Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

WO2021078932A1 - Konservierungsmittelfreie dispersionsfarbe - Google Patents

Konservierungsmittelfreie dispersionsfarbe Download PDF

Info

Publication number
WO2021078932A1
WO2021078932A1 PCT/EP2020/079871 EP2020079871W WO2021078932A1 WO 2021078932 A1 WO2021078932 A1 WO 2021078932A1 EP 2020079871 W EP2020079871 W EP 2020079871W WO 2021078932 A1 WO2021078932 A1 WO 2021078932A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
weight
emulsion paint
meth
amino acid
total weight
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/079871
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo Hörsting
Georg Bender
Original Assignee
Brillux Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brillux Gmbh & Co. Kg filed Critical Brillux Gmbh & Co. Kg
Priority to EP20797088.0A priority Critical patent/EP4048741A1/de
Publication of WO2021078932A1 publication Critical patent/WO2021078932A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
    • C09D5/024—Emulsion paints including aerosols characterised by the additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D17/00—Pigment pastes, e.g. for mixing in paints
    • C09D17/001—Pigment pastes, e.g. for mixing in paints in aqueous medium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides

Definitions

  • the present invention relates to an emulsion paint, a method for producing the emulsion paint and the use of the emulsion paint.
  • Plastic emulsion paints also known as emulsion paints
  • emulsion paints are of major economic and technical importance. They usually contain relatively large amounts of organic chemical components, in particular synthetic resins such as polymers, especially in the form of synthetic resin dispersions.
  • emulsion paints usually require preservatives, in particular biocides such as isothiazolines.
  • preservatives in particular biocides such as isothiazolines.
  • conventional preservatives such as isothiazolines are allergens that can cause irritation and irritation to the skin in allergy sufferers.
  • the use of conventional preservatives in emulsion paints is subject to ever more stringent legal restrictions.
  • preservative-free systems for emulsion paints have already been developed. These systems are usually based on water glass and alkyl siliconates. However, preservative-free systems based on pH buffer systems have also been developed for preservative-free emulsion paints.
  • EP 1 297079 B1 describes, for example, an emulsion paint containing polymer dispersion, pigment and / or filler, water glass and water. This emulsion paint is characterized by the fact that it does not require any preservatives. However, due to the presence of water glass, an inorganic binder is also contained, which can impair the properties of the emulsion paint, in particular its processability.
  • EP 3 460010 A1 describes a composition for forming coatings on buildings and the like, which has a content of a buffer system based on phosphate or based on at least one organic amino compound, the content being between 0.01% by weight and 20% by weight of phosphate or phosphate Amino compound in each case based on the total weight of the composition, at least one pKa value of the acid of the buffer system being between 9 and 14.
  • EP 3 460 010 A1 does not solve the problem of impaired processability and / or impaired flow properties.
  • the present invention thus has the object of providing a preservative-free emulsion paint which has excellent processability and / or excellent flow properties.
  • the preservative-free emulsion paint should have a high shelf life and good environmental compatibility.
  • a further object of the invention is to provide a preservative-free emulsion paint which can be produced inexpensively and / or from easily available materials. Furthermore, the preservative-free emulsion paint should meet regulatory requirements and / or be able to be handled with common painting utensils without unusual safety precautions. All or some of these objects are achieved according to the invention by the emulsion paint according to claim 1, the method according to claim 16 and the use according to claim 18.
  • the emulsion paint according to the invention has a pH of 10 to 13 and, based in each case on the total weight of the emulsion paint, contains a. 5 to 75% by weight pigment and / or filler, b. 1 to 30% by weight of binder, selected from the group consisting of poly (meth) acylate, poly (meth) acylate copolymer with a (meth) acylate content of at least 25% by weight, based on the total weight of the copolymer, poly (meth) acrylate terpolymer with a (meth) acrylate content of at least
  • the emulsion paint according to the invention has a high storage stability even without preservatives and at the same time can be processed very well.
  • the emulsion paint according to the invention has excellent flow properties.
  • the components contained in the emulsion paint have excellent compatibility with one another, as a result of which surfaces which are coated with the emulsion paint according to the invention have a uniform and visually appealing appearance.
  • Both the pH value and the flow properties of the Emulsion paints according to the invention remain essentially constant even after a storage time of several weeks, in particular several months.
  • the emulsion paint according to the invention is also inexpensive and can be produced from readily available materials and can be applied to surfaces in a simple manner using common painting utensils.
  • the excellent processability and the excellent flow properties combined with high storage stability of the emulsion paint appear to be due to the interaction of the alkali plate with the amino acid and the binder in the emulsion paint. It has been found that the combination of an amino acid in which each amino group of the amino acid has a pK a value of 9.0 to 10.0 and a binder selected from the group consisting of poly (meth) acylate, poly ( meth) acylate copolymer with a (meth) acylate proportion of at least 25% by weight, based on the total weight of the copolymer, poly (meth) acylate terpolymer with a (meth) acrylate proportion of at least 25% by weight, based Based on the total weight of the terpolymer, polystyrene, polystyrene copolymer with a styrene content of at least 25% by weight, based on the total weight of the copolymer and mixtures
  • the amino acid in the emulsion paint according to the invention leads, on the one hand, to a stabilization of the pH value, as a result of which the emulsion paint is effectively protected against microbial attack for many weeks.
  • the amino acid is in combination with a binder selected from the group consisting of poly (meth) acylate, poly (meth) acylate copolymer with a (meth) acylate content of at least 25% by weight, based on the Total weight of the copolymer, poly (meth) acrylate terpolymer with a (meth) acrylate content of at least 25% by weight, based on the total weight of the terpolymer, polystyrene, polystyrene copolymer with a styrene content of at least 25% by weight, based on the total weight of the copolymer and mixtures thereof, also for the good processability and the excellent flow properties of the emulsion paint responsible.
  • the amino acid of the emulsion paint according to the invention comprises at least one amino group, each amino group of the amino acid having a pKa value in the range from 9.0 to 10.0.
  • the emulsion paint preferably has several amino acids of the type mentioned, e.g. in the form of a mixture of two or more amino acids.
  • the one or more amino acids in the emulsion paint can be ⁇ -amino acids, ⁇ -amino acids, ⁇ -amino acids, d-amino acids or any other amino acids, ⁇ -amino acids being particularly preferred for reasons of cost.
  • any amino group is mentioned here or elsewhere, this means any functional group that has an NR3, NHR2 or NH2R functionality, where each R independently of one another can in principle stand for all different residual groups, in particular for hydrogen, Alkyl, alkenyl, alkynyl, cycloalkyl, haloalkyl, heterocycloalkyl, ether, ester, aryl, heteroaryl, arylalkyl, halogen, amino, hydroxy, thiol, thioether, nitrile , Ketone, carboxy and peroxy groups.
  • amino group for the purposes of the invention also includes amide or guanidine groups.
  • the amino acid arginine has several amino groups within the meaning of the invention, of which only one amino group fulfills the requirement that the pK a value is in the range from 9.0 to 10.0.
  • the guanidine functionality has a pKa value of 12.48.
  • arginine does not meet the requirement within the meaning of the invention that every amino group of the amino acid has a pK a value of 9.0 to 10.0.
  • the pK value of the amino groups of the amino acids is mentioned here or elsewhere, the pK value for the protonated one is specific Amino group meant, ie for the reaction NR3 + H + ⁇ -> NHR 3 + .
  • the pKs value is the negative decadic logarithm of the equilibrium constant for this equilibrium reaction.
  • the pKa value here relates to the pKa value under standard conditions which are known to the person skilled in the art.
  • the pKa value relates to the pKa value of the amino acid at 25 ° C. (298 K) in an aqueous solution at an amino acid concentration of 0.1 to 1.0 mol / L.
  • the equilibrium constant or the pKa value can be determined by means of half-titration by pH measurement.
  • pH pKs at the half-equivalence point.
  • the half-equivalence point is the point at which half of a certain amount of acid has been neutralized with the corresponding amount of base that would have led to complete neutralization.
  • a concentration of 1 mol / L and a temperature of 23 to 25 ° C for the titration can be selected. Bases which can be used for such a half titration are known to the person skilled in the art.
  • the half titration can be carried out with sodium hydroxide and / or potassium hydroxide.
  • An indicator electrode for example a pH electrode, can be used to determine the pH value of the solution, which measures the changes in potential in the solution in combination with such a potentiometric measurement or, independently of this, an indicator can also be used to determine the pH value.
