DE69203570T2

DE69203570T2 - Kieselartige Produkte.

Info

Publication number: DE69203570T2
Application number: DE69203570T
Authority: DE
Inventors: Derek Aldcroft; Ian Patrick Mckeown; Bryan Rogers; Peter William Stanier
Original assignee: Joseph Crosfield and Sons Ltd
Current assignee: Ineos Silicas Ltd
Priority date: 1991-11-07
Filing date: 1992-11-04
Publication date: 1996-02-01
Anticipated expiration: 2012-11-05
Also published as: US5326395A; CA2082035A1; ATE125283T1; DE69203570D1

Description

Fachgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft wachsbeschichtete kieselartige Mattierungsmittel, die in der Oberflächenbeschichtungsmittel herstellenden Industrie weithin verwendet werden, um den Glanz zu vermindern, aber auch um Filmeigenschaften, wie den Griff, die Kratzfestigkeit und die Flexibilität, zu verbessern.

Hintergrund der Erfindung

Es ist wohlbekannt, daß mikronisierte (feinstzerteilte) Wachse dem Farb- oder Lackfilm diese gewünschten Merkmale verleihen. Wenn jedoch ein kieselartiges Material mit Wachs beschichtet/imprägniert wird - ein Verfahren, das üblicherweise durch gemeinsames Vermahlen des kieselartigen Materials und des Wachses in einer Strahlmühle (Mikroniser) durchgeführt wird - sind weitere Produktvorteile unmittelbar verfügbar. Das kombinierte Phänomen des Beschichtens und Imprägnierens, das eine Folge der inhärenten Porosität des kieselartigen Materials ist, wird im folgenden als "Beschichtung" gezeichnet. Das Wachs kann die Kompatibilität des kieselartigen Materials mit der Farbe oder dem Lack verbessern und eine Wechselwirkung mit anderen Bestandteilen in der Formulierung verhindern, eine andere Funktion besteht jedoch darin, die Bildung eines harten, nicht redispergierbaren Bodensatzes während der Lagerung zu verhindern. Obgleich man den Mechanismus, durch den dieser Schutz bewirkt wird, noch nicht voll versteht, ist sein Vorteil für den Farb- oder Lackhersteller weithin anerkannt, denn, wenn harte, nicht redispergierbare Bodensätze gebildet werden, kann keiner der vorstehend beschriebenen Vorteile realisiert werden.

Literatur

In der Literatur sind im allgemeinen zwei Arten von wachsbeschichteten kieselartigen Materialien offenbart. Die GB 798621 (Grace) offenbart ein kieselartiges Mattierungsmittel, das durch gemeinsames Vermahlen eines Kieselgels mittlerer Dichte mit einem mikrokristallinen Wachs in einer Strahlmühle hergestellt wird. Die GB 1236775 lehrt, daß ein kieselartiges Mattierungsmittel durch Behandlung von gefälltem kieselartigen Material mit einer wäßrigen Emulsion oder Dispersion eines Wachses, einschließlich thermoplastischer Materialien, hergestellt werden kann. Die Eigenschaften der durch die sogenannte "trockene" Co-Mikronisier-Weise hergestellten Produkte sind durch Zusatz von Fettsäuren (GB 1461511 - Grace) oder von synthetischen Polyethylenwachsen mit wechselndem Molekulargewicht (US 4097302 - SCM) zum mikrokristallinen Wachs vor der Zugabe in die Strahlmühle weiter verbessert worden. Das erstere verbessert die Dispergierbarkeit der wachsbeschichteten Produkte, wohingegen das letztere zeigt, daß Produkte mit im Vergleich zu handelsüblichen Produkten verbesserten Absetzeigenschaften hergestellt werden können. Die vorstehend beschriebenen "trockenen" Verarbeitungsweisen wenden Temperaturen über dem Schmelzpunkt der Wachse oder Wachsmischungen an, wohingegen die GB 1 538 474 (BASF) ein Verfahren offenbart, das zufriedenstellende wachsbeschichtete kieselartige Materialien bei Mikronisier- Temperaturen von weniger als 50ºC liefern kann, wobei funktionelle Wachse, wie Montansäureester, eingesetzt werden.

