oder sie sind nicht über breite Konzentrationsbereiche der anderen Bestandteile in der Paste sowie mit einer großen Anzahl unterschiedlicher Beschichtungsmittel kompatibel. Ein solches Zusammenwirken von Netzmittel und Silikonat war zuvor ausgehend vom Stand der Technik nicht zu erwarten.
Silikonate gemäß der Erfindung sind insbesondere Verbindungen mit der Formel M(OSi(R)(OH)₂)_y, wobei M ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall, y 1 oder 2 und R ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, insbesondere ein C₁- bis C₆-Alkylrest, ist. Erdalkali- oder Alkalimetallsilikonate können beispielsweise durch Umsetzen von Alkylsilantriol mit einem Erdalkali- oder Alkalimetallhydroxid erhalten werden. Die Herstellung von Lösungen von Silikonaten, insbesondere wässrigen Lösungen, ist beispielsweise in der DE 1 031 910 beschrieben.
In den Verbindungen M(OSi(R)(OH)₂)_y, die für das erfindungsgemäße Silikonat in Frage kommen, kann das Alkalimetall oder das Erdalkalimetall M insbesondere ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Lithium, Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium und Mischungen davon. Vorzugsweise ist M ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lithium, Natrium, Kalium und Mischungen davon. Der Kohlenwasserstoffrest R ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, iso-Butyl-, tert-Butyl, n-Pentyl-, iso-Pentyl-, tert-Pentyl-, Neopentyl-, Phenyl-, Aryl-, und Cyclohexyl-. Bevorzugt ist der Kohlenwasserstoffrest R ein C₁- bis C₆-Alkylrest, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, iso-Butyl-, tert-Butyl, n-Pentyl-, iso-Pentyl-, tert-Pentyl- und Neopentyl-. Bevorzugt ist der Kohlenwasserstoffrest R Methyl-. Weiter bevorzugt ist das Silikonat der erfindungsgemäßen Pigmentpaste ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lithiummethylsilikonat, Natriummethylsilikonat und Kaliummethylsilikonat. Am bevorzugtesten ist das Silikonat Kaliummethylsilikonat. Diese Silikonate, insbesondere Kaliummethylsilikonat ergeben homogene Oberflächen und sind gut handhabbar.
Das Silikonat ist in der erfindungsgemäßen Pigmentpaste in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Pigmentpaste. Bevorzugt enthält die erfindungsgemäße Pigmentpaste 0,1 bis 7 Gew.%, weiter bevorzugt 0,2 bis 3 Gew.%, bevorzugter 0,3 bis 2 Gew.%, noch bevorzugter 0,3 bis 1 Gew.% und besonders bevorzugt 0,3 bis 0,9 Gew.% Silikonat, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Pigmentpaste. Pigmentpasten mit einem solchen Anteil an Silikonat zeigen eine ausgezeichnete Lagerstabilität, bei der auch über einen Zeitraum von über 6 Monaten kein Qualitätsverlust beobachtbar ist. Über den gleichen Zeitraum ist auch kein Befall durch Pilze oder andere biologische Schädlinge zu beobachten.
Die Pigmentpaste enthält erfindungsgemäß 1 bis 75 Gew.% Pigment. Hierbei kommen verschiedene Substanzen als Pigmente infrage. Bevorzugt ist das Pigment ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Titandioxid, Eisenoxidgelb, Arylid (Monoazo), Bismutvanadat, (Di-)Arylide, Azokondensationspigmente, Pyranthone, Isoindoline, Anthrachinone, Derivate von Dioxazinen, Perinone, Naphtol-AS-Derivate, Perylene, Chinacridone, Indanthrene, Phthalocyanine, Rutil-Zinn-Zink, Chinacridone, Diketo-pyrrolo-pyrrol, Eisenoxidrot, Phthalocyaninblau, Dioxazin, Kobaltblau, Ultramarinblau, Phthalocyaningrün, Chromoxidgrün, Kobaltgrün, Farbruss, Eisenoxidschwarz, Pyrazolo-Chinazolon, Naphtol-AS-Monoazopigment, Pigment Violet 23, und Mischungen davon.