  • pH indicators are known to the person skilled in the art, for example litmus, for example in the form of litmus paper, bromothymol blue, thymol blue, phenolphthalein, methyl red or mixtures thereof, for example in the form of universal indicators, can be used for this.
  • amino acids in which each amino group has a pKa value in the range from 9.0 to 10.0 are outstandingly suitable for stabilizing the pH value of a preservative-free emulsion paint.
  • Emulsion paints that contain such an amino acid have a long-lasting buffer effect, which means that the emulsion paint is protected against microbial attack for a particularly long time.
  • the combination of the amino acid with the binder of the emulsion paint according to the invention gives a coating agent with excellent flow and processing properties.
  • At least one amino group of the amino acid has a pKa value higher than 10.0, it is difficult to achieve an optimal balance between pH value or pH value. To maintain pH stability and excellent flow and processing properties of the paint.
  • At least one amino group of the amino acid has a pKa value lower than 9.0, the buffer effect is inadequate and the color is not adequately protected against microbial attack.
  • the amino acid is selected from the group consisting of alanine, glycine, leucine, isoleucine, valine, serine, threonine and mixtures thereof. It has been found in particular that emulsion paints with the said neutral, acyclic a-amino acids can be processed particularly well and have particularly good rheological properties.
  • the amino acid in the emulsion paint according to the invention is even more preferably selected from alanine, glycine, leucine, isoleucine, valine and mixtures thereof.
  • the amino acids mentioned have no further functional groups apart from the carboxyl and amino groups. It has surprisingly been found that such relatively simple amino acids with the alkali plate and the binder result in a particularly uniform coating agent in the emulsion paint according to the invention. Without wishing to be bound by any particular theory, the simple chemical structure of these amino acids seems to be an advantage, since there are only minimal interfering interactions between the components in the color.
  • the proportion of amino acid in the emulsion paint according to the invention can be from 0.05 to 10% by weight. If the amount of amino acid in the emulsion paint is less than 0.05% by weight, long-term pH stabilization can no longer be guaranteed and the storage stability of the emulsion paint deteriorates considerably. If the amount of amino acid in the emulsion paint is more than 10% by weight, however, the rheological properties of the emulsion paint deteriorate significantly. A particularly good ratio of high storage stability and excellent rheological properties can be achieved if the emulsion paint is from 0.1 to 7% by weight, preferably from 0.2 to 5% by weight, preferably from 0.3 to 2.5% by weight.
  • % more preferably from 0.4 to 2.0% by weight or particularly preferably from 0.5 to 1.5% by weight, based on the total weight of the emulsion paint, amino acid. While the amino acid ensures that the pH value remains stable for many weeks, the alkaline plate ensures the original setting of the pH value, so that the emulsion paint is well protected against microbial attack. If the proportion of alkali metal in the emulsion paint is less than 0.01% by weight, however, this protection can no longer be guaranteed. If the proportion of alkali metal is more than 7% by weight, on the other hand, there is a significant deterioration in the flow properties of the emulsion paint and increased safety requirements are necessary for handling the emulsion paint.
  • the emulsion paint according to the invention contains 0.01 to 7% by weight of alkali plates, based on the total weight of the emulsion paint. It has been found here that particularly good storage stability and excellent handling of the emulsion paint can be ensured if the emulsion paint is from 0.02 to 4% by weight, preferably from 0.05 to 3% by weight, preferably from 0.2 to 2% by weight or particularly preferably from 0.4 to 1.5% by weight, based on the total weight of the emulsion paint, contains alkali plates.
  • alkali plates can be used to adjust the pH value.
  • alkali plates have been selected from the group consisting of alkali hydroxides such as potassium, sodium and / or lithium hydroxide, alkaline earth hydroxides such as magnesium, calcium and / or barium hydroxide, ammonium hydroxide, xonotlite and / or ettringite proved to be particularly suitable.
  • Sodium hydroxide and / or potassium hydroxide is particularly suitable as an alkali plate for the precise adjustment of the pH value of the emulsion paint.
  • the interplay between binder, amino acid, alkali plate and pH value is of particular importance.
  • the binder plays an important role here, because it has to be stable at high pH values, at the same time it has to give the emulsion paint a good structure and bind all components well when it hardens on the wall.
  • the emulsion paint according to the invention contains 1 to 30% by weight of a binder selected from the group consisting of poly (meth) acrylate, poly (meth) acrylate copolymer with a (meth) acrylate content of at least 25% by weight.
  • the emulsion paint has particularly good flow properties, excellent abrasion resistance and effective integration of all components of the emulsion paint during curing if the binder is a poly (meth) acrylate copolymer with a (meth) acrylate content of at least 25 % By weight, based on the total weight of the copolymer. It is particularly preferred here if the poly (meth) acrylate copolymer has a (meth) acrylate content of at least 40% by weight, preferably at least 50% by weight, based on the total weight of the copolymer. Such copolymers have proven to be particularly stable at high pH values.
  • the proportion of binder in the emulsion paint is from 1 to 30% by weight, based on the total weight of the emulsion paint.
  • the emulsion paint has particularly good flow properties and particularly high abrasion resistance when the emulsion paint contains from 2 to 25% by weight, preferably from 3 to 20% by weight or particularly preferably from 4 to 15% by weight, of binder.
  • the emulsion paint according to the invention contains 5 to 75% by weight of pigment and / or filler.
  • Various substances can be used as pigments here.
  • the pigment is preferably selected from the group consisting of titanium dioxide, iron oxide yellow, allyide (monoazo), bismuth vanadate, (di) arylides, azo condensation pigments, pyranthones, isoindolines, anthraquinones, derivatives of dioxazines, perinones, naphthol-AS derivatives, perylenes, quinacridones , Indanthrene, phthalocyanine, rutile-tin-zinc, quinacridone, diketopyrrolo-pyrrole, iron oxide red, phthalocyanine blue, dioxazine, cobalt blue, ultramarine blue, phthalocyanine green, chromium oxide green, cobalt green, carbon black, iron oxide black, pyrazolo-quinazopigone, monolith
  • the proportion of pigment in the emulsion paint can vary within wide limits. This depends on the one hand on the desired color of the emulsion paint and on the other hand with the color strength of the pigment. Preferred ranges of amounts of pigment in the emulsion paint are from 1 to 40% by weight, preferably from 5 to 30% by weight or particularly preferably from 10 to 25% by weight, based on the total weight of the emulsion paint, pigment.
  • the emulsion paint contains from 15 to 50% by weight of an inorganic pigment, preferably from 20 to 40% by weight of an inorganic pigment. According to a further preferred embodiment, the emulsion paint contains from 1 to 35% by weight, preferably from 1 to 20% by weight, of an organic pigment. According to another preferred In the embodiment, the emulsion paint contains from 15 to 50% by weight, preferably from 20 to 40% by weight, of an inorganic pigment and from 1 to 20% by weight, preferably from 1 to 10% by weight, of an organic pigment.
  • inorganic pigments preference is given to using inorganic pigments.
  • inorganic pigments are oxides such as titanium dioxide, iron oxides, e.g. P.Y. 42, P.R. 101, P.Bk. 11, chrome oxide green, e.g. P.G. 17, chromium oxides, e.g. P.Br. 29, mixed phase pigments e.g. cobalt oxide blue P.B. 28 and Green P.G. 50, bismuth vanadate P.Y. 184, rutile-tin-zinc P.O. 216, rutile-tin-zinc-titanium P.Y. 213, silicates, e.g., ultramarine blue P.B. 29 and carbon, e.g. carbon black P.Bk. 7th
  • organic pigments preference is given to using organic pigments.
  • organic pigments are azo pigments, e.g. Alylidgelb (Monoazo) P.Y. 74, polycyclic pigments, e.g., quinacridones P.R. 122, Perinone P.O. 43, pyrazolo-quinazolone P.O. 67, diketo-pyrrolo-pyrrole (DPP) P.R. 254, Dioxazine P.V. 23 and metal complex pigments, e.g. copper phthalocyanine blue P.B. 15: 3 and Green P.G. 7th
  • azo pigments e.g. Alylidgelb (Monoazo) P.Y. 74
  • polycyclic pigments e.g., quinacridones P.R. 122, Perinone P.O. 43, pyrazolo-quinazolone P.O. 67, diketo-pyrrolo-pyrrole (
  • the names of the inorganic and organic pigments used for the examples correspond to the Generic Names of the Color Index of the British Society of Dyers and Colourists.
  • mixtures of inorganic and organic pigments are used.
  • colored emulsion paints can be produced which essentially cover the entire color spectrum.
  • the emulsion paint contains from 5 to 65% by weight, preferably from 15 to 55% by weight or particularly preferably from 25 to 45% by weight, based on the total weight of the Emulsion paint, filler. With this amount of filler in the emulsion paint, a good appearance and, at the same time, good applicability is guaranteed. In addition, emulsion paints can be produced inexpensively with these amounts of filler.
  • fillers for emulsion paints are known to the person skilled in the art. In principle, all fillers known to the person skilled in the art are suitable for the emulsion paint according to the invention. However, it has proven to be particularly advantageous for the application and abrasion properties of the emulsion paint if the filler is selected from the group consisting of dolomite, barium sulfate, feldspar, quartz, calcium carbonate, mica, kaolin, calcined kaolin, talc, diatomaceous earth and mixtures thereof . The emulsion paint has particularly good properties when the filler is a mixture of at least calcium carbonate and calcined kaolin.