Allgemeine Beschreibung der Erfindung

Der allgemeine Trend in der Farben- und Lackindustrie zu kürzeren Misch-/Turnuszeiten durch die Anwendung von höher scherenden und/oder Ultraschall- Dispergiervorrichtungen macht es zwingend erforderlich, daß die Wachsbeschichtung auf dem kieselartigen Material unempfindlich und wirksamer bei der Verhinderung der Bildung eines harten Bodensatzes bei der Lagerung ist. Zusätzlich erfordert die Umstellung auf Systeme mit hohem Feststoffgehalt, daß das wachsbeschichtete kieselartige Mattierungsmittel mit den aktiven Bestandteilen in der Farb- oder Lackformulierung kompatibler ist. Es wäre daher wünschenswert, ein wachsbeschichtetes kieselartiges Material zur Verwendung als Allzweckmattierungsmittel bereitzustellen, das eine verbesserte Fähigkeit zur Verhinderung der Bildung eines harten Bodensatzes bei der Lagerung aufweist und das die Wechselwirkung zwischen dem Mittel und den anderen Bestandteilen der Farb- und Lackformulierung verringern kann.
Die Erfindung schlägt die Verwendung einer ternären Mischung, die ein hartes mikrokristallines Wachs, ein weichmachendes mikrokristallines Wachs und ein synthetisches Polyethylenwachs umfaßt, zum Beschichten auf ein kieselartiges Material vor, was zu einem Produkt mit einer verbesserten Fähigkeit zur Verhinderung eines harten Bodensatzes in der Farbe oder dem Lack führt, das mit den anderen Bestandteilen in der Formulierung kompatibler ist. Überraschenderweise spielt die in der Mischung vorliegende Menge an weichmachendem mikrokristallinen Wachs die dominierende Rolle, wenn es darum geht, ob das resultierende wachsbeschichtete kieselartige Material die verbesserten gewünschten Merkmale aufweist. Weichmachende mikrokristalline Wachse weisen Schmelzpunkte im Bereich von 70 bis 85 ºC und eine Nadelpenetration (25ºC) von 1,5 bis 3 mm auf und sind durch die Qualitäten Ultraflex , Victory und BeSquare 175, beziehbar von Petrolite, exemplifiziert. Die harten mikrokristallinen Wachse weisen Schmelzpunkte im Bereich von 90 bis 95 ºC und eine Nadelpenetration (25 ºC) von 0,4 bis 0,8 mm auf und sind durch Crown 700 von Petrolite, Cerit HOT von Cerilite SA, Brasilien, und Lunacerin H193 von H.B. Fuller, Deutschland, typisiert. Das synthetische Polyethylenwachs weist einen Schmelzpunkt im Bereich von 110 bis 140 ºC und ein Molekulargewicht von 1000 bis 4000 auf und wird durch die Qualitäten Polywax 1000 und Polywax 2000, beziehbar von Petrolite, exemplifiziert. Jede der drei Wachskomponenten kann jeweils Mischungen von Wachsen umfassen, die die Erfordernisse der Komponente erfüllen.
Dementsprechend stellt die Erfindung ein verbessertes wachsbeschichtetes amorphes kieselartiges Mattierungsmittel bereit, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Wachsbeschichtung aus einer ternären Mischung besteht, die etwa 5 bis 30% (Gew./Gew.), vorzugsweise etwa 10 bis 20% (Gew. /Gew.), eines weichmachenden mikrokristallinen Wachses, etwa 5 bis 20%, vorzugsweise etwa 5 bis 15% (Gew. /Gew.), eines synthetischen Polyethylenwachses und etwa 50 bis 90% (Gew./Gew.), vorzugsweise etwa 65 bis 85% (Gew./Gew.), eines harten mikrokristallinen Wachses umfaßt. Wenn das amorphe kieselartige Material ein Xerogel oder ein Kieselhydrogel ist, liegt die ternäre Wachsbeschichtung üblicherweise in einer Menge von etwa 5 bis 20% (Gew./Gew.), vorzugsweise etwa 5 bis 15% (Gew./Gew.), vor, um den bestmöglichen Effekt zu erzielen. Bei diesen Bereichen reichen die Untergrenzen aus, um den gewünschten Effekt zu liefern, während die Obergrenzen die gewünschten Merkmale ergeben, jedoch als weniger wirtschaftlich eingeschätzt werden.
Das amorphe kieselartige Material, das die ternäre Wachsbeschichtung trägt, weist eine Oberfläche (SBET) gegenüber Stickstoff von etwa 200 bis 550 m²g&supmin;¹ auf und ist entweder ein Kieselxerogel oder ein Kieselhydrogel mit einem bevorzugten Porenvolumen zwischen 0,8 und 2,5 ccg&supmin;¹.
Die Teilchengrößenverteilung des mit ternärem Wachs beschichteten amorphen kieselartigen Materials richtet sich danach, die notwendige Mahlfeinheit bei der Dispersion in Farb- oder Lacksystem zu erreichen, und den Glanz im anschließend getrockneten Farbfilm am wirksamsten zu verringern. Demzufolge weist das mit ternärem Wachs beschichtete amorphe kieselartige Material eine gewichtsgemittelte Teilchengröße von etwa 5 bis 9 um auf, wobei 10% eine Teilchengröße von etwa 2 um bis etwa 4 um und 90% eine Teilchengröße von etwa 9 um bis etwa 20 um aufweisen.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt darin, daß die Wachse im geschmolzenen Zustand miteinander vermischt werden, entweder sprühgekühlt oder zu Platten gegossen werden und zu einem Teilchengrößenbereich vermahlen werden, der ähnlich dem amorphen kieselähnlichen Material ist, bevor sie gemeinsam in der Strahlmühle vermahlen werden. Die Einlaßtemperatur der in die Strahlmühle gespeisten Luft muß hoch genug liegen, um sicherzustellen, daß die ternäre Wachsmischung im Verweilzeitprofil der Mahlvorrichtung schmilzt.