Der Anteil an Pigment in der Paste variiert in großen Bereichen. Dies hängt zum einen mit der gewünschten Farbe der Paste zusammen, zum anderen mit der Farbstärke des Pigments. Bevorzugte Mengenbereiche von Pigment in der Paste sind 5 bis 70 Gew.%, vorzugsweise 10 bis 65 Gew.%, weiter bevorzugt 20 bis 55 Gew.% und besonders bevorzugt 30 bis 50 Gew.% Pigment.
Üblicherweise werden anorganische Pigmente in größeren Mengen eingesetzt als organische Pigmente. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Pigmentpaste von 20 bis 75 Gew.% eines anorganischen Pigments, bevorzugt von 40 bis 70 Gew.% eines anorganischen Pigments. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Pigmentpaste von 1 bis 50 Gew.%, bevorzugt von 1 bis 20 Gew.% eines organischen Pigments. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Pigmentpaste von 20 bis 75 Gew.%, bevorzugt von 40 bis 70 Gew.% eines anorganischen Pigments und von 1 bis 20 Gew.%, bevorzugt von 1 bis 10 Gew.% eines organischen Pigments.
Gemäß einer Ausführungsform werden bevorzugt anorganische Pigmente eingesetzt. Beispiele für anorganische Pigmente sind Oxide wie Titandioxid, Eisenoxide, z.B. P.Y. 42, P.R. 101, P.Bk. 11, Chromoxidgrün, z.B. P.G. 17, Chromeisenoxide, z.B. P.Br. 29, Mischphasenpigmente z.B. Cobaltoxide Blau P.B. 28 und Grün P.G. 50, Bismutvanadat P.Y. 184, Rutil-Zinn-Zink P.O. 216, Rutil-Zinn-Zink-Titan P.Y. 213, Silikate, z.B. Ultramarinblau P.B. 29 und Kohlenstoff, z.B. Ruß P.Bk. 7.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden bevorzugt organische Pigmente eingesetzt. Beispiele für organische Pigmente sind Azopigmente, z.B. Arylidgelb (Monoazo) P.Y. 74, Polycyclische Pigmente, z.B. Chinacridone P.R. 122, Perinone P.O. 43, Pyrazolo-Chinazolon P.O. 67, Diketo-Pyrrolo-Pyrrol (DPP) P.R. 254, Dioxazine P.V. 23 und Metallkomplexpigmente, z.B. Kupferphthalocyanine Blau P.B. 15:3 und Grün P.G. 7.
Die für die Beispiele verwendeten Bezeichnungen der anorganischen und organischen Pigmente entsprechen den Generic Names des Colour Index der British Society of Dyers and Colourists.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden Mischungen von anorganischen und organischen Pigmenten eingesetzt.
Durch die Verwendung der angeführten Pigmente können farbige Pigmentpasten hergestellt werden, die im Wesentlichen das ganze Farbspektrum abdecken.
Neben den Komponenten Pigment, Silikonat und Wasser kann die erfindungsgemäße Pigmentpaste Füllstoff enthalten. Die Pigmentpaste kann insbesondere 0,01 bis 60 Gew.% oder 0,01 bis 50 Gew.% oder 0,01 bis 40 Gew.% oder 0,01 bis 30 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Pigmentpaste, Füllstoff enthalten. Der Füllstoff kann aus der Gruppe bestehend aus Carbonaten, Sulfaten, Oxiden und Mischungen davon ausgewählt sein. Insbesondere kann der Füllstoff aus der Gruppe bestehend aus Dolomit, Bariumsulfat, Feldspat, Quarz, Calciumcarbonat, Glimmer, Kaolin, kalziniertes Kaolin, Talkum, Ton, Silika, Diatomeenerde und Mischungen davon ausgewählt sein. Gemäß einer Ausführungsform ist der Füllstoff Calciumcarbonat. Derartige Füllstoffe ergeben Pigmentpasten mit einer guten Verarbeitbarkeit.
Calciumcarbonat kann dabei in verschiedener Form, beispielsweise in Form von Kreide oder Calcit eingesetzt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Pigmentpaste zumindest einen Füllstoff. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform enthält die Pigmentpaste keinen Füllstoff. Der Einsatz von Füllstoffen in der Paste hängt von der Gesamtzusammensetzung der Paste ab. Grundsätzlich kann der Preis der Paste durch den Einsatz von Füllstoffen gesenkt werden. Allerdings kann es durch den Einsatz von Füllstoff auch zu Schwierigkeiten in der Kompatibilität der Komponenten in der Paste kommen, insbesondere kann sich der Füllstoff im Mischautomaten absetzen. Über Füllstoffe können außerdem zusätzliche Sporen ins System eingetragen werden. Zudem haben Füllstoffe negative Auswirkungen auf glänzende Systeme und reduzieren im Allgemeinen die Witterungsstabilität des Überzugmittels.