  • Calcium carbonate can be used in various forms, for example in the form of chalk or calcite.
  • the filler particles of the emulsion paint according to the invention advantageously have a size of less than 100 ⁇ m, in particular less than 80 ⁇ m, preferably from 0.1 to 50 ⁇ m, more preferably from 1 to 30 ⁇ m.
  • Methods for determining the particle size are known to the person skilled in the art.
  • the particle size can be determined using a grindometer according to DIN EN ISO 1524, in particular according to DIN EN ISO 1524: 2013-06.
  • the particle size of the fillers relates in particular to the maximum agglomerate size in the emulsion paint.
  • the particle size in particular the particle size distribution, can also be determined by means of transmission electron microscopy.
  • the particle size is preferably determined using a grindometer in accordance with DIN EN ISO 1524: 2013-06.
  • the pH of the emulsion paint according to the invention is from 10 to 13, preferably from 10 to 12, particularly preferably from 10.5 to 11.5. It has been found that emulsion paints with the specified pH values show no or only slight changes even after storage for several weeks, even if they were essentially free of preservatives. “Essentially free from preservatives” means that the emulsion paint contains no more than traces of preservatives, in particular in an amount of less than 2 ppm. Even more preferably, the pH of the emulsion paint is from 10.5 to 11.4. Emulsion paints according to the invention with such pH values have the additional advantage that they can also be used without special precautions with regard to occupational health and safety.
  • the emulsion paint according to the invention has a long shelf life and is well protected against microbial attack.
  • the pH value of the emulsion paint remains in the closed container at 22 ° C for a period of at least 4 weeks, preferably at least 8 weeks, preferably at least 12 weeks, more preferably at least 16 weeks or particularly preferably at least 20 weeks Essentially constant.
  • “Essentially constant” here means that the pH value of the emulsion paint changes by less than 1, in particular by less than 0.8 or by less than 0.5. For example, if the pH on the day the emulsion paint was prepared is 11.9, the pH of the emulsion paint in a particularly preferred embodiment of the invention has not fallen below 11.5 after 20 weeks in a closed container at 22 ° C.
  • the emulsion paint according to the invention has excellent rheological properties and can be applied very easily with conventional painting utensils.
  • the emulsion paint has at a shear rate of 3.28 s -1, a viscosity of 10 to 20 Pa-s, preferably from 12 to 18 Pa-s, more preferably from 13 to 17 Pa-s or particularly preferably from 14 to 16.5 Pa-s , on. With such a viscosity, the emulsion paint is particularly suitable for common indoor and outdoor applications.
  • the emulsion paint according to the invention is also distinguished by the fact that the excellent flow properties remain stable even over prolonged storage times.
  • the viscosity of the emulsion paint in the closed container at 22 ° C. remains essentially constant over a period of at least 4 weeks, preferably at least 8 weeks, preferably at least 12 weeks, more preferably at least 16 weeks or particularly preferably at least 20 weeks.
  • “Essentially constant” here means that the viscosity in the period described at a shear rate of 3.28 s -1 by less than 5 Pa-s, preferably less than 3 Pa-s, more preferably less than
  • the viscosity can be determined with an MCR 92 rheometer at a temperature of 20 ° C.
  • a plate geometry (diameter 50 mm) can be used for plate-on-plate measurement (distance 0.5 mm). 100 s 1 or from 0.01 - - preferably a shear ramp of 0.01 s in this case is driven 1000 _1.
  • the emulsion paint according to the invention can furthermore contain additives in order to further optimize the properties of the emulsion paint. It is preferred here if the emulsion paint is from 0.01 to 10% by weight, preferably from 0.05 to 7% by weight, preferably from 0.1 to 5% by weight or particularly preferably from 0.5 to
  • additives are dispersants, wetting agents, thickeners, defoamers and / or water repellants. With this Proportion of the additives mentioned, the properties of the emulsion paint according to the invention can be further improved.
  • rheology additives are methyl hydroxyethyl cellulose, layered silicate such as smectite and hectorite, xanthan gum, silicon dioxide, polyurethane resin, octan-1-ol (ethoxylated, 4-EO), alcohol alkoxylates, ethylene oxide-propylene oxide copolymers, maleic anhydride-diisobutylene copolymers and polyacrylic acid and polyacrylic acid, their salts, methyl celluloses, carboxymethyl celluloses, hydroxymethyl celluloses, polyurethanes, alkali metal phosphates, acrylates and salts of modified phosphoric acids, and mixtures thereof.
  • layered silicate such as smectite and hectorite
  • xanthan gum silicon dioxide
  • polyurethane resin octan-1-ol (ethoxylated, 4-EO)
  • alcohol alkoxylates ethylene oxide-propylene oxide copolymers
  • wetting agents and dispersants are diethyl maleate, tall oil, polyethylene polyamine, reaction products of tall oil and polyethylene polyamine, polyether, polyether phosphate, polyethylene glycol monomethyl ether, ortho-cresyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, block copolymers, ammonium salts of acylate oxy-ethylene-alcohols (2), ammonium salts of poly (alcohol) oxyethylene copolymers, polyoxyethylene-polysiloxane, poly (alcohol) ethoxylated copolymers, polyoxyethylene (2) alkoxides of acylate oxy-polysiloxane, reaction products of tall oil and polyethylene polyamine, polyether, polyether phosphate , Polyesters, fatty acid modified polyesters, and mixtures thereof.
  • defoamers are polyurethane resins, polyglycols, triglycerides, polysiloxane-polyether copolymers and silicone oils.
  • water repellants are, in particular, oligomeric and polymeric siloxanes and silicone resins.
  • the emulsion paint according to the invention is essentially free from preservatives, in particular from isothiazolines.
  • “Essentially free from preservatives” means that the emulsion paint contains no more than traces of preservatives, in particular in an amount of less than 2 ppm.
  • isothiazolines are methylisothiazolinone, chloromethylisothiazolinone, benzisothiazolinnone, octylisothiazolinone, dichloroctylisothiazolinone and butylbenzisothiazolinone.
  • the emulsion paint is preferably free from ([([(2-dihydro-5-methyl-3 (2H) -oxazolyl) -l-methylethoxy] methoxy) methoxy] methanol.
  • the emulsion paint according to the invention consists essentially of 5 to 75% by weight pigment and / or filler, 1 to 30% by weight binder, 0.05 to 10% by weight amino acid, 0.01 to 7% by weight. % Alkali plate and 20 to 60% by weight water.
  • the emulsion paint consists essentially of the components mentioned, this means that the emulsion paint is at least 90% by weight, in particular at least 95% by weight, at least 97% by weight or at least 99% by weight %
  • By weight based on the total weight of the emulsion paint, consists of the components mentioned.
  • up to 10% by weight (or up to 5% by weight, 3% by weight or 1% by weight) of the emulsion paint can consist of other components, in particular dispersants, wetting agents, thickeners, defoamers and / or water repellants are possible.
  • Such emulsion paints are characterized by particularly good flow properties, a very long shelf life and excellent applicability.
  • the emulsion paint consists of 5 to 75% by weight pigment and / or filler, 1 to 30% by weight binder, 0.05 to 10% by weight amino acid, 0.01 to 7% by weight alkali plate and 20 to 60% by weight water.
  • the invention also relates to a method for producing the emulsion paint according to the invention, comprising the steps a. Providing a composition containing, in each case based on the total weight of the composition, i. 5 to 75% by weight pigment and / or filler, ii.
  • binder selected from the group consisting of poly (meth) acylate, poly (meth) acylate copolymer with a (meth) acylate content of at least 25% by weight, based on the total weight of the copolymer, poly (Meth) acrylate terpolymer with a (meth) acrylate component of at least 25% by weight, based on the total weight of the terpolymer, polystyrene, polystyrene copolymer with a styrene content of at least 25% by weight, based on the total weight of the copolymer and mixtures thereof, iii. 0.05 to 10% by weight amino acid, iv.
  • the amino acid comprising at least one amino group and each amino group of the amino acid having a pK a value of 9.0 to 10.0
  • b. Dispersing the in a. named components, c. Adjust the pH to a value from 10 to 13.
  • the steps listed can be carried out subject-specifically in any order.
  • the pH adjustment can already be carried out in the step a. the composition presented.
  • the final pH adjustment can also be carried out with a small amount of alkali metal, in particular sodium hydroxide and / or potassium hydroxide, after dispersing.
  • Dispersion methods for the production of emulsion paints are known to the person skilled in the art.
  • the composition provided can be done with very different dispersing devices.
  • dispersion can be carried out using a dissolver, a three-roller, an agitator ball mill or a rotor-stator dispersing device.
  • the present invention also relates to the use of the emulsion paint according to the invention for indoor and / or outdoor use.
  • the viscosity of the emulsion paint measured with an MCR92 rheometer from Anton Paar ® at a temperature of 20 ° C with a PP50 measuring system (plate geometry; diameter 50 mm, distance 0.5 mm) at a shear rate of 3.28 s 1 and at a The shear ramp from 0.01 to 100 s _1 was 16.3 Pa-s.
  • the viscosity of the emulsion paint after 7 days in a closed container at 50 ° C. was 16.5 Pa-s, after 15 days in a closed container at 50 ° C. it was 16.6 Pa-s and after 22 days in a closed container at 50 ° C 18.3 Pa-s. As a result, the flow properties of the emulsion paint remained essentially constant.
  • the preservative-free emulsion paint produced was thus characterized by excellent storage stability and excellent flow properties.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

