DE69316761T3

DE69316761T3 - Gelfreie farbe enthaltend kupferpyrithion

Info

Publication number: DE69316761T3
Application number: DE69316761T
Authority: DE
Inventors: Rahim Cheshire HANI; Craig Waterbury WALDRON; Douglas A. Jr. Madison FARMER
Original assignee: Arch Chemicals Inc
Current assignee: Arch Chemicals Inc
Priority date: 1992-09-01
Filing date: 1993-08-18
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2013-08-19
Also published as: US5185033A; ES2111771T5; EP0658181B1; EP0658181B2; DK0658181T4; KR960700314A; JPH08501121A; KR950703032A; JP2942631B2; EP0658181A1; NO950781D0; EP0658181A4; KR100351015B1; ES2111771T3; NO309236B1; KR100309753B1; DE69316761T2; DE69316761D1; NO950781L; DK0658181T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Farben und Farbbasen und insbesondere auf ein Verfahren zum Liefern einer stabilen gelfreien Dispersion aus Kupferpyrithion und Pyrithiondisulfid plus Kupfer(I)-Oxid-Biozid in Farbe.
Kombinationen aus Zinkpyrithionen und Kupfer(I)-Oxid sind dafür bekannt, ausgezeichnete Antifäulnismittel zu sein, wenn sie in Farben und Farbbasen als Mischung angesetzt werden (d. h. die Farbe vor dem Pigmentzusatz), die ebenfalls Kolophonium enthält, wie z. B. in dem US-Patent Nr. 5,057,153 offenbart ist. Leider jedoch ist bei solchen Farben nun herausgefunden worden, daß sie innerhalb weniger Tage im besten Fall oder innerhalb weniger Stunden im schlimmsten Fall eindicken oder zu unakzeptierbarem Gel werden, wenn sie mit den typischen Niveaus an Zinkpyrithion in Verbindung mit Cu(I)-Oxiden in Mischung angesetzt werden.
Deshalb sind verschiedene Lösungen für das Problem der Gelatinierung von Farben, die Kolophonium und Zinkpryrithionen in Verbindung mit Cu(I)-Oxiden enthalten, vorgeschlagen worden. Darstellerische Lösungen haben rigoros gereinigtes Zinkpyrithion benutzen müssen, wie in dem US-Patent 5,098,473 offenbart wird, oder mußten Amine oder verestertes Kolophonium hinzufügen, wie in dem US-Patent 5,112,397 offenbart ist oder mußten ein Metallsalz aus Kolophonium, wie in dem US-Patent 5,137,569 offenbart ist, benutzen. Da diese Lösungen Nachteile haben können, wie erhöhte Kosten oder das Fehlen der Kompatibilität mit anderen Farben, würde eine neue wirtschaftliche Lösung für das Problem von der farbenherstellenden Gemeinschaft sehr begrüßt werden, um die Flexibilität beim Benutzen dieser Kombination von Bioziden im Hinblick auf ihre ausgezeichnete biozide Aktivität zu benutzen.
Die vorliegende Erfindung liefert eine Lösung für dieses Problem. Diese beinhaltet den Gebrauch von einer Verbindung von Kupferpyrithion oder Pyrithiondisulfid plus Kupfer(I)-Oxid als Biozide in der Herstellung von einer Farbe, welche gegen Gelatinierung während dem Aufbewahren stabil ist. Eine Antifäulnisfarbe besteht aus 10 Gew.-% an Chlorkautschuk-Harz, 25 Gew.-% an Kupfer(I)-Oxid, 10 Gew.-% an Kupferpyrithion, 15 Gew.-% an Kolophonium, 15 Gew.-% an rotem Eisenoxid, 4 Gew.-% an Talkum, 1 Gew.-% an pulverisiertem Silicia und 20 Gew.-% an Xylol, wie aus der EP 0 651 034 A1 bekannt.