Praktische Versuche haben gezeigt, dass die Pigmentpaste besonders gut mit Beschichtungsmitteln vermischt werden kann, wenn die Füllstoffpartikel klein sind. Vorteilhafterweise weisen die Füllstoffpartikel der erfindungsgemäßen Pigmentpaste eine Größe von weniger als 100 µm, insbesondere weniger als 80 µm, bevorzugt von 0,1 bis 50 µm, weiter bevorzugt von 1 bis 30 µm auf. Verfahren zur Bestimmung der Partikelgröße sind dem Fachmann bekannt. Beispielsweise kann die Partikelgröße mittels Grindometer nach DIN EN ISO 1524, insbesondere nach DIN EN ISO 1524:2013-06, bestimmt werden. Dabei bezieht sich die Partikelgröße der Füllstoffe insbesondere auf die maximale Agglomeratgröße in der Pigmentpaste.
Ferner kann die Partikelgröße, insbesondere die Partikelgrößenverteilung, auch mittels Transmissionselektronenmikroskopie bestimmt werden.
Bevorzugt wird die Partikelgröße mittels Grindometer nach DIN EN ISO 1524:2013-06 bestimmt.
Die Pigmentpaste enthält zudem mindestens ein Netzmittel. Das Netzmittel dient als Antiflockungsmittel, welches das Ausflocken der suspendierten Partikel aus der Paste verhindert. Zudem wird durch das Netzmittel die Verteilung der Pigmentpaste in dem Beschichtungsmittel verbessert.
Überraschenderweise weisen Pigmentpasten mit den erfindungsgemäßen Gehalten an Netzmittel und Silikonat eine gute Kompatibilität der Bestandteile der Pigmentpaste selbst sowie der Pigmentpaste mit dem abzutönenden Beschichtungsmittel auf.
Der Anteil des Netzmittels an der Pigmentpaste kann in weiten Bereichen variieren und richtet sich grundsätzlich nach der gewünschten Viskosität der Pigmentpaste. Die jeweils geeignete Menge an Netzmittel hängt dabei von der Art des eingesetzten Netzmittels, von der Menge und Art des eingesetzten Pigments sowie von den gegebenenfalls vorhandenen weiteren Bestandteile der Pigmentpaste ab.
Üblicherweise können bereits mit einem Netzmittelanteil von 0,5 bis 30 Gew.%, vorzugsweise 0,5 bis 25 Gew.%, weiter bevorzugt von 1 bis 20 Gew.%, weiter bevorzugt von 1 bis 15 Gew.%, weiter bevorzugt von 2 bis 12 Gew.%, besonders bevorzugt von 4 bis 10 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Pigmentpaste, hervorragende Ergebnisse erzielt werden. Ein höherer Anteil an Netzmittel an der Pigmentpaste als 30 Gew.% kann zu einer unerwünschten glänzenden Oberfläche des mit Pigmentpaste abgetönten Beschichtungsmittels führen. Bei dem Verzicht oder dem Einsatz von zu wenig Netzmittel kann es vorkommen, dass nicht sämtliches Pigment in die Paste eingebunden wird, welches dann nicht oder nur eingeschränkt zur Deckkraft beiträgt.
Beispiele für Netzmittel sind Diethylmaleat, Tallöl, Polyethylenpolyamin, Reaktionsprodukte aus Tallöl und Polyethylenpolyamin, Polyether, Polyetherphosphat, Polyethylenglykolmonomethylether, ortho-Kresylglycidylether, 2-Ethylhexylglycidylether, Block-Copolymere, Ammoniumsalze von Acrylatcopolymeren, Polyetherpolysiloxan, Polyoxyethylen-(2)-stearylalkohol, Polyester, fettsäuremodifizierte Polyester und Mischungen davon.