Dargestellt und beschrieben wird eine Dispersionsfarbe, welche, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe, folgende Komponenten enthält: 5 bis 75 Gew.% Pigment und/oder Füllstoff, 1 bis 30 Gew.% Bindemittel, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)acrylat, Poly(meth)acrylat-Copolymer mit einem (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, Poly(meth)acrylat-Terpolymer mit einem (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Terpolymers, Polystyrol, Polystyrol-Copolymer mit einem Styrol-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers und Mischungen davon, 0,05 bis 10 Gew.% Aminosäure, 0,01 bis 7 Gew.% Alkalisteller und 20 bis 60 Gew.%Wasser, wobei die Aminosäure mindestens eine Aminogruppe umfasst und jede Aminogruppe der Aminosäure einen pKs Wert von 9,0 bis 10,0 aufweist und wobei der pH Wert der Dispersionsfarbe von 10 bis 13 beträgt. Die Dispersionsfarbe weist eine hervorragende Lagerstabilität sowie ausgezeichnete Fließeigenschaften auf.

Description

Konservierungsmittelfreie Dispersionsfarbe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dispersionsfarbe, ein Verfahren zur Herstellung der Dispersionsfarbe sowie die Verwendung der Dispersionsfarbe.
Kunststoffdispersionsfarben, auch bekannt als Dispersionsfarben, sind von wesentlicher wirtschaftlicher und technischer Bedeutung. Sie enthalten üblicherweise relativ große Mengen an organisch-chemischen Bestandteilen, insbesondere an Kunstharzen wie Polymeren, insbesondere in Form von Kunstharzdispersionen. Um eine ausreichende Lagerstabilität zu gewährleisten, benötigen Dispersionsfarben üblicherweise Konservierungsmittel, insbesondere Biozide wie Isothiazoline. Allerdings sind herkömmliche Konservierungsmittel wie Isothiazoline Allergene, die bei Allergikern Reizungen und Hautirritationen hervorrufen können. Folglich ist die Verwendung herkömmlicher Konservierungsmittel in Dispersionsfarben immer weitergehenden rechtlichen Einschränkungen unterworfen.
Um dieses Problem auszuräumen, sind bereits unterschiedliche konservierungsmittelfreie Systeme für Dispersionsfarben entwickelt worden. Diese Systeme basieren gängiger Weise auf Wasserglas und Alkylsilikonaten. Aber auch konservierungsmittelfreie Systeme basierend auf pH-Puffersystemen sind für konservierungsmittelfreie Dispersionsfarben entwickelt worden.
Eine besondere Herausforderung bei dem Einsatz von Zusatzstoffen zur Stabilisierung von Dispersionsfarben ist hierbei, dass die Zusätze nur einen möglichst geringen Einfluss auf die Verarbeitbarkeit und die Fließeigenschaften der Dispersionsfarbe haben sollten. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass viele der Zusatzstoffe, die zur Stabilisierung der Dispersionsfarbe und zum Schutz vor mikrobiellem Befall eingesetzt werden können, die Verarbeitbarkeit und/oder die Fließeigenschaften der Dispersionsfarbe negativ beeinflussen. Die EP 1 297079 Bl beschreibt beispielsweise eine Dispersionsfarbe enthaltend Polymerdispersion, Pigment und/oder Füllstoff, Wasserglas und Wasser. Diese Dispersionsfarbe zeichnet sich dadurch aus, dass sie keine Konservierungsmittel benötigt. Jedoch ist durch das Vorhandensein von Wasserglas zusätzlich ein anorganisches Bindemittel enthalten, wodurch die Eigenschaften der Dispersionsfarbe, insbesondere ihre Verarbeitbarkeit, beeinträchtigt werden können.
Die EP 3 460010 Al beschreibt eine Zusammensetzung zur Ausbildung von Beschichtungen an Bauwerken und dgl., die einen Gehalt eines Puffersystems auf Phosphatbasis oder auf Basis wenigstens einer organischen Aminoverbindung, wobei der Gehalt zwischen 0,01 Gew.% und 20 Gew.% Phosphat bzw. Aminoverbindung jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung entspricht, wobei wenigstens ein pKs-Wert der Säure des Puffersystems zwischen 9 und 14 liegt. Die Problematik der verschlechterten Verarbeitbarkeit und/oder verschlechterter Fließeigenschaften wird in der EP 3 460 010 Al allerdings nicht gelöst.
Somit stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine konservierungsmittelfreie Dispersionsfarbe bereitzustellen, die eine hervorragende Verarbeitbarkeit und/oder hervorragende Fließeigenschaften aufweist. Gleichzeitig soll die konservierungsmittelfreie Dispersionsfarbe eine hohe Lagerstabilität (shelf life) und eine gute Umweltverträglichkeit aufweisen.
Des Weiteren stellt sich die Erfindung zur Aufgabe, eine konservierungsmittelfreie Dispersionsfarbe bereitzustellen, die sich günstig und/oder aus einfach erhältlichen Materialien hersteilen lässt. Ferner sollte die konservierungsmittelfreie Dispersionsfarbe regulatorischen Anforderungen genügen und/oder sich mit gängigen Malerutensilien ohne außergewöhnliche Sicherheitsvorkehren handhaben lassen. Alle oder einige dieser Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Dispersionsfarbe nach Anspruch 1, das Verfahren nach Anspruch 16 sowie die Verwendung nach Anspruch 18 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend im Einzelnen erläutert.
Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe weist einen pH Wert von 10 bis 13 auf und enthält, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe, a. 5 bis 75 Gew.% Pigment und/oder Füllstoff, b. 1 bis 30 Gew.% Bindemittel, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)aciylat, Poly(meth)aciylat-Copolymer mit einem (Meth)Aciylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, Poly(meth)aciylat-Terpolymer mit einem (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens
25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Terpolymers, Polystyrol, Polystyrol- Copolymer mit einem Styrol-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers und Mischungen davon, c. 0,05 bis 10 Gew.% Aminosäure, d. 0,01 bis 7 Gew.% Alkalisteller und e. 20 bis 60 Gew.% Wasser, wobei die Aminosäure mindestens eine Aminogruppe umfasst und jede Aminogruppe der Aminosäure einen pKs Wert von 9,0 bis 10,0 aufweist.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe auch ohne Konservierungsmittel eine hohe Lagerstabilität aufweist und sich gleichzeitig sehr gut verarbeiten lässt. Insbesondere weist die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe hervorragende Fließeigenschaften auf. Die in der Dispersionsfarbe enthaltenen Komponenten weisen eine hervorragende Kompatibilität zueinander auf, wodurch Oberflächen, die mit der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe beschichtet werden, eine gleichmäßige und optisch ansprechende Erscheinung aufweisen. Sowohl der pH Wert als auch die Fließeigenschaften der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe bleiben auch nach einer Lagerzeit von mehreren Wochen, insbesondere mehreren Monaten, im Wesentlichen konstant.
Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe ist zudem günstig und aus leicht erhältlichen Materialien herstellbar und kann mittels gängiger Malerutensilien auf einfache Weise auf Oberflächen aufgetragen werden.
Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden sein zu wollen, scheinen sich die hervorragende Verarbeitbarkeit und die exzellenten Fließeigenschaften bei gleichzeitig hoher Lagerstabilität der Dispersionsfarbe auf die Wechselwirkung von Alkalisteller mit Aminosäure und Bindemittel in der Dispersionsfarbe zurückführen zu lassen. Es hat sich herausgestellt, dass die Kombination von einer Aminosäure, bei der jede Aminogruppe der Aminosäure einen pKs Wert von 9,0 bis 10,0 aufweist und einem Bindemittel, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)aciylat, Poly(meth)aciylat-Copolymer mit einem (Meth)Aciylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, Poly(meth)aciylat-Terpolymer mit einem (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Terpolymers, Polystyrol, Polystyrol- Copolymer mit einem Styrol-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers und Mischungen davon, gleichzeitig eine hervorragende pH-Stabilisierung ermöglicht als auch besonders gute rheologische Eigenschaften und eine gute Applizierbarkeit zur Folge hat. Diese besondere Wechselwirkung von Aminosäure und Bindemittel war aus dem Stand der Technik nicht ersichtlich.
Die Aminosäure in der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe führt zum einen zu einer Stabilisierung des pH Werts, wodurch die Dispersionsfarbe über viele Wochen effektiv vor mikrobiellem Befall geschützt ist. Zum anderen ist die Aminosäure in Kombination mit einem Bindemittel, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)aciylat, Poly(meth)aciylat-Copolymer mit einem (Meth)Aciylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, Poly(meth)aciylat-Terpolymer mit einem (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Terpolymers, Polystyrol, Polystyrol- Copolymer mit einem Styrol-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers und Mischungen davon, auch für die gute Verarbeitbarkeit und die exzellenten Fließeigenschaften der Dispersionsfarbe verantwortlich.
Die Aminosäure der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe umfasst mindestens eine Aminogruppe, wobei jede Aminogruppe der Aminosäure einen pKs Wert im Bereich von 9,0 bis 10,0 aufweist. Vorzugsweise weist die Dispersionsfarbe mehrere Aminosäuren der genannten Art auf, z.B. in Form einer Mischung von zwei oder mehreren Aminosäuren. Bei der einen oder den mehreren Aminosäure(n) in der Dispersionsfarbe kann es sich um a-Aminosäuren, ß-Aminosäuren, y-Aminosäuren, d-Aminosäuren oder um etwaige andere Aminosäuren handeln, wobei a-Aminosäuren bereits aus Kostengründen besonders bevorzugt sind.
Wenn hier oder an anderer Stelle von „jede Aminogruppe“ die Rede ist, dann ist damit jede funktionelle Gruppe gemeint, die eine NR3, NHR2 oder NH2R Funktionalität aufweist, wobei jedes R unabhängig voneinander grundsätzlich für sämtliche unterschiedliche Restgruppen stehen kann, insbesondere für Wasserstoff, Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkyl-, Halogenalkyl-, Heterocycloalkyl-, Ether-, Ester-, Aryl-, Heteroaryl-, Arylalkyl-, Halogen-, Amino-, Hydroxy-, Thiol-, Thioether-, Nitril-, Keton-, Carboxy- und Peroxy-Gruppe. So umfasst der Begriff „Aminogruppe“ im Sinne der Erfindung auch Amid- oder Guanidin-Gruppen. Somit weist beispielsweise die Aminosäure Arginin mehrere Aminogruppen im Sinne der Erfindung auf, wovon nur eine Aminogruppe die Anforderung erfüllt, dass der pKs Wert im Bereich von 9,0 bis 10,0 liegt. Die Guanidin-Funktionalität weist einen pKs Wert von 12,48 auf. Somit erfüllt Arginin nicht die Anforderung im Sinne der Erfindung, dass jede Aminogruppe der Aminosäure einen pKs Wert von 9,0 bis 10,0 aufweist.