Testverfahren

i. Mattierwirksamkeit

Die Mattierwirksamkeit des kieselartigen Mattierungsmittels wird durch Dispergieren des kieselartigen Materials in einem Alkyd-Harnstoff-Lack, Zugabe eines Katalysators, Ziehen eines Films auf einer schwarzen Glasplatte, Härten in einem Ofen und Messen der Glanzmeßgerätanzeigen unter Verwendung eines BYK Mehrfachglanzmeßgerätes bestimmt. Formulierungen a) Alkyd-Harnstoff-Lack (35% Feststoffgehalt) Gewichtsanteile Butyliertes Harnstoff-Formaldehyd-Harz, BE660 (53%) Rizinusöl-modifiziertes Alkydharz mit niedrigem bis mittleren Ölgehalt BA548 (60%) Xylol Isopropylalkohol Silikonöl/Typ AL (Wacker) b) Säurekatalysator Gewichtsanteile Butylalkohol Konzentrierte Schwefelsäure Destilliertes Wasser c) Testlack Gewichtsanteile Alkyd-Harnstoff-Lack (35%) Säurekatalysator Kieselartiges Mattierungsmittel
Der Testlack enthält 1,37% (Gew./Gew.) des kieselartigen Mattierungsmittels.
100 g Alkyd-Harnstoff-Lack (Formulierung (a)) werden in ein 250 ml-Becherglas eingewogen. Der Lack wird unter Verwendung eines Heidolph-Rührers (mit aufgesetztem Kopf vom Cowles-Typ) bei 1000 U/min gerührt und 5 g des zu testenden kieselartigen Materials werden zugeführt. Sobald das kieselartige Material vollständig benetzt ist, wird die Rührergeschwindigkeit auf 3000 U/min (entspricht einer Umfangsgeschwindigkeit von 4,87 m/s&supmin;¹) erhöht, und man rührt 10 min. lang. Man läßt die Luft aus der Dispersion entweichen, anschließend werden 6,5 g in ein sauberes Becherglas eingewogen, worauf 15 g des Alkyd-Harnstoff- Lacks (Formulierung a)) folgen, und dann werden mit der Hand 1,1 g des Säurekatalysators eingerührt. Man zieht unter Verwendung eines 100 um-Blockapplikators auf einer schwarzen Glasplatte (12" X 4 ") einen Film aus, trocknet 10 min. bei 150 ºC in einem Ofen, läßt die Platten abkühlen und mißt anschließend die Anzeigen des Glanzmeßgeräts bei 60º und 85º mittels eines BYK-Mehrfachglanzmeßgeräts.