Der pH Wert der Pigmentpaste beträgt erfindungsgemäß von 10 bis 14, bevorzugt von 10 bis 12, weiter bevorzugt von 10,4 bis 11,6. Besonders bevorzugt beträgt der pH Wert der Pigmentpaste mehr als 10,4 und weniger als 11,5. Es wurde gefunden, dass Pigmentpasten mit den angegebenen pH Werten auch bei einer Lagerung über mehrere Monate keine oder nur geringfügige Verfärbungen aufweisen, selbst wenn sie im Wesentlichen frei von Konservierungsmitteln sind. „Im Wesentlichen frei von Konservierungsmitteln“ bedeutet dabei, dass die Pigmentpaste Konservierungsmittel höchstens in Spuren, insbesondere in einer Menge von weniger als 2 ppm enthält. Mit dem oben beschriebenen pH Wert wird das optimale Gleichgewicht getroffen zwischen dem Verhindern des Befalls durch Schädlinge und der Stabilität der Komponenten in der Paste.
Erfindungsgemäße Pigmentpasten mit derartigen pH Werten haben den zusätzlichen Vorteil, auch ohne besondere Vorkehrungen hinsichtlich des Arbeitsschutzes verwendet werden zu können.
Der pH Wert kann beispielsweise durch Zugabe von alkalischen Substanzen, auch Alkalisteller genannt, eingestellt werden. Beispiele für alkalische Substanzen sind Alkalimetallhydroxide wie Litihium-, Natrium- und/oder Kaliumhydroxid, Erdalkalimetallhydroxide wie Magnesium-, Calcium-, und/oder Bariumhydroxid, Ammoniumhydroxid und/oder Ettringit (Ca₆[Al(OH)₆]₂(SO₄ × 26 H₂O)).
Das Xonotlit weist vorzugsweise ein monoklines Kristallsystem auf (Xonotlitmonoklin). Es hat sich gezeigt, dass Xonotlit und/oder Ettringit in besonders vorteilhafter Weise in Kombination mit dem in der erfindungsgemäßen Pigmentpaste enthaltenen Silikonat eingesetzt werden können. Insbesondere weisen Pigmentpasten, die neben Silikonat Xonotlit und/oder Ettringit als Alkalisteller enthalten, eine erhöhte pH-Stabilität auf.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält die erfindungsgemäße Pigmentpaste neben Silikonat mindestens einen Alkalisteller in einer Menge von 0,005 bis 3 Gew.%, insbesondere von 0,01 bis 1 Gew.%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Pigmentpaste. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Pigmentpaste 0,005 bis 3 Gew.%, insbesondere von 0,01 bis 1 Gew.% Kaliumhydroxid, Xonotlit und/oder Ettringit, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Pigmentpaste, enthalten.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bleibt der pH Wert der erfindungsgemäßen Pigmentpaste über einen Zeitraum von mindestens 4 Wochen, bevorzugt mindestens 8 Wochen, weiter bevorzugt mindestens 12 Wochen, noch weiter bevorzugt mindestens 16 Wochen, noch weiter bevorzugt mindestens 20 Wochen, im Wesentlichen konstant. „Im Wesentlichen konstant“ bedeutet dabei, dass sich der gemessene pH Wert im Rahmen des bei Messungen des pH Werts üblichen Messtoleranzbereichs nicht ändert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich die erfindungsgemäße Pigmentpaste ferner dadurch aus, dass sie eine Viskosität von 0,1 bis 12 Pas, vorzugsweise 0,5 bis 8 Pas, besonders bevorzugt von 0,8 bis 5 Pas, gemessen bei 23 °C und bei einer Schergeschwindigkeit von 3 s^-1 im Rotationsviskosimeter mit zylindrischer Messgeometrie aufweist. Vorzugsweise weist die Pigmentpaste bei einer Schergeschwindigkeit von 50 s^-1 und einer Temperatur von 23 °C im Rotationsviskosimeter mit zylindrischer Messgeometrie eine Viskosität von 0,1 bis 5 Pas, vorzugsweise von 0,2 bis 3 Pas, besonders bevorzugt von 0,35 bis 1,5 Pas, auf.