Die Erfindung stellt eine Farbe oder Farbbasiszusammensetzung bereit, die durch eine erhöhte biozide Wirksamkeit und einen erhöhten Gelbildungswiderstand gekennzeichnet ist, wobei die Farbe oder Farbbasis ein Biozid enthält, welches im wesentlichen aus Kupfer(I)-Oxid und Kupferpyrithion oder Pyrithiondisulfid besteht, und wobei das Kupferpyrithion oder das Pyrithiondisulfid mit einem Anteil zwischen 1% und 25% vorhanden ist und das Kupfer(I)-Oxid mit einem Anteil zwischen 20% und 70% vorhanden ist, basierend auf dem Gesamtgewicht der Farbe oder Farbbasis, wobei der Gesamtanteil des Kupferpyrithions oder des Pyrithiondisulfids zzgl. dem Kupfer(I)-Oxid zwischen 20% und 80% liegt, basierend auf dem Gesamtgewicht der Farbe oder Farbbasis, vorausgesetzt, dass die Zusammensetzung nicht aus 10 Gew.-% Chlorkautschuk-Harz, 25 Gew.-% Kupfer(I)-Oxid, 10 Gew.-% Kupferpyrithion, 15 Gew.-% Kolophonium, 15 Gew.-% rotem Eisenoxid, 4 Gew.-% Talkum, 1 Gew.-% pulverisiertem Silicia und 20 Gew.-% Xylol besteht.
Es ist überraschenderweise herausgefunden worden, daß die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung lagerstabil sind und nicht dazu tendieren, Gele beim Abstellen zu bilden. Dieses Ergebnis ist im deutlichen Kontrast zu der Tendenz zu Zinkpyrithion plus Cu(I)-Oxidverbindungen, um Gele zu bilden, wie durch die speziellen Beispiele, die hierin geliefert werden, dargestellt wird.
Obwohl die verbesserte biozidale Wirksamkeit und der Gelbildungswiderstand gegen Gelatinierung-Vorteil verbunden mit der vorliegenden Erfindung erwartet werden, Vorteile zu liefern, wenn sie in einem weiten Bereich an Farben verwendet werden, einschließlich der Haushaltsfarben für innerhalb und außerhalb, der industriellen und kommerziellen Farben, werden insbesondere vorteilhafte Ergebnisse erhalten, wenn das Verfahren und die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit Marinefarbe für den Gebrauch z. B. bei Schiffsrümpfen be nutzt werden. Zusätzlich liefert die Zusammensetzung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung sehr wünschenswerte Ergebnisse im Zusammenhang mit Außenfarben sowohl vom Latex als auch vom Alkydtyp.
Typischerweise wird eine Farbzusammensetzung ein Harz, ein organisches Lösungsmittel (wie Xylen oder Methylisobutylketon), ein Pigment und verschiedene wahlweise Zusätze, wie Verdickungsmittel und Befeuchtungsmittel, wie es in dem Stand der Technik bekannt ist, enthalten. Das Harz wird vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Vinyl, Alkyd, Epoxid, Acryl, Polyurethan und Polyesterharzen und Verbindungen davon besteht. Das Harz wird vorzugsweise mit einem Betrag zwischen ungefähr 20% und ungefähr 80% basierend auf dem Gewicht der Farbe oder der Farbbasis verwendet.
Zusätzlich enthält die Farbzusammensetzung der vorliegenden Erfindung wahlweise ausgewählte Zusätze, welche einen entscheidenden Einfluß auf die Viskosität, das Befeuchtungspulver und die Dispersibilität als auch die Stabilität des Einfrierens und der Elektrolyte und auf die Schäumungseigenschaften haben. Der Gesamtbetrag der wahlweise Zusätze ist vorzugsweise nicht größer als 20 Gew.-% und noch bevorzugter zwischen ungefähr 1 Gew.-% und ungefähr 5 Gew.-% basierend auf dem Gesamtgewicht der Farbzusammensetzung.
Typische Verdickungsmittel beinhalten Cellulosederivate, z. B. Methyl-, Hydroxyethyl-, Hydroxypropyl und Carboxymethylcellulose, Poly(vinylalkohol), Poly(vinylpyrolidon), Poly(ethylen-glycol), Salze von Poly(acrylsäure) und Salze von Acrylsäure/Acrylamidcopolymere.