ii. Feinheit der Mahlung

Die Feinheit der Mahlung eines dispergierten kieselartigen Mattierungsmittels wird in einem Alkyd-Harnstoff-Lack mit 35% Feststoffgehalt mit einem 0-50 um-Hegman-Meßinstrument gemessen. Das Ergebnis gibt den Grad der Dispergierung an, der für ein gegebenes kieselartiges Mattierungsmittel erreicht werden kann. Man arbeitet nach der gleichen Vorgehensweise wie für die Mattierwirksamkeit, jedoch werden 5 g des kieselartigen Materials in 100 g des Alkyd- Harnstoff-Lacks (35% Feststoffgehalt) dispergiert, was 4,76% (Gew./Gew.) kieselartigem Material entspricht. Die Dispersion wird dann auf einem Hegman-Meßinstrument ausgebreitet, mit der Hilfe einer Sichtkammer betrachtet und das Ergebnis in um aufgezeichnet.

iii. Beschleunigtes Absetzen bei Temperatur

Um Information über das Absetzverhalten und die Natur des gebildeten Feststoffbetts zu erlangen, werden die Mattierungsmittel gewöhnlich in einer Farbe oder einem Lack in der erforderlichen Konzentration dispergiert und dann in Dosen bei Raumtemperatur aufbewahrt. Über eine Spanne von Wochen/Monaten werden Beobachtungen über das Absetzverhalten aufgezeichnet, und insbesondere wird die Zeit festgestellt, die bis zur Bildung eines harten Bodensatzes erforderlich ist. Selbst nach einer langen Lagerung von 3 Monaten ist es schwierig, die Tauglichkeit von mit verschiedenen Wachsen beschichteten kieselartigen Materialien zu unterscheiden.
Infolgedessen ist ein beschleunigter Test für das Absetzverhalten ersonnen worden, bei dem eine Dispersion in einem Alkyd-Harnstoff-Lack, die auf exakt die gleiche Weise wie für die Mattierwirksamkeit hergestellt wurde, die jedoch 4,76% (Gew./Gew.) kieselartiges Material enthält, in verschlossene Meßzylinder überführt wird und die Meßzylinder bei 70º C in ein Wasserbad gestellt werden.
Es ist interessant, das variierende Absetzverhalten der kieselartigen Mattierungsmittel, die verschiedene Wachse enthalten, festzuhalten und dies in Beziehung zur Natur des abgesetzten Bettes von Feststoffteilchen zu bringen. Zwei extreme Fälle werden beobachtet. In einem Fall scheint das System "auszuflocken", was eine Sedimentschicht hervorruft, die in ihrer Erscheinung dick und flauschig ist, und die Lösungsmittelschicht ist vollkommen klar, wohingegen im anderen Fall keine Ausflockung ersichtlich ist und die Feststoffteilchenschicht dünner und dichter und die Lösungsmittelschicht unmittelbar über dem abgesetzten Bett trüb ist und zur Oberfläche des Bindemittels hin klar wird. Die Grenzfläche zwischen den sedimentierten Teilchen und der Flüssigkeit ist im letzteren Fall weniger deutlich und kann dem Formulierer anfangs einen irreführenden Eindruck hinsichtlich der Stabilität des Systems geben. Die wahre Stabilisierungsleistung wird beim Versuch offenbart, das Bett aus abgesetzten Teilchen wieder zu dispergieren. Im "ausgeflockten" Fall kann die erneute Dispergierung durch Schütteln oder einfaches Rühren erreicht werden, wohingegen das Sediment bei Abwesenheit einer Ausflockung unmöglich zu resuspendieren ist.
Die verstrichene Zeit, die verstreicht, bis sich das dispergierte kieselartige Material zu einem harten Bodensatzabsatz abscheidet, der sich nicht resuspendieren läßt, wird aufgezeichnet. Da die Dispersionen bei 70 ºC gelagert werden, können die Beobachtungen nun innerhalb von Tagen gemacht werden, verglichen zu Wochen und Monaten bei Raumtemperatur, was es erheblich einfacher macht, Unterschiede zwischen den wachsbeschichteten kieselartigen Materialien hinsichtlich ihrer Fähigkeit zur Verhinderung der Bildung von harten Bodensätzen auszumachen.

iv. Gewichtsgemittelte Teilchengröße

Die gewichtsgemittelte Teilchengröße wird mit Hilfe einer Malvern Particle Size-Vorrichtung, Modell 3600E, bestimmt. Dieses von Malvern Instruments, Malvern, Worcestershire, hergestellte Instrument benutzt das Prinzip der Fraunhöffer-Beugung unter Verwendung eines He/Ne-Lasers mit niedriger Leistung. Vor der Messung wird die Probe mittels Ultraschall 7 Minuten lang in Wasser dispergiert, um eine wäßrige Suspension zu erhalten.