Wenn hier oder an anderer Stelle vom „pKs Wert“ der Aminogruppen der Aminosäuren die Rede ist, ist damit spezifisch der pKs Wert für die protonierte Aminogruppe gemeint, d.h. für die Reaktion NR3 + H+ <-> NHR3 +. Der pKs Wert ist dabei der negative dekadische Logarithmus der Gleichgewichtskonstante für diese Gleichgewichtsreaktion. Hierbei bezieht sich der pKs Wert auf den pKs Wert bei Standardbedingungen, die dem Fachmann bekannt sind. Insbesondere bezieht sich der pKs Wert auf den pKs Wert der Aminosäure bei 25 °C (298 K) in einer wässrigen Lösung bei einer Aminosäure-Konzentration von 0,1 bis 1,0 mol/L.
Verfahren zum Ermitteln der Gleichgewichtskonstante bzw. des pKs Wertes sind dem Fachmann bekannt. Beispielsweise kann die Gleichgewichtskonstante bzw. der pKs Wert mittels Halbtitration durch pH-Messung bestimmt werden. Hierbei folgt für schwache Säuren aus dem Massenwirkungsgesetz pH = pKs am Halbäquivalenzpunkt. Der Halbäquivalenzpunkt ist dabei der Punkt, bei dem die Hälfte einer bestimmten Stoffmenge Säure mit der entsprechenden Stoffmenge Base neutralisiert wurde, die zur vollständigen Neutralisation geführt hätte. Für die Halbtitration kann beispielsweise eine Konzentration von 1 mol/L und eine Temperatur von 23 bis 25 °C für die Titration gewählt werden. Dem Fachmann sind Basen, die für eine solche Halbtitration eingesetzt werden können, bekannt. Beispielsweise kann die Halbtitration mit Natriumhydroxid und/oder Kaliumhydroxid durchgeführt werden. Für die Ermittlung des pH Werts der Lösung kann eine Indikatorelektrode, beispielsweise eine pH-Elektrode eingesetzt werden, die Potentialänderungen in der Lösung misst ln Kombination zu einer solchen potentiometrischen Messung oder unabhängig davon kann auch ein Indikator für das Ermitteln des pH Werts eingesetzt werden. pH-lndikatoren sind dem Fachmann bekannt, beispielsweise kann hierfür Lackmus, beispielsweise in Form von Lackmus-Papier, Bromthymolblau, Thymolblau, Phenolphthalein, Methylrot oder Mischungen davon, beispielsweise in Form von Universalindikatoren, genutzt werden.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass sich Aminosäuren, bei denen jede Aminogruppe einen pKs Wert im Bereich von 9,0 bis 10,0 aufweist, hervorragend zum Stabilisieren des pH Werts einer konservierungsmittelfreien Dispersionsfarbe eignen. Dispersionsfarben, die eine solche Aminosäure enthalten, weisen eine langanhaltende Pufferwirkung auf, was zur Folge hat, dass die Dispersionsfarbe besonders lange vor mikrobiellem Befall geschützt ist. Zudem wird durch die Kombination der Aminosäure mit dem Bindemittel der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe ein Beschichtungsmittel mit hervorragenden Fließ- und Verarbeitungseigenschaften erhalten.
Weist mindestens eine Aminogruppe der Aminosäure hingegen einen höheren pKs Wert als 10,0 auf, so ist es nur schwierig möglich, ein optimales Gleichgewicht zwischen pH Wertbzw. pH-Stabilität und ausgezeichneten Fließ- und Verarbeitungseigenschaften der Farbe zu erhalten.
Werden nur geringe Mengen einer Aminosäure mit mindestens einer Aminogruppe mit einem pKs Wert von mehr als 10,0 eingesetzt, so sind zwar die Fließ- und Verarbeitungseigenschaften der Farbe weiterhin intakt, allerdings ist die Pufferwirkung der Lösung nur begrenzt und die Lagerstabilität der Farbe folglich mangelhaft. Werden hingegen größere Mengen einer Aminosäure mit mindestens einer Aminogruppe mit einem pKs Wert von mehr als 10,0 eingesetzt, so ist zwar die Pufferwirkung der Lösung ausreichend, allerdings verschlechtern sich die Fließ- und Verarbeitungseigenschaften der Farbe deutlich.
Weist zumindest eine Aminogruppe der Aminosäure hingegen einen niedrigeren pKs Wert als 9,0 auf, so ist die Pufferwirkung unzureichend und die Farbe ist nicht ausreichend vor mikrobiellem Befall geschützt.
Diese Probleme stellen sich bei einer Aminosäure, bei der jede Aminogruppe der Aminosäure einen pKs Wert von 9,0 bis 10,0 aufweist, überraschenderweise nicht.
Es hat sich gezeigt, dass eine gute Pufferwirkung besonders effektiv und zugleich kostengünstig erzielt wird, wenn die Aminosäure ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alanin, Glycin, Leucin, Isoleucin, Valin, Serin, Threonin und Mischungen davon. Hierbei hat sich insbesondere herausgestellt, dass Dispersionsfarben mit den genannten neutralen, acyclischen a- Aminosäuren sich besonders gut verarbeiten lassen und besonders gute rheologische Eigenschaften aufweisen.
Noch bevorzugter ist die Aminosäure in der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe ausgewählt aus Alanin, Glycin, Leucin, Isoleucin, Valin und Mischungen davon. Die genannten Aminosäuren weisen außer der Carboxyl- und der Aminogruppe keine weiteren funktionellen Gruppen auf. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass solche relativ simplen Aminosäuren mit dem Alkalisteller und dem Bindemittel in der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe ein besonders gleichmäßiges Beschichtungsmittel ergeben. Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden sein zu wollen, scheint die einfache chemische Struktur dieser Aminosäuren von Vorteil zu sein, da es nur zu minimalen störenden Wechselwirkungen zwischen den Komponenten in der Farbe kommt.
Es hat sich ferner herausgestellt, dass aus der genannten Gruppe an Aminosäuren Alanin und/oder Glycin, vorzugsweise Glycin, zu besonders guten rheologischen Eigenschaften und einer besonders guten Applizierbarkeit der Dispersionsfarbe führen.
Grundsätzlich kann der Anteil an Aminosäure in der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe von 0,05 bis 10 Gew.% betragen. Bei einem Anteil von weniger als 0,05 Gew.% Aminosäure in der Dispersionsfarbe kann eine langanhaltende pH-Stabilisierung nicht mehr gewährleistet werden und die Lagerstabilität der Dispersionsfarbe verschlechtert sich erheblich. Bei einem Anteil von mehr als 10 Gew.% Aminosäure in der Dispersionsfarbe hingegen kommt es zu einer deutlich Verschlechterung der rheologischen Eigenschaften der Dispersionsfarbe. Ein besonders gutes Verhältnis von hoher Lagerstabilität und hervorragenden rheologischen Eigenschaften lässt sich erzielen, wenn die Dispersionsfarbe von 0,1 bis 7 Gew.%, vorzugsweise von 0,2 bis 5 Gew.%, bevorzugt von 0,3 bis 2,5 Gew.%, weiter bevorzugt von 0,4 bis 2,0 Gew.% oder besonders bevorzugt von 0,5 bis 1,5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe, Aminosäure enthält. Während die Aminosäure gewährleistet, dass der pH Wert auch über viele Wochen stabil bleibt, sorgt der Alkalisteller für die ursprüngliche Einstellung des pH Werts, so dass die Dispersionsfarbe gut vor mikrobiellem Befall geschützt ist. Bei einem Anteil an Alkalisteller in der Dispersionsfarbe von weniger als 0,01 Gew.% kann dieser Schutz allerdings nicht mehr gewährleistet werden. Bei einem Anteil an Alkalisteller von mehr als 7 Gew.% hingegen kommt es zu deutlichen Verschlechterungen der Fließeigenschaften der Dispersionsfarbe und erhöhte Sicherheitsanforderungen sind erforderlich für die Handhabung der Dispersionsfarbe. Folglich enthält die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe 0,01 bis 7 Gew.% Alkalisteller, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe. Es hat sich hierbei herausgestellt, dass eine besonders gute Lagerstabilität und eine hervorragende Handhabbarkeit der Dispersionsfarbe gewährleistet werden kann, wenn die Dispersionsfarbe von 0,02 bis 4 Gew.%, vorzugsweise von 0,05 bis 3 Gew.%, bevorzugt von 0,2 bis 2 Gew.% oder besonders bevorzugt von 0,4 bis 1,5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe, Alkalisteller enthält.
Wenn nichts anderes explizit angegeben ist, sind sämtliche Gewichtsprozent-Angaben hierbei auf das Trockengewicht der Verbindung zu beziehen. Wird beispielsweise eine 50%-ige (m/m) wässrige KOH-Lösung als Alkalisteller eingesetzt, so wird nur der KOH-Feststoffanteil zur Berechnung des Anteils an Alkalisteller in der Dispersionsfarbe zurate gezogen. Ein Anteil an 1 Gew.% KOH in der Dispersionsfarbe bedeutet folglich, dass 2 Gew.% einer 50%-igen wässrigen KOH-Lösung eingesetzt wurden. Entsprechendes gilt beispielsweise auch für wässrige Dispersionen von Bindemittelpolymeren oder wässrigen Dispersionen von Pigmenten.
Grundsätzlich können ganz unterschiedliche Alkalisteller für die Einstellung des pH Werts eingesetzt werden. Allerdings haben sich aus ökonomischen sowie praktischen Gründen Alkalisteller ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkalihydroxide wie Kalium-, Natrium- und/oder Lithiumhydroxid, Erdalkalihydroxide wie Magnesium-, Calcium- und/oder Bariumhydroxid, Ammoniumhydroxid, Xonotlit und/oder Ettringit als besonders gut geeignet herausgestellt. Hierbei eignet sich insbesondere Natriumhydroxid und/oder Kaliumhydroxid als Alkalisteller für die präzise Einstellung des pH Werts der Dispersionsfarbe.
Für die besonderen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe ist insbesondere das Wechselspiel zwischen Bindemittel, Aminosäure, Alkalisteller und pH Wert von Bedeutung. Hierbei kommt dem Bindemittel eine wichtige Rolle zu, denn es muss bei den hohen pH Werten stabil sein, gleichzeitig muss es der Dispersionsfarbe eine gute Struktur geben und beim Härten an der Wand sämtliche Komponenten gut einbinden. Für diesen Zweck enthält die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe 1 bis 30 Gew.% eines Bindemittels, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)acrylat, Poly(meth)acrylat-Copolymer mit einem (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, Poly(meth)acrylat-Terpolymer mit einem (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Terpolymers, Polystyrol, Polystyrol-Copolymer mit einem Styrol-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers und Mischungen davon. Diese Bindemittel erfüllen sämtliche der genannten Anforderungen.
Hierbei hat sich herausgestellt, dass die Dispersionsfarbe besonders gute Fließeigenschaften, eine hervorragende Abriebbeständigkeit und eine effektive Einbindung sämtlicher Komponenten der Dispersionsfarbe bei der Aushärtung aufweist, wenn das Bindemittel ein Poly(meth)aciylat-Copolymer mit einem (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, umfasst. Besonders bevorzugt ist es hierbei, wenn das Poly(meth)aciylat-Copolymer einen (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens 40 Gew.%, vorzugsweise mindestens 50 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, aufweist. Solche Copolymere haben sich als besonders stabil bei hohen pH Werten herausgestellt. Der Anteil an Bindemittel in der Dispersionsfarbe beträgt von 1 bis 30 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe. Besonders gute Fließeigenschaften und eine besondere hohe Abriebbeständigkeit weist die Dispersionsfarbe auf, wenn die Dispersionsfarbe von 2 bis 25 Gew.%, vorzugsweise von 3 bis 20 Gew.% oder besonders bevorzugt von 4 bis 15 Gew.%, Bindemittel enthält.
Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe enthält 5 bis 75 Gew.% Pigment und/oder Füllstoff. Hierbei kommen verschiedene Substanzen als Pigmente infrage. Bevorzugt ist das Pigment ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Titandioxid, Eisenoxidgelb, Aiylid (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, Phthalo cyaningrün, Chromoxidgrün, Kobaltgrün, Farbruss, Eisenoxidschwarz, Pyrazolo-Chinazolon, Naphtol-AS-Monoazopigment, Pigment Violet 23, und Mischungen davon.