Eine Viskosität von 0,1 bis 8 Pas bei 3 s^-1 ist für die Verarbeitbarkeit von Pigmentpasten optimal, da sie eine besonders einfache Vermischung mit gängigen Beschichtungsmitteln erlaubt. Das Dosieren der erfindungsgemäßen Pigmentpaste kann beispielsweise problemlos in handelsüblichen Mischautomaten durchgeführt werden. Die Viskosität der erfindungsgemäßen Pigmentpaste ist insbesondere hoch genug, um zu verhindern, dass sich die in ihr enthaltenen Feststoffe wie Pigmente und/oder Füllstoffe am Boden des Vorratsbehälters im Mischautomaten absetzen. Gleichzeitig ist die Viskosität aber niedrig genug, dass sich die Pigmentpaste in ein Beschichtungsmittel hinreichend genau und reproduzierbar eindosieren lässt.
Die erfindungsgemäße Pigmentpaste kann zudem als weitere Additive Dispergiermittel, Rheologieadditive, Entschäumer und/oder Hydrophobierungsmittel enthalten.
Beispiele für Rheologieadditive sind Methylhydroxyethylcellulose, Schichtsilikat wie Smektit und Hectorit, Xanthangummi, Siliciumdioxid, Polyurethanharz, Octan-1-ol (ethoxyliert, 4-EO), Alkoholalkoxylate, Ethylenoxid-Propylenoxid-Copolymere, Maleinsäureanhydrid-Diisobutylen-Copolymere, Polyacryl- und Polymethacrylsäure und deren Salze, Methylcellulosen, Carboxymethylcellulosen, Hydroxymethylcellulosen, Polyurethane, Alkalimetallphosphate, Acrylate und Salze modifizierter Phosphorsäuren, sowie deren Mischungen.
Beispiele für Entschäumer sind Polyurethanharze, Polyglykole, Triglyceride, Polysiloxan-Polyether-Copolymere und Silikonöle.
Beispiele für Hydrophobiermittel sind insbesondere oligomere und polymere Siloxane und Silikonharze.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Pigmentpaste im Wesentlichen frei von Konservierungsmitteln, insbesondere von Isothiazolinen. „Im Wesentlichen frei von Konservierungsmitteln“ bedeutet dabei, dass die Pigmentpaste Konservierungsmittel höchstens in Spuren, insbesondere in einer Menge von weniger als 2 ppm enthält. Beispiele für Isothiazoline sind Methylisothiazolinon, Chlormethylisothiazolinon, Benzisothiazolinnon, Octylisothiazolinon, Dichloroctylisothiazolinon und Butylbenzisothiazolinon. Vorzugsweise ist die Pigmentpaste frei von ([([(2-dihydro-5-methyl-3(2H)-oxazolyl)-1-methylethoxy]methoxy)methoxy]methanol.
Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Pigmentpaste bereit, umfassend die Schritte

a. Bereitstellen einer Zusammensetzung enthaltend, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Pigmentpaste,
1. i. 1 bis 75 Gew.% Pigment,
2. ii. 0,1 bis 10 Gew.% Silikonat,
3. iii. 0,5 bis 30 Gew.% Netzmittel,
4. iv. 15 bis 75 Gew.% Wasser,
b. Dispergieren der in a. genannten Komponenten.

Vorzugsweise umfasst das Verfahren als weiteren Schritt c., das Einstellen des pH Wertes auf einen Wert von 10 bis 14.
Die angeführten Schritte a. bis c. können in beliebiger Reihenfolge fachspezifisch durchgeführt werden.
Das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Pigmentpaste zum Silikonat Gesagte gilt gleichermaßen auch für das Silikonat des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Pigmentpaste zum Pigment Gesagte gilt gleichermaßen auch für das Pigment des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Pigmentpaste zu Füllstoff Gesagte gilt gleichermaßen auch für Füllstoff des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Pigmentpaste zum Netzmittel Gesagte gilt gleichermaßen auch für das Netzmittel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Pigmentpaste zum pH Wert sowie zur alkalischen Substanz Gesagte gilt gleichermaßen auch für den pH Wert sowie für die alkalische Substanz des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die erfindungsgemäße Pigmentpaste eignet sich hervorragend zum Abtönen von Beschichtungsmitteln. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, dass die Pigmentpaste einen äußerst geringen Einfluss auf den Glanz des Farbmischsystems hat. Durch das Vermischen eines Beschichtungsmittels mit einer Pigmentpaste wird das Beschichtungsmittel abgetönt. Dadurch wird ein abgetöntes Beschichtungsmittel erhalten. Abgetönte Beschichtungsmittel werden auch als Überzugsmittel bezeichnet. Überzugsmittel enthalten mindestens eine erfindungsgemäße Pigmentpaste und ein oder mehrere Beschichtungsmittel. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung eines Überzugsmittels, in dem mindestens eine erfindungsgemäße Pigmentpaste mit einem oder mehreren Beschichtungsmitteln vermischt wird. Vorzugsweise wird das Vermischen durch Mischautomaten durchgeführt.