v. Oberfläche/Porenvolumen

Die Oberfläche wird durch Standardstickstoff-Absorptionsverfahren nach Brunauer, Emmett und Teller (BET) unter Anwendung einer Mehrstellenmethode mit einer von Micromeritics, USA, bezogenen ASAP 2400-Vorrichtung bestimmt. Die Proben wurden vor der Messung mindestens eine Stunde lang bei 270 ºC unter Vakuum entgast. Die Oberfläche wird aus den im P/Po-Bereich von 0,05 bis 0,3 gemessenen Absorptionsdaten berechnet; das Porenvolumen wird aus dem Volumen Stickstoff, das bei P/Po = 0,98 absorbiert wird, berechnet.

vi. Glühverlust bei 1000 ºC (TVM)

Der Glühverlust wird anhand des Gewichtsverlusts eines kieselartigen Materials bestimmt, wenn es in einem Ofen bei 1000 ºC auf konstantes Gewicht geglüht wird.

vii. Ölabsorption

Die Ölabsorption wird durch die Spatel-Ausreibe-Methode nach ASTM (American Society of Test Material Standards D 281) bestimmt.
Der Test beruht auf dem Prinzip des Mischens von Leinsamenöl mit einem kieselartigen Material und des Verreibens mit einem Spatel auf einer glatten Oberfläche, bis eine steife kittartige Paste gebildet wird, die nicht bricht oder sich entmischt, wenn sie mit einem Spatel geschnitten wird. Aus dem Volumen des gebrauchten Öls kann die Ölabsorption, üblicherweise in g/100g angegeben, berechnet werden.

viii. Polyurethankonzentrat-Geliertest

Um eine Information über die Wechselwirkung der wachsbeschichteten kieselartigen Produkte mit den aktiven Bestandteilen in einem Lacksystem zu erhalten, ist festgestellt worden, daß die Rheologie eines Bentonithaltigen Polyurethankonzentrats besonders empfindlich gegenüber der "Art" des im Konzentrat dispergierten kieselartigen Mattierungsmittels ist. Wenn ein unbeschichtetes kieselartiges Material verwendet wird, geliert das System irreversibel innerhalb von 4 Stunden, wohingegen ein vollständig hydrophobes kieselartiges Material einen geringen Effekt auf das Konzentrat hat. Daher scheint es, daß dieses Konzentrat dazu verwendet werden kann, das Ausmaß der Wechselwirkung zwischen den Bestandteilen im Lacksystem und dem kieselartigen Mattierungsmittel zu messen. Formulierung Bentonitpaste Uralac AY694 X 60 Xylol Kieselartiges Material (Polyurethan, beziehbar von D.S.M. Resins Europe)
Das kieselartige Material wurde dem Lack in einer Ein- Liter-Farbdose zugesetzt und mittels eines bei 4000 U/min. betriebenen Cowles-Dispergieraggregats 15 min. lang dispergiert. Bei einer Mischereinstellung von 2000 U/min. wurde ein Lösungsmittelgemisch, das 240g Xylol und 60g Isobutylalkohol enthielt, vorsichtig zugesetzt. Man ließ die Gemische, die die verschiedenen beschichteten kieselartigen Materialien enthielten, bei Raumtemperatur stehen und untersuchte sie auf "Klumpenbildung" und auf "Gelierung". Die verstrichene Zeit, bis das System gelierte, wurde aufgezeichnet, und je kürzer diese Zeit war, umso größer war die Wechselwirkung zwischen den Bestandteilen des Lacksystems und dem kieselartigen Mattierungsmittel. Die Bildung eines Gels verhindert, daß der Lack gießfähig ist und auf einer Oberfläche verstrichen werden kann.

ix. Wachsgehalt

Der Wachsgehalt der beschichteten kieselartigen Materialien wird durch Lösungsmittelextraktion unter Verwendung des Tecator Soxhlet HT2 bestimmt. Ein bekanntes Gewicht der Probe wird in die "Hülse" der Vorrichtung überführt und mit 70 mls Chloroform unter Rückfluß 20 min. lang extrahiert. Die Hülse wird 45 min. lang gespült, 5 min. mit Luft beblasen, aus der Vorrichtung entfernt und in einem Umluftofen bei 105 ºC 15 min. lang getrocknet. Der Wachsgehalt (in % Gew./Gew.) kann aus der Gewichtsdifferenz zu konstantem Gewicht berechnet werden.