Der Anteil an Pigment in der Dispersionsfarbe kann in breiten Bereichen variieren. Dies hängt zum einen mit der gewünschten Farbe der Dispersionsfarbe zusammen, zum anderen mit der Farbstärke des Pigments. Bevorzugte Mengenbereiche von Pigment in der Dispersionsfarbe sind von 1 bis 40 Gew.%, bevorzugt von 5 bis 30 Gew.% oder besonders bevorzugt von 10 bis 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe, Pigment.
Üblicherweise werden anorganische Pigmente in größeren Mengen eingesetzt als organische Pigmente. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Dispersionsfarbe von 15 bis 50 Gew.% eines anorganischen Pigments, bevorzugt von 20 bis 40 Gew.% eines anorganischen Pigments. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Dispersionsfarbe von 1 bis 35 Gew.%, bevorzugt von 1 bis 20 Gew.% eines organischen Pigments. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Dispersionsfarbe von 15 bis 50 Gew.%, bevorzugt von 20 bis 40 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. Aiylidgelb (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 Dispersionsfarben hergestellt werden, die im Wesentlichen das ganze Farbspektrum abdecken.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Dispersionsfarbe von 5 bis 65 Gew.%, vorzugsweise von 15 bis 55 Gew.% oder besonders bevorzugt von 25 bis 45 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe, Füllstoff. Bei dieser Menge an Füllstoff in der Dispersionsfarbe wird ein gutes Erscheinungsbild bei gleichzeitig guter Applizierbarkeit gewährleistet. Zudem sind Dispersionsfarben mit diesen Mengen an Füllstoff kostengünstig herstellbar.
Gängige Füllstoffe für Dispersionsfarben sind dem Fachmann bekannt. Grundsätzlich eignen sich für die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe sämtliche dem Fachmann bekannte Füllstoffe. Es hat sich allerdings als besonders vorteilhaft für die Applizier- und Abriebeigenschaften der Dispersionsfarbe herausgestellt, wenn der Füllstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Dolomit, Bariumsulfat, Feldspat, Quarz, Calciumcarbonat, Glimmer, Kaolin, kalziniertes Kaolin, Talkum, Diatomeenerde und Mischungen davon. Besonders gute Eigenschaften weist die Dispersionsfarbe hierbei auf, wenn der Füllstoff eine Mischung aus mindestens Calciumcarbonat und kalziniertem Kaolin ist.
Calciumcarbonat kann dabei in verschiedener Form, beispielsweise in Form von Kreide oder Calcit eingesetzt werden.
Praktische Versuche haben gezeigt, dass die Dispersionsfarbe eine besonders gute Abriebbeständigkeit aufweist, wenn die Füllstoffpartikel klein sind. Vorteilhafterweise weisen die Füllstoffpartikel der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe eine Größe von weniger als 100 pm, insbesondere weniger als 80 gm, bevorzugt von 0,1 bis 50 pm, weiter bevorzugt von 1 bis 30 pm 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 Dispersionsfarbe.
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.
Der pH Wert der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe beträgt von 10 bis 13, bevorzugt von 10 bis 12, besonders bevorzugt von 10,5 bis 11,5. Es wurde gefunden, dass Dispersionsfarben mit den angegeben pH Werten auch bei einer Lagerung über mehrere Wochen keine oder nur geringfügige Veränderungen aufweisen, selbst wenn sie im Wesentlichen frei von Konservierungsmitteln waren. „Im Wesentlichen frei von Konservierungsmitteln“ bedeutet dabei, dass die Dispersionsfarbe Konservierungsmittel höchstens in Spuren, insbesondere in einer Menge von weniger als 2 ppm enthält. Noch weiter bevorzugt beträgt der pH Wert der Dispersionsfarbe von 10,5 bis 11,4. Erfindungsgemäße Dispersionsfarben mit derartigen pH Werten haben den zusätzlichen Vorteil, auch ohne besondere Vorkehrungen hinsichtlich des Arbeitsschutzes verwendet werden zu können.
Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe weist eine hohe Lagerbeständigkeit auf und ist gut gegen mikrobiellen Befall geschützt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bleibt der pH Wert der Dispersionsfarbe im verschlossenen Behälter bei 22 °C über einen Zeitraum von mindestens 4 Wochen, vorzugsweise mindestens 8 Wochen, bevorzugt mindestens 12 Wochen, weiter bevorzugt mindestens 16 Wochen oder besonders bevorzugt mindestens 20 Wochen, im Wesentlichen konstant. „Im Wesentlichen konstant“ bedeutet hierbei, dass sich der pH Wert der Dispersionsfarbe um weniger als 1, insbesondere um weniger als 0,8 oder um weniger als 0,5, ändert. Ist der pH Wert beispielsweise am Tag der Zubereitung der Dispersionsfarbe 11,9, so ist der pH Wert der Dispersionsfarbe gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach 20 Wochen in einem verschlossenen Behälter bei 22 °C nicht unter 11,5 gesunken.
Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe weist hervorragende rheologische Eigenschaften auf und lässt sich sehr gut mit gängigen Malerutensilien applizieren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Dispersionsfarbe bei einer Scherrate von 3,28 s-1 eine Viskosität von 10 bis 20 Pa-s, vorzugsweise von 12 bis 18 Pa-s, weiter bevorzugt von 13 bis 17 Pa-s oder besonders bevorzugt von 14 bis 16,5 Pa-s, auf. Mit einer solchen Viskosität eignet sich die Dispersionsfarbe besonders gut für gängige Anwendungen im Innen- und Außenbereich.
Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe zeichnet sich zudem dadurch aus, dass die hervorragenden Fließeigenschaften auch über längere Lagerzeiten stabil bleiben. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bleibt die Viskosität der Dispersionsfarbe im verschlossenen Behälter bei 22 °C über einen Zeitraum von mindestens 4 Wochen, vorzugsweise mindestens 8 Wochen, bevorzugt mindestens 12 Wochen, weiter bevorzugt mindestens 16 Wochen oder besonders bevorzugt mindestens 20 Wochen, im Wesentlichen konstant. „Im Wesentlichen konstant“ bedeutet hierbei, dass die Viskosität sich im beschriebenen Zeitraum bei einer Scherrate von 3,28 s-1 um weniger als 5 Pa-s, vorzugsweise weniger als 3 Pa-s, weiter bevorzugt weniger als
2 Pa-s oder besonders bevorzugt weniger als 1 Pa-s ändert.
Methoden zur Bestimmung der Viskosität von Beschichtungsmitteln sind dem Fachmann bekannt. Insbesondere kann die Viskosität mit einem Rheometer MCR 92 bei einer Temperatur von 20 °C bestimmt werden. Dabei kann insbesondere eine Plattengeometrie (Durchmesser 50 mm) für eine Platte-auf-Platte-Messung (Abstand 0,5 mm) verwendet werden. Bevorzugter Weise wird hierbei eine Scherrampe von 0,01 - 100 s 1 oder von 0,01 - 1000 s_1 gefahren.
Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe kann des Weiteren Additive enthalten, um die Eigenschaften der Dispersionsfarbe weiter zu optimieren. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Dispersionsfarbe von 0,01 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 0,05 bis 7 Gew.-%, bevorzugt von 0,1 bis 5 Gew.-% oder besonders bevorzugt von 0,5 bis
3 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe, Additive enthält. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Additive Dispergier-, Netz-, Verdickungsmittel, Entschäumer und/oder Hydrophobierungsmittel sind. Mit diesem Anteil der genannten Additive können die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe weiter verbessert werden.
Beispiele für Rheologieadditive sind Methylhydroxyethylcellulose, Schichtsilikat wie Smektit und Hectorit, Xanthangummi, Siliciumdioxid, Polyurethanharz, Octan-l-ol (ethoxyliert, 4-EO), Alkoholalkoxylate, Ethylenoxid-Propylenoxid-Copolymere, Maleinsäureanhydrid-Diisobutylen-Copolymere, Polyacryl- und Polymethaciylsäure und deren Salze, Methylcellulosen, Carboxymethylcellulosen, Hydroxymethylcellulosen, Polyurethane, Alkalimetallphosphate, Acrylate und Salze modifizierter Phosphorsäuren, sowie deren Mischungen.
Beispiele für Netzmittel bzw. Dispergiermittel sind Diethylmaleat, Tallöl, Polyethylenpolyamin, Reaktionsprodukte aus Tallöl und Polyethylenpolyamin, Polyether, Polyetherphosphat, Polyethylenglykolmonomethylether, ortho- Kresylglycidylether, 2-Ethylhexylglycidylether, Block-Copolymere, Ammoniumsalze von Aciylatcopolymeren, Polyetherpolysiloxan, Polyoxyethylen-(2)-stearylalkohol, Polyester, fettsäuremodifizierte Polyester und Mischungen davon.
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 Dispersionsfarbe im Wesentlichen frei von Konservierungsmitteln, insbesondere von Isothiazolinen. „Im Wesentlichen frei von Konservierungsmitteln“ bedeutet dabei, dass die Dispersionsfarbe 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 Dispersionsfarbe frei von ([([(2-dihydro-5-methyl-3(2H)- oxazolyl)-l-methylethoxy]methoxy)methoxy]methanol.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe im Wesentlichen aus 5 bis 75 Gew.% Pigment und/oder Füllstoff, 1 bis 30 Gew.% Bindemittel, 0,05 bis 10 Gew.% Aminosäure, 0,01 bis 7 Gew.% Alkalisteller und 20 bis 60 Gew.% Wasser. Wenn hierbei davon die Rede ist, dass die Dispersionsfarbe im Wesentlichen aus den genannten Komponenten besteht, so bedeutet dies, dass die Dispersionsfarbe zu mindestens 90 Gew.%, insbesondere zu mindestens 95 Gew.%, zu mindestens 97 Gew.% oder zu mindestens 99 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe, aus den genannten Komponenten besteht. Bis zu 10 Gew.% (bzw. bis zu 5 Gew.%, 3 Gew.% oder 1 Gew.%) der Dispersionsfarbe können gemäß dieser Ausführungsform aus anderen Bestandteilen bestehen, wobei insbesondere Dispergier-, Netz-, Verdickungsmittel, Entschäumer und/oder Hydrophobierungsmittel infrage kommen. Solche Dispersionsfarben zeichnen sich durch besonders gute Fließeigenschaften, eine sehr hohe Lagerbeständigkeit und eine hervorragende Applizierbarkeit aus.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht die Dispersionsfarbe aus 5 bis 75 Gew.% Pigment und/oder Füllstoff, 1 bis 30 Gew.% Bindemittel, 0,05 bis 10 Gew.% Aminosäure, 0,01 bis 7 Gew.% Alkalisteller und 20 bis 60 Gew.% Wasser.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe, umfassend die Schritte a. Bereitstellen einer Zusammensetzung enthaltend, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, i. 5 bis 75 Gew.% Pigment und/oder Füllstoff, ii. 1 bis 30 Gew.% Bindemittel, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)aciylat, Poly(meth)aciylat-Copolymer mit einem (Meth)Aciylat- Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, Poly(meth)acrylat-Terpolymer mit einem (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Terpolymers, Polystyrol, Polystyrol-Copolymer mit einem Styrol-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers und Mischungen davon, iii. 0,05 bis 10 Gew.% Aminosäure, iv. 0,01 bis 7 Gew.% Alkalisteller und v. 20 bis 60 Gew.% Wasser, wobei die Aminosäure mindestens eine Aminogruppe umfasst und jede Aminogruppe der Aminosäure einen pKs Wert von 9,0 bis 10,0 aufweist, b. Dispergieren der in a. genannten Komponenten, c. Einstellen des pH Werts auf einen Wert von 10 bis 13.