Geeignete Befeuchtungs- und Verteilungsmittel beinhalten Natriumpolyphosphat, Aryl- oder Alkylphosphate, Salz von niedrig-molekulargewichtiger Poly(acrylsäure), Salz von Poly(ethan-sulfonsäure), Salze von Poly(vinylphosphosäure), Salze von Poly(maleinsäure) und Salze von Copolymeren von Maleinsäure mit Ethylen, 1-Olefine mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen und/oder Styrol.
Um die Stabilität des Gefrierens und der Elektrolyte zu erhöhen, können zu der Farbzusammensetzung verschiedene Monomer 1,2-Diole, z. B. Glycol, Propylen-glycol-(1,2), und Butylen-glycol-(1,2) oder Polymere davon, oder ethoxylierte Verbindungen, z. B. Reaktionsprodukte von Ethylenoxid mit langkettigen Alkanolen, Aminen, Carbonsäuren, Carbonsäure-Amiden, Alkydphenole, Poly(propylen-glycol) oder Poly(butylen-glycol) hinzugefügt werden.
Die minimale Temperatur der Filmbildung (weißer Punkt) der Farbzusammensetzung kann durch Hinzufügen von Lösungsmitteln reduziert werden, wie Stylen-glycol, Butyl-glycol, Ethylglycolacetat, Ethyl-diglycolacetat, Butyl-diglycolacetat, Benzol oder alkylierte aromatische Kohlenwasserstoffe. Als Antischaummittel sind z. B. Poly(propylen-glycol) und Polysiloxane geeignet.
Die Farbzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann als eine Farbe für natürliche und synthetische Materialien z. B. von Holz, Papier, Metall, Textilien und Kunststoffen benutzt werden. Sie ist insbesondere als eine Außenfarbe geeignet und ist ausgezeichnet für den Gebrauch als eine Marinefarbe.
Wenn eine Marinefarbe hergestellt wird, enthält die Farbe vorzugsweise ein Quellmittel, um die Farbe dazu zu veranlassen, schrittweise in ihrer Marineumgebung „abzurutschen", wodurch wiedererneuerbare biozidale Wirksamkeit der neuen ungeschützen Biozide (d. h. die Pyrithionendisulfide plus dem Kupfer(I)-Oxid und wahlweise zusätzlichem Kupferpyrithion) an der Oberfläche der Farbe in Kontakt mit dem Wassermedium der marinen Umgebung verursacht wird. Typische Quellmittel sind natürlich auftretende oder synthetische Lehme, wie Kaolin, Montmorillonit (Bentonit), Tonglimmer (Muskovit) und Chlorit (Hektonit). Zusätzlich zu den Lehnen sind andere Quellmittel einschließlich natürlicher oder synthetischer Polymere, wie das kommerziell erhältliche POLYMERGEL gefunden worden, um in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung nützlich zu sein, um den gewünschten ablasiven „Abrutsch"-Effekt zu liefern. Die Quellmittel können einzeln oder in Verbindung miteinander benutzt werden. Der Gesamtbetrag der wahlweisen Zusätze ist vorzugsweise nicht größer als 20 Gew.-%, hoch vorzugsweiser zwischen ungefähr 1 Gew.-% und ungefähr 5 Gew-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Farbzusammensetzung.
Die Erfindung wird weiterhin durch die folgenden Beispiele dargestellt. Wenn nichts anderes gesagt wird, so sind die „Teile" und die „%" „Gew.-Teile" und „Gew.-%", jeweils auf dem Gewicht der Farbe oder Farbbasis basierend.
Vergleichsbeispiel A
Demonstrationen der Gelatinierungsergebnisse in einer Farbe, die Cu(I)-Oxid plus Zinkpyrithion enthält.
Eine Farbe wurde durch Benutzen der folgenden Formelmischung hergestellt:
Das Lösungsmittelgemisch, welches benutzt wird, war ein 1:2:1-Gemisch an Xylen MIBK und Carbitolacetat (gemischtes Lösungsmittel) genannt.