Spezielle Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, jedoch nicht eingeschränkt, bei denen Anteile und Prozentsätze gewichtsbezogen sind, soweit nicht anders angegeben.
Bei allen Beispielen sind zwei grundlegende Ausgangsmaterialien verwendet worden, eines auf der Basis auf einer Ausfällungs- oder Rührwerksbehälterweise (A) und als anderes ein herkömmliches hochporöses Gel (B).

Ausgangsmaterial A

Dieses kieselartige Material wurde unter Anwendung des in der EP-A-0361 622, Beispiel 1 (Run 1, Tabelle 1), offenbarten Verfahren hergestellt, jedoch wurde die Ausschlämmung vor der Filtration und dem Waschen bei pH 7,0 zwei Stunden lang bei 80 ºC gealtert. Nach dem Waschen wurde das gealterte Hydrogel dann blitzgetrocknet.

Ausgangsmaterial B

Dieses Material wurde unter Anwendung der in der EP-A-0377 301 offenbarten Verfahren hergestellt, jedoch wurde das Kieselhydrogel nach dem Waschen bei pH 7,0 sechs Stunden lang bei 80 ºC gealtert. Das gealterte Hydrogel wurde anschließend blitzgetrocknet.
Die Eigenschaften der zwei kieselartigen Ausgangsmaterialien sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1: Eigenschaften der Ausgangsmaterialien kieselartiges Ausgangsmaterial Oberfläche m²g&supmin;¹ Porenvolumen cm³g&supmin;¹ Ölabsorption g/100g Gewichts-gemittelte Teilchengröße um (a) Durch Siebtrennung abgeschätzt (b) Gemittelte Ergebnisse aus 5 Proben

Beispiel 1 (Vergleich)

Eine Anzahl potentieller Wachse und Wachsmischungen wurde auf ihre Fähigkeit, die gewünschten Merkmale eines verbesserten Absetzens und besserer Kompatibilität zu verleihen, wenn sie auf ein geeignetes kieselartiges Material aufgebracht werden, gesichtet.
Die Ausgangsmaterialien (A) und (B) wurden mit den zu prüfenden Wachsen oder Wachsmischungen (durch Vermischen der geschmolzenen Wachse, Abkühlenlassen und anschließendes Vermahlen hergestellt) vermischt, so daß die derart erhaltene Mischung aus kieselartigem Material/Wachs zwischen 8 und 12% (Gew./Gew.) des Wachses oder der Wachsmischung enthielt.
Diese Mischung aus kieselartigem Material und Wachs wurde dann in eine AFG 200-Strahlmühle (geliefert von der Alpine AG, Augsburg, Deutschland) eingefüllt, die mit einer Lufteinlaßtemperatur von 180 ºC betrieben wurde, wobei die Geschwindigkeit und Zufuhrrate des Klassierers entsprechend gewählt wurden, daß ein mikronisiertes Produkt mit einer gewichtsgemittelten Teilchengröße im Bereich von 5 bis 9 um erhalten wurde.
Die wachsbeschichteten kieselartigen Materialien wurden folgenden Messungen unterworfen:
i. Mattierwirksamkeit
ii. Beschleunigtes Absetzen 70 ºC
iii. Polyurethangeliertest.
Die Ergebnisse dieser Auswahltests sind in Tabelle 2 zusammen mit den Eigenschaften der mikronisierten Produkte zusammengefaßt. Deutlich zeigt keines der Materialien des Standes der Technik die nötige Verbesserung in entweder dem Absetzverhalten oder der Kompatibilität, obwohl die mikronisierten Produkte, die die Wachsmischung von 10 Polyethylen (Molekulargewicht 2000) : 90 mikrokristallinem Wachs enthielten, gemäß der Lehre der US 4097302 eine verbesserte Leistung bewiesen. Die Leistung der mikronisierten kieselartigen Materialien, die das Polyethylenwachs (Molekulargewicht 500) enthielten, ist interessant, weil sich bei Raumtemperatur nach 24 Stunden ein harter Bodensatz bildete, wohingegen bei 70 ºC innerhalb von bis zu 7 Tagen ein weicher Bodensatz beobachtet worden ist. Alle anderen Materialien führten zu weichen Bodensätzen, wenn sie in Alkyd-Harnstoff 2 Monate lang bei Raumtemperatur aufbewahrt wurden. Tabelle II Eigenschaften des mikronisierten Produkts Test / Art des Ausgangsmaterials Wachs / Wachsmischung Literaturquelle Gewichtsgemittelte Teilchengröße um Wachs % Gew./Gew. Synthetisches Polyethylen MG 500 Mikrokristallin Mattierwirksamkeit Test Natur des Bodensatzes / Zeit Alkyd-Harnstoff 70 ºC Wechselwirkung mit Polyurethankonzentrat Raumtemperatur Weicher Bodensatz bis 7 Tagen Harter Bodensatz 24 Stunden Verdickt in 24 Stunden- geliert nach 3 Tagen Irreversibles Gelieren innerhalb 6 Stunden Tabelle II (Fortsetzung) Eigenschaften des mikronisierten Produkts Test / Art des Ausgangsmaterials Wachs / Wachsmischung Literaturquelle Gewichtsgemittelte Teilchengröße um Wachs % Gew./Gew. 25 Polyethylen (MG 500) 75 Mikrokristallin 10 Polyethylen (MG 2000) 90 Mikrokristallin Montansäureester Tabelle II (Fortsetzung) Mattierwirksamkeit Test Natur des Bodensatzes / Zeit Alkyd-Harnstoff 70 ºC Wechselwirkung mit Polyurethankonzentrat Raumtemperatur Harter Bodensatz 24 Stunden Harter Bodensatz 6 Tage Verdickt über 24 Student Irreversibles Gelieren nach 24 Stunden MG =Molekulargewicht TVM =Gesamtes flüchtiges Material einschließlich Wachs