Die angeführten Schritte können in beliebiger Reihenfolge fachspezifisch durchgeführt werden. Die pH-Einstellung kann bereits in der in Schritt a. vorlegten Zusammensetzung erfolgt sein. Alternativ kann die finale pH-Einstellung auch mit einer geringen Menge an Alkalisteller, insbesondere an Natriumhydroxid und/oder Kaliumhydroxid, nach dem Dispergieren durchgeführt werden.
Methoden zum Dispergieren zur Herstellung von Dispersionsfarben sind dem Fachmann bekannt. Das Dispergieren der in Verfahrensschritt a. bereitgestellten Zusammensetzung kann mit ganz unterschiedlichen Dispergierapparaten erfolgen.
So kann beispielsweise mittels Dissolver, mittels Dreiwalze, mittels Rührwerkskugelmühle oder mittels Rotor- Stator-Dispergierapparat dispergiert werden.
Das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe zum Pigment Gesagte gilt gleichermaßen auch für das Pigment des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe zum Füllstoff Gesagte gilt gleichermaßen auch für den Füllstoff des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe zum Bindemittel Gesagte gilt gleichermaßen auch für das Bindemittel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe zur Aminosäure Gesagte gilt gleichermaßen auch für die Aminosäure des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe zum Alkalisteller Gesagte gilt gleichermaßen auch für den Alkalisteller des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe zum pH Wert und zur Viskosität Gesagte gilt gleichermaßen auch für den pH Wert und die Viskosität des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe für den Innen- und/oder Außenbereich.
Die Erfindung wird im Folgenden durch Beispiele näher erläutert, die jedoch nur der Veranschaulichung dienen und nicht limitierend sind.
Beispiele
Eine Dispersionsfarbe mit der folgenden, in Tabelle 1 wiedergegebenen Formulierung wurde hergestellt durch Dispergieren der in Tabelle 1 angegebenen Bestandteile, dosierte Angaben jeweils in Gew.%: Tabelle 1
Figure imgf000021_0001
*Gewichtsangabe bezogen auf die wässrige Lösung; d.h. 0,4 Gew.% Feststoffgehalt an KOH tGewichtsangabe bezogen auf die wässrige Lösung; d.h. 7,5 Gew.% Feststoffgehalt an Polyacylat-Copolymer Die erhaltene Dispersionsfarbe wies einen pH Wert von 11,5 auf. Dieser betrug nach 22 Tagen bei 50 °C im verschlossenen Behälter 11,1 und blieb somit im Wesentlichen konstant. Die Viskosität der Dispersionsfarbe gemessen mit einem MCR92 Rheometer von Anton Paar® bei einer Temperatur von 20 °C mit einem PP50-Messsystem (Plattengeometrie; Durchmesser 50 mm, Abstand 0,5 mm) bei einer Scherrate von 3,28 s 1 und bei einer Scherrampe von 0,01 bis 100 s_1 lag bei 16,3 Pa-s. Die Viskosität der Dispersionsfarbe betrug nach 7 Tagen in einem verschlossenen Behälter bei 50 °C 16,5 Pa-s, nach 15 Tagen in einem verschlossenen Behälter bei 50 °C 16,6 Pa-s und nach 22 Tagen in einem verschlossenen Behälter bei 50 °C 18,3 Pa-s. Folglich blieben die Fließeigenschaften der Dispersionsfarbe im Wesentlichen konstant.
Die hergestellte konservierungsmittelfreie Dispersionsfarbe wies sich somit durch eine hervorragende Lagerstabilität und exzellente Fließeigenschaften aus.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1 Dispersionsfarbe enthaltend, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe, a. 5 bis 75 Gew.% Pigment und/oder Füllstoff,
5 b. 1 bis 30 Gew.% Bindemittel, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)acrylat, Poly(meth)acrylat-Copolymer mit einem (Meth)Aciylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, Poly(meth)acrylat-Terpolymer mit einem (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf
L0 das Gesamtgewicht des Terpolymers, Polystyrol, Polystyrol-Copolymer mit einem Styrol-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers und Mischungen davon, c. 0,05 bis 10 Gew.% Aminosäure, d. 0,01 bis 7 Gew.% Alkalisteller und
L5 e. 20 bis 60 Gew.% Wasser, wobei die Aminosäure mindestens eine Aminogruppe umfasst und jede Aminogruppe der Aminosäure einen pKs Wert von 9,0 bis 10,0 aufweist und wobei der pH Wert der Dispersionsfarbe von 10 bis 13 beträgt.
20 2 Dispersionsfarbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aminosäure ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alanin, Glycin, Leucin, Isoleucin, Valin, Serin, Threonin und Mischungen davon.
3. Dispersionsfarbe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 25 dass die Aminosäure Alanin und/oder Glycin, insbesondere Glycin, ist.
4. Dispersionsfarbe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersionsfarbe von 0,1 bis 7 Gew.%, insbesondere von 0,2 bis 5 Gew.%, von 0,3 bis 2,5 Gew.%, von 0,4 bis 2,0 Gew.% oder von 0,5 bis 1,5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe,
5 Aminosäure enthält.
5. Dispersionsfarbe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersionsfarbe von 0,02 bis 4 Gew.%, insbesondere von 0,05 bis 3 Gew.%, von 0,2 bis 2 Gew.% oder von 0,4 bis 1,5 Gew.%, bezogen
L0 auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe, Alkalisteller enthält.
6. Dispersionsfarbe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkalisteller ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alkalihydroxide wie Kalium-, Natrium- und/oder Lithiumhydroxid,
L5 Erdalkalihydroxide wie Magnesium-, Calcium- und/oder Bariumhydroxid,
Ammoniumhydroxid, Xonotlit und/oder Ettringit.
7. Dispersionsfarbe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkalisteller Natriumhydroxid und/oder
20 Kaliumhydroxid ist.
8. Dispersionsfarbe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein Poly(meth)aciylat-Copolymer mit einem (Meth)Aciylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, insbesondere mindestens
25 40 Gew.% oder mindestens 50 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des
Copolymers, umfasst.
9. Dispersionsfarbe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersionsfarbe von 2 bis 25 Gew.%, insbesondere
50 von 3 bis 20 Gew.% oder von 4 bis 15 Gew.%, Bindemittel enthält.
10. Dispersionsfarbe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersionsfarbe von 1 bis 40 Gew.%, insbesondere von 5 bis 30 Gew.% oder von 10 bis 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe, Pigment enthält, insbesondere wobei das Pigment
5 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titandioxid, Eisenoxidgelb, Aiylid
(Monoazo), Bismutvanadat, Perinone, Rutil-Zinn-Zink, Chinacridone, Diketo- pyrrolo-pyrrol, Eisenoxidrot, Phthalocyaninblau, Dioxazin, Kobaltblau, Ultramarinblau, Phthalocyaningrün, Chromoxidgrün, Kobaltgrün, Farbruss, Eisenoxidschwarz, Pyrazolo-Chinazolon, Naphtol-AS-Monoazopigment und
L0 Mischungen davon, insbesondere wobei das Pigment Titandioxid ist.
11. Dispersionsfarbe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersionsfarbe von 5 bis 65 Gew.%, insbesondere von 15 bis 55 Gew.% oder von 25 bis 45 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht
L5 der Dispersionsfarbe, Füllstoff enthält, insbesondere wobei der Füllstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Dolomit, Bariumsulfat, Feldspat, Quarz, Calciumcarbonat, Glimmer, Kaolin, kalziniertes Kaolin, Talkum, Diatomeenerde und Mischungen davon, insbesondere wobei der Füllstoff eine Mischung aus mindestens Calciumcarbonat und kalziniertem Kaolin ist.
20
12. Dispersionsfarbe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der pH Wert der Dispersionsfarbe von 10 bis 12, insbesondere von 10,5 bis 11,5 oder von 10,5 bis 11,4, beträgt und/oder der pH Wert der Dispersionsfarbe im verschlossenen Behälter bei 22 °C über einen
25 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.
13. Dispersionsfarbe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
20 gekennzeichnet, dass die Dispersionsfarbe bei einer Scherrate von 3,28 s-1 eine
Viskosität von 10 bis 20 Pa-s, insbesondere von 12 bis 18 Pa-s oder von 13 bis 17 Pa-s oder von 14 bis 16,5 Pa-s, aufweist und/oder die Viskosität der Dispersionsfarbe im verschlossenen Behälter bei 22 °C über einen Zeitraum von mindestens 4 Wochen, insbesondere mindestens 8 Wochen oder mindestens 12 Wochen oder mindestens 16 Wochen oder mindestens 20 Wochen, im
5 Wesentlichen konstant bleibt.
14. Dispersionsfarbe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersionsfarbe von 0,01 bis 10 Gew.-%, insbesondere von 0,05 bis 7 Gew.-% oder von 0,1 bis 5 Gew.-% oder 0,5 bis
L0 3 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe, Additive, insbesondere Dispergier-, Netz-, Verdickungsmittel, Entschäumer und/oder Hydrophobierungsmittel, enthält.
15. Dispersionsfarbe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
L5 gekennzeichnet, dass die Dispersionsfarbe im Wesentlichen konservierungsmittelfrei ist.
16. Verfahren zur Herstellung einer Dispersionsfarbe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, umfassend die Schritte:
20 a. Bereitstellen einer Zusammensetzung enthaltend, jeweils bezogen auf das
Gesamtgewicht der Zusammensetzung, i. 5 bis 75 Gew.% Pigment und/oder Füllstoff, ii. 1 bis 30 Gew.% Bindemittel, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)acrylat, Poly(meth)aciylat-Copolymer mit einem
25 (Meth)Aciylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das
Gesamtgewicht des Copolymers, Poly(meth)acrylat-Terpolymer mit einem (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Terpolymers, Polystyrol, Polystyrol-Copolymer mit einem Styrol-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das 20 Gesamtgewicht des Copolymers und Mischungen davon, iii. 0,05 bis 10 Gew.% Aminosäure, iv. 0,01 bis 7 Gew.% Alkalisteller und v. 20 bis 60 Gew.% Wasser, wobei die Aminosäure mindestens eine Aminogruppe umfasst und jede Aminogruppe der Aminosäure einen pKs Wert von 9,0 bis 10,0 5 aufweist und, b. Dispergieren der in a. genannten Komponenten, c. Einstellen des pH Werts auf einen Wert von 10 bis 13.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Aminosäure
LO definiert ist wie in einem der Ansprüche 2 bis 4 und/oder der Alkalisteller definiert ist wie in einem der Ansprüche 5 bis 7 und/oder das Bindemittel definiert ist wie in einem der Ansprüche 8 oder 9 und/oder das Pigment definiert ist wie in Anspruch 10 und/oder der Füllstoff definiert ist wie in Anspruch 11 und/oder der pH Wert definiert ist wie in Anspruch 12.
L5
18. Verwendung einer Dispersionsfarbe nach einem der Ansprüche 1 bis 15 für den Innen- und/oder Außenbereich.
20
PCT/EP2020/079871 2019-10-23 2020-10-23 Konservierungsmittelfreie dispersionsfarbe WO2021078932A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20797088.0A EP4048741A1 (de) 2019-10-23 2020-10-23 Konservierungsmittelfreie dispersionsfarbe