Das Zinkpyrithion, welches benutzt wird, was standardkommerzielles Niveau und wurde wurde indometrische Titration untersucht.

Material	Teile	%
VAGH-Harz (1)	9,3	2,8
DISPERBYK 163 (2)	5,1	1,5
Tributylphosphat	6,45	2,0
Cu(I)-Oxid	136,5	41,4
TITANOX (3)	7,5	2,3
Zinkpyrithionpulver	25,5	7,7
Holz-Collophonium	6,3	1,9
Lösungsmittelgemisch	133,0	40,0

1) Vinylchlorid – Vinyl Acetat – Vinyl Alkoholterpolymer, ein Produkt von Union Carbide Corporation.
2) Ein Blockcopolymer mit hohem Molekulargewicht, ein Produkt von BYK-Chemie.
3) Titandioxid, ein Produkt von DuPont Company.

Das Verfahren, welches zum Herstellen der Farbe verwendet wird, war wie folgt:

(1) Eine Ein-Pint (473,18 ml) Farbkanne wurde mit 41.93 g von einem 22.2% VAGH-Harzlösungsmittel mit einem 2:1 Gemisch an Volumen von MIBK und Xylen gefüllt.
(2) Ein Gemisch aus 5.1 g Disperbyk 163 und 5.1 g gemischtem Lösungsmittel wurde hinzugefügt.
(3) Tributylphosphat wurde zu der Farbkanne hinzugefügt und mit einem Hochgeschwindigkeitsdispergierer bei 1000 RPM für 10 Minuten vermischt.
(4) Das Cu(I)-Oxid, das Zinkpyrithion, das das Titanox und 10.8 Carbitolacetat wurden zu der Farbkanne hinzugefügt und das Vermischen wurde bei 7000 RPM für eine Stunde fortgeführt.
(5) Die Mischungsgeschwindigkeit wurde auf 2500 RPM reduziert und 35 g der gemischten Lösungsmittel wurden hinzugefügt.
(6) Sobald die Temperatur von 45°C auf unter 35°C abgefallen ist, wurde eine Lösung aus 6,3 g an Holzcollophonium in 50 g des gemischten Lösungsmittels hinzugefügt zu der Kanne und das Gemisch wurde für 1.0 Stunden bei 2500 RPM vermischt.

Die Farbformelmischung, die entsprechend dieses Verfahrens durchgeführt wurde, war von geeigneter Viskosität für die Anwendung mit der Bürste unmittelbar nach der Herstellung, jedoch war sie verdickend zu einer unvergießbaren Paste nach ungefähr 6 Stunden.
Bezugsbeispiel
Demonstration der stabilen Farbe, die Cu(I)-Oxid und Kupferpyrithion enthält.

Eine Farbe wurde durch Benutzen der folgenden Formelmischung hergestellt:

Material	Teile	%
VAGH-Harz	3,91	2,85
DISPERBYK 163	2,70	1,97
Cu(I)-Oxid	75,0	54,82
Kupferpyrithion	6,85	5,01
Tricresylphosphat	3,6	2,63
Holz-Collophonium WW	6,85	5,01
Lösungsmittelgemisch	38,0	27,78

Das Verfahren was dasselbe wie von denn obigen Beispiel. Die Formelmischung verblieb gel-frei und blieb auch weiterhin gelfrei nach sieben Monaten der Lagerung.
Beispiel
Stabile Farbe, die Cu(I)-Oxid und Pyrithiondisulfit enthält.

Eine Farbe wurde durch Benutzen der folgenden Formelmischung hergestellt:

Material	Teile	%
VAGH-Harz	3,91	2,85
DISPERBYK 163	2,70	1,97
Cu(I)-Oxid	75,0	54,82
Pyrithiondisulfid	6,85	5,01
Tricresylphosphat	3,6	2,63
Holz-Collophonium WW	6,85	5,01
Lösungsmittelgemisch	38,0	27,78

Das Verfahren war dasselbige wie in den obigen Beispielen. Die Farbe verblieb gel-frei und verblieb auch nach 10 Wochen der Lagerung gel-frei.