Beispiel 2

Unter Befolgung der in Beispiel 1 beschriebenen Vorgehensweise zur Herstellung der wachsbeschichteten kieselartigen Materialien wurde ein Bereich von Wachsmischungen als mögliche Beschichtungsmittel für die grundlegenden kieselartigen Ausgangsmaterialien (A) und (B) untersucht; sie beinhalteten:
weichmachendes mikrokristallines Wachs Victory ,
hartes mikrokristallines - Crown 700 und Cerit HOT,
synthetische Polyethylenwachse (Molekulargewicht 500 und 2000) und Polywachs 500 und Polywachs 2000.
Die Wachse wurden miteinander im geschmolzenen Zustand vermischt, gegossen, dann granuliert und in der Stiftmühle gemahlen. Sie wurden dann mit dem geeigneten kieselartigen Ausgangsmaterial gemischt und in der Strahlmühle gemahlen. Die mikronisierten kieselartigen Materialien, die die aus den vorstehenden Wachsen hergestellten Wachsmischungen enthielten, wurden dem gleichen Testprogramm unterworfen, das mit den Produkten von Beispiel 1 durchgeführt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammen mit den Eigenschaften der mikronisierten Produkte zusammengefaßt. Die Proben I, II, X, XI und XII sind Vergleichsbeispiele.
Man kann sehen, daß die mikronisierten Produkte, die die ternären Mischungen, welche aus einem harten mikrokristallinen Wachs als Grundmaterial und wechselnden Konzentrationen eines weichmachenden mikrokristallinen Wachses und eines synthetischen Polyethylenwachses (Molekulargewicht 2000) bestehen, eine verbesserte Leistung bezüglich Absetzverhalten und Kompatibilität aufweisen. Alle Produkte führten bei bis zu einmonatiger Lagerung in einem Alkyd-Harnstoff bei Raumtemperatur zu weichen Bodensätzen.
Aus den vorstehenden Daten und aus der allgemeinen Erfahrung mit den Zusammensetzungen liefern die ternären Wachsmischungen überlegene Ergebnisse als Mattierungsmittel hinsichtlich des Minimierens der Wechselwirkung mit dem Lacksystem, wenn sie auf das gleiche kieselartige Ausgangsmaterial, entweder von Fällungs- oder Gelherkunft, unter Anwendung ähnlicher Bedingungen beim Co-Mikronisierverfahren aufgebracht werden. Die bevorzugte ternäre Mischung enthält 75 ± 10% hartes mikrokristallines Wachs, 15 ± 5% weichmachendes mikrokristallines Wachs und 10 ± 5% synthetisches Polyethylenwachs. Tabelle III Wachsmischung Zusammensetzung Eigenschaften des mikronisierten Produkts Test / Art des Ausgangsmaterials Hart Mikro. % Gew./Gew. Mikrokrist. weichm. Wachs % Gew./Gew. Polyethylen Gewichtsgemittelte Teilchengröße um Wachs % Gew./Gew. Tabelle III (Fortsetzung) Mattierwirksamkeit Test Natur des Bodensatzes / Zeit Alkyd-Harnstoff 70 ºC Wechselwirkung mit Polyurethankonzentrat Raumtemperatur Harter Bodensatz 24 Stunden Weicher Bodensatz bis 7 Tage leicht eingedickt, kein Gelieren leicht eingedickt; innerhalb 3 Wochen kein Gelieren Tabelle III (Fortsetzung) Zusammensetzung der Wachsmischung Eigenschaften des mikronisierten Produkts Test / Art des Ausgangsmaterials Hart Mikro. % Gew./Gew. Mikrokrist. weichm. Wachs % Gew./Gew. Polyethylen Gewichtsgemittelte Teilchengröße um Wachs % Gew./Gew. Cv = Crown 700 P5 = Polywachs 500 Ce = Cerit HOT P2 = Polywachs 2000 Tabelle III (Fortsetzung) Mattierwirksamkeit Test Natur des Bodensatzes / Zeit Alkyd-Harnstoff 70 ºC Wechselwirkung mit Polyurethankonzentrat Raumtemperatur, Harter Bodensatz in 7 Tagen Weicher Bodensatz bis 14 Tagen Harter Bodensatz 24 Stunden leicht eingedickt, kein Gelieren leicht eingedickt, innerhalb von 3 Wochen kein Gelieren