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019128640.9A DE102019128640A1 (de) 2019-10-23 2019-10-23 Konservierungsmittelfreie Dispersionsfarbe
DE102019128640.9 2019-10-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021078932A1 true WO2021078932A1 (de) 2021-04-29

Family

ID=73014512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/079871 WO2021078932A1 (de) 2019-10-23 2020-10-23 Konservierungsmittelfreie dispersionsfarbe

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4048741A1 (de)
DE (1) DE102019128640A1 (de)
WO (1) WO2021078932A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005111158A1 (de) * 2004-05-12 2005-11-24 Celanese Emulsions Gmbh Konservierungsmittelfreie beschichtungsmittel, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung
EP1297079B1 (de) 2000-06-21 2005-12-14 DEUTSCHE AMPHIBOLIN-WERKE VON ROBERT MURJAHN GmbH + Co. KG Konservierungsmittelfreie dispersionsfarbe
EP3460010A1 (de) 2017-09-26 2019-03-27 STO SE & Co. KGaA Lagerstabile beschichtungszusammensetzung
DE102018104815A1 (de) * 2018-03-02 2019-09-05 Meffert Ag Farbwerke Beschichtung auf Dispersionsbasis
WO2020245309A1 (de) * 2019-06-06 2020-12-10 Brillux Gmbh & Co. Kg Konservierungsmittelfreie pigmentpaste

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1297079B1 (de) 2000-06-21 2005-12-14 DEUTSCHE AMPHIBOLIN-WERKE VON ROBERT MURJAHN GmbH + Co. KG Konservierungsmittelfreie dispersionsfarbe
WO2005111158A1 (de) * 2004-05-12 2005-11-24 Celanese Emulsions Gmbh Konservierungsmittelfreie beschichtungsmittel, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung
EP3460010A1 (de) 2017-09-26 2019-03-27 STO SE & Co. KGaA Lagerstabile beschichtungszusammensetzung
DE102018104815A1 (de) * 2018-03-02 2019-09-05 Meffert Ag Farbwerke Beschichtung auf Dispersionsbasis
WO2020245309A1 (de) * 2019-06-06 2020-12-10 Brillux Gmbh & Co. Kg Konservierungsmittelfreie pigmentpaste

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019128640A1 (de) 2021-04-29
EP4048741A1 (de) 2022-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3420038B1 (de) Dispersionsfarbe
EP1297079B1 (de) Konservierungsmittelfreie dispersionsfarbe
EP2906643B1 (de) Dispergiermittel aus nachwachsenden rohstoffen für bindemittelfreie pigmentpräparationen
WO2019101799A1 (de) Wässrige zusammensetzung und wässriges beschichtungsmittel
EP3385339B1 (de) Wässrige beschichtungsstoffe
DE202015008045U1 (de) Universelle Pigmentdispersionen auf Basis von N-Alkylglukaminen
EP3810700B1 (de) Dispersionsfarbe
EP3712216B1 (de) Stabilisatoren für dispersionssilikatfarben
DE202020106552U1 (de) Wässriger Beschichtungsstoff sowie Dispersionsfarbe, Grundierung oder Putzmasse umfassend diesen wässrigen Beschichtungsstoff sowie Beschichtung erhalten durch Auftragen des wässrigen Beschichtungsstoffs
WO2021078932A1 (de) Konservierungsmittelfreie dispersionsfarbe
EP3498784B1 (de) Beschichtungsmasse, verfahren zur herstellung der beschichtungsmasse und deren verwendung
DE102018104815A1 (de) Beschichtung auf Dispersionsbasis
EP3980499A1 (de) Konservierungsmittelfreie pigmentpaste
WO2019243593A1 (de) Konservierungsmittelfreie pigmentpaste
WO2022242917A1 (de) Universelle dispergiermittel für anorganische und organische pigmente
EP3759177A1 (de) Beschichtung auf dispersionsbasis
DE202018101199U1 (de) Beschichtung auf Dispersionsbasis
WO2019243408A1 (de) Konservierungsmittelfreie pigmentpaste
DE102012009320A1 (de) Verwendung von Lithiumpolyacrylat alsDispergiermittel
EP3744800A1 (de) Lösemittelhaltige emulgierte alkydharz-beschichtungsmasse für lasur- und lackbeschichtungen
EP3744799A1 (de) Lösemittelhaltige beschichtungsmasse für lasur- und lackbeschichtungen
DE102013009706A1 (de) Mischungen anionischer und nichtionischer Tenside als Dispergiermittel für Pigmentpräparationen
DE10149379A1 (de) Dispergator-Zusammensetzungen
DE102009048304A1 (de) Die Verwendung eines biologisch abbaubaren Dispergiermittels

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20797088

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020797088

Country of ref document: EP

Effective date: 20220523