Claims

Farbe- oder Farbbasiszusammensetzung, gekennzeichnet durch erhöhte biozide Wirksamkeit und Gelbildungswiderstand, wobei die Farbe oder die Farbbasis ein Biozid enthält, welches im wesentlichen aus Kupfer(I)-Oxid und Kupferpyrithion oder Pyrithiondisulfid besteht, und wobei das Kupferpyrithion oder das Pyrithiondisulfid mit einem Anteil zwischen 1% und 25% vorhanden ist und das Kupfer(I)-Oxid mit einem Anteil zwischen 20% und 70% vorhanden ist, basierend auf dem Gesamtgewicht der Farbe oder Farbbasis, wobei der Gesamtanteil des Kupferpyrithions oder des Pyrithiondisulfids zzgl. dem Kupfer(I)-Oxid zwischen 20% und 80% liegt basierend auf dem Gesamtgewicht der Farbe oder Farbbasis, vorausgesetzt, dass die Zusammensetzung nicht aus 10 Gew.-% Chlorkautschuk-Harz, 25 Gew.-% Kupfer(I)-Oxid, 10 Gew.-% Kupferpyrithion, 15 Gew.-% Kolophonium, 15 Gew.-% rotem Eisenoxid, 4 Gew.-% Talkum, 1 Gew.-% pulverisiertem Silicia und 20 Gew.-% Xylol besteht.
Farbe oder Farbbasis nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Farbe zusätzlich ein Quellmittel enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus natürlicher und synthetischem Ton und natürlicher und synthetischer Polymerquellmittel besteht.
Farbe oder Farbbasis nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Quellmittel aus der Gruppe ausgewählt wird, welche aus Kaolin, Montmorillonit (Bentonit), Tonglimmer (Muskovit) und Chlorit (Hektonit) und Verbindungen davon besteht.
Verfahren zum Liefern einer gelatinierungshemmenden Farbe oder Farbbasis, die ein Biozit enthält, welches im wesentlichen aus Kupfer(I)-Oxid und Kupferpyrithion oder Pyrithiondisulfid besteht, gekennzeichnet durch den Schritt des Hinzufügens des Kupferpyrithions oder des Pyrithiondisulfides und ebenso des Hinzufügens von Kupfer(I)-Oxid zu einer Farbe oder Farbbasis, um eine Farbe oder Farbbasis zu liefern, welche durch eine erhöhte biozide Wirksamkeit und erhöhtem Gelbildungswiderstand gekennzeichnet ist, wobei das Kupferpyrithion oder das Pyrithiondisulfid mit einem Anteil zwischen 1% und 25% vorhanden ist und das Kupfer(I)-Oxid mit einem Anteil zwischen 20% und 70% vorhanden ist, wobei der Gesamtanteil des Kupferpyrithions oder Pyrithiondisulfides zzgl. des Kupfer(I)-Oxides zwischen 20% und 80% liegt, basierend auf dem Gesamtgewicht der Farbe oder der Farbbasis, und vorausgesetzt, dass die Zusammensetzung nicht aus 10 Gew.-% Chlorkautschuk-Harz, 25 Gew.-% Kupfer(I)-Oxid, 10 Gew.-% Kupferpyrithion, 15 Gew.-% Kolophonium, 15 Gew.-% rotem Eisenoxid, 4 Gew.-% Talkum, 1 Gew.-% pulverisiertem Silicia und 20 Gew.-% Xylol besteht.
Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Gesamtbetrag von Kupferpyrithion oder Pyrithiondisulfid plus dem Kupfer(I)-Oxid zwischen ungefähr 20% und ungefähr 75%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Farbe oder der Farbbasiszusammensetzung, ist.
Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Verbindung zusätzlich ein Quellmittel enthält, welches aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus natürlichem und synthetischem Ton und natürlichen und synthetischen Polymerquellmitteln besteht.
Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß das Quellmittel aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Kaolin, Montomorillonit (Bentonit), Tonglimmer (Muskovit), und Chlorit (Hektonit) und Verbindungen davon besteht.