Claims

1. Wachsbeschichtetes amorphes kieselartiges Mattierungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Wachsbeschichtung im Bereich von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf das Mattierungsmittel, vorliegt und umfaßt:

i. etwa 50 bis etwa 90 Gew.-% eines harten mikrokristallinen Wachses,

ii. etwa 5 bis etwa 30 Gew.-% eines weichmachenden mikrokristallinen Wachses und

iii. etwa 5 bis etwa 20 Gew.-% eines synthetischen Polyethylenwachses.

2. Wachsbeschichtetes kieselartiges Material nach Anspruch 1, bei dem das kieselartige Material ein Xerogel oder ein Kieselhydrogel ist.

3. Wachsbeschichtetes kieselartiges Material nach Anspruch 2, bei dem das kieselartige Material eine Oberfläche gegenüber Stickstoff von 200 bis etwa 550 m²g&supmin;¹ und ein Porenvolumen von etwa 0,8 bis etwa 2,55 cm³/g aufweist.

4. Wachsbeschichtetes kieselartiges Material nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem der Wachsgehalt des Mittels bis etwa 15 Gew.-% beträgt.

5. Wachsbeschichtetes kieselartiges Material nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem das harte mikrokristalline Wachs etwa 65 bis etwa 85 Gew.-% der Wachsbeschichtung ausmacht.

6. Wachsbeschichtetes kieselartiges Material nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem das weichmachende mikrokristalline Wachs etwa 10 bis etwa 20 Gew.-% der Wachsbeschichtung ausmacht.

7. Wachsbeschichtetes kieselartiges Material nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem das synthetische Polyethylenwachs etwa 5 bis etwa 15 Gew.-% der Wachsbeschichtung ausmacht.

8. Wachsbeschichtetes kieselartiges Material nach Anspruch 1, 2 oder 3 mit einer gewichtsgemittelten Teilchengröße im Bereich von 5 bis etwa 9 um.

9. Oberflächenbeschichtungsmittelzusammensetzung, umfassend etwa 2 bis etwa 10 Gew.-% eines wachsbeschichteten kieselartigen Materials nach Anspruch 1, 2 oder 3.

10. Verfahren zur Herstellung eines wachsbeschichteten kieselartigen Materials nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Komponenten der Wachsbeschichtung durch Schmelzen vermischt werden, auf eine dem amorphen kieselartigen Material vergleichbare Teilchengröße vermahlen werden, mit dem kieselartigen Material in einer Menge von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf die Mischung, vermischt werden, und die Mischung dann in einer Strahlmühle gemahlen wird, wobei ein wachsbeschichtetes kieselartiges Material erhalten wird.