Vorzugsweise wird zur Herstellung des Überzugsmittels maximal ein Anteil von 15 Vol.% Pigmentpaste in das Beschichtungsmittel gemischt. Auf diese Weise wird ein gut streichbares und haltbares Überzugsmittel erhalten, welches selbst dann lange haltbar ist, wenn das Beschichtungsmittel frei von Konservierungsmitteln ist.
Als Beschichtungsmittel, das oder die mit der mindestens einen erfindungsgemäßen Pigmentpaste vermischt wird oder werden, eignen sich hierbei ganz unterschiedliche Beschichtungsmittel. Als Beschichtungsmittel kommen insbesondere Silikatfarben, Dispersions-Silikatfarben, Lacke, Putze und Kunststoffdispersionsfarben, vorzugsweise Kunststoffdispersionsfarben, in Frage. So kann die erfindungsgemäße Pigmentpaste zum Abtönen von Silikatfarben, Dispersions-Silikatfarben, Lacken, Putzen und Kunststoffdispersionsfarben, vorzugsweise zum Abtönen von Kunststoffdispersionsfarben, eingesetzt werden. Vorzugsweise ist das Beschichtungsmittel konservierungsmittelfrei.
Die Erfindung hat außerdem zum Gegenstand ein Überzugsmittel umfassend mindestens eine erfindungsgemäße Pigmentpaste und mindestens ein Beschichtungsmittel. Vorzugsweise ist das Überzugsmittel im Wesentlichen frei von Konservierungsmitteln.
Zudem hat die Erfindung die Verwendung eines Silikonats zur Stabilisierung und/oder Erhöhung der Lagerstabilität von Pigmentpasten zum Gegenstand.
Die Erfindung wird im Folgenden durch Beispiele näher erläutert, die jedoch nur der Veranschaulichung dienen und nicht limitierend sind.
Beispiele
Eine Pigmentpaste mit der folgenden, in Tabelle 1 wiedergegebenen Formulierung wurde hergestellt durch Mischen der in Tabelle 1 angegebenen Bestandteile, dosierte Angaben jeweils in Gew.%.

Bestandteil Formulierung A

Diketopyrrolopyrrol- Rotpigment 3

Calciumcarbonat 25

Kaliummethylsilikonat 0,5

Entschäumer 0,2

Netzmittel 4

Rheologieadditive 3,3

Wasser 64
Die Formulierung A zeigte eine gute Lagerstabilität von mehr als 6 Monaten ohne Verfärbungen und ließ sich gut verarbeiten. Insbesondere zeigte die Formulierung eine gute Mischbarkeit mit Beschichtungsmitteln, insbesondere mit Kunststoffdispersionsfarben. Der pH Wert betrug für Formulierung A nach 6 Monaten 11,2.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1297079 B1 [0006, 0011]
DE 1031910 [0006, 0011, 0020]
DE 102014013455 A1 [0006, 0011]
DE 102016002221 A1 [0006, 0011]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN ISO 1524 [0034]
DIN EN ISO 1524:2013-06 [0034, 0036]

Claims

Pigmentpaste enthaltend, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Pigmentpaste, a. 1 bis 75 Gew.% Pigment, b. 0,1 bis 10 Gew.% Silikonat, c. 0,5 bis 30 Gew.% Netzmittel, d. 15 bis 75 Gew.% Wasser, wobei der pH Wert der Pigmentpaste von 10 bis 14 beträgt.
Pigmentpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,1 bis 7 Gew.%, insbesondere 0,2 bis 3 Gew.%, 0,3 bis 2 Gew.%, 0,3 bis 1 Gew.% oder 0,3 bis 0,9 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Pigmentpaste, Silikonat enthält.
Pigmentpaste nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titandioxid, Eisenoxidgelb, Arylid (Monoazo), Bismutvanadat, (Di-)Arylide, Azokondensationspigmente, Pyranthone, Isoindoline, Anthrachinone, Derivate von Dioxazinen, Perinone, Naphtol-AS-Derivate, Perylene, Indanthrene, Phthalocyanine, Rutil-Zinn-Zink, Chinacridone, Diketo-pyrrolo-pyrrol, Eisenoxidrot, Phthalocyaninblau, Dioxazin, Kobaltblau, Ultramarinblau, Phthalocyaningrün, Chromoxidgrün, Kobaltgrün, Farbruss, Eisenoxidschwarz, Pyrazolo-Chinazolon, Naphtol-AS-Monoazopigment, Pigment Violet 23, und Mischungen davon.
Pigmentpaste nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Diethylmaleat, Tallöl, Polyethylenpolyamin, Reaktionsprodukte aus Tallöl und Polyethylenpolyamin, Polyether, Polyetherphosphat, Polyethylenglykolmonomethylether, ortho-Kresylglycidylether, 2-Ethylhexylglycidylether, Block-Copolymere, Ammoniumsalze von Acrylatcopolymeren, Polyetherpolysiloxan, Polyoxyethylen-(2)-stearylalkohol, Polyester, fettsäuremodifizierte Polyester und Mischungen davon.
Pigmentpaste nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmentpaste 0,01 bis 60 Gew.%, insbesondere 0,01 bis 50 Gew.% oder 0,01 bis 40 Gew.% oder 0,01 bis 30 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Pigmentpaste, Füllstoff enthält, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Carbonaten, Sulfaten, Oxiden und Mischungen davon.
Pigmentpaste nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der pH Wert der Pigmentpaste von 10 bis 12, insbesondere von 10,4 bis 11,6, beträgt.
Pigmentpaste nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der pH Wert der Pigmentpaste über einen Zeitraum von mindestens 4 Wochen, insbesondere mindestens 8 Wochen oder mindestens 12 Wochen oder mindestens 16 Wochen oder mindestens 20 Wochen, im Wesentlichen konstant bleibt.
Pigmentpaste nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmentpaste als weitere Additive Dispergiermittel-, Rheologieadditive, Entschäumer und/oder Hydrophobierungsmittel enthält.
Pigmentpaste nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmentpaste eine Viskosität von 0,1 bis 12 Pas, vorzugsweise 0,5 bis 8 Pas, besonders bevorzugt von 0,8 bis 5 Pas, gemessen bei 23 °C und bei einer Schergeschwindigkeit von 3 s^-1 im Rotationsviskosimeter mit zylindrischer Messgeometrie aufweist und/oder dass die Pigmentpaste eine Viskosität von 0,1 bis 5 Pas, vorzugsweise von 0,2 bis 3 Pas, besonders bevorzugt von 0,35 bis 1,5 Pas, gemessen bei 23 °C und bei einer Schergeschwindigkeit von 50 s^-1 im Rotationsviskosimeter mit zylindrischer Messgeometrie aufweist.
Pigmentpaste nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmentpaste im Wesentlichen frei von Konservierungsmitteln ist.
Verfahren zur Herstellung einer Pigmentpaste nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend a. Bereitstellen einer Zusammensetzung enthaltend, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, i. 1 bis 75 Gew.% Pigment, ii. 0,1 bis 10 Gew.% Silikonat, iii. 0,5 bis 30 Gew.% Netzmittel, iv. 15 bis 75 Gew.% Wasser, b. Dispergieren der in a. genannten Komponenten.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen Schritt c., Einstellen des pH Wertes auf einen Wert von 10 bis 14, umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Überzugsmittels, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Pigmentpaste nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit einem oder mehreren Beschichtungsmitteln vermischt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermischen der Pigmentpaste mit dem oder den Beschichtungsmittel(n) durch einen Mischautomaten durchgeführt wird.
Überzugsmittel enthaltend mindestens eine Pigmentpaste nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und mindestens ein Beschichtungsmittel.
Überzugsmittel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Überzugsmittel im Wesentlichen frei von Konservierungsmitteln ist.
Verwendung eines Silikonats zur Stabilisierung und/oder Erhöhung der Lagerstabilität von Pigmentpasten.