DE10309813A1

DE10309813A1 - Pigmentzubereitung und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE10309813A1
Application number: DE2003109813
Authority: DE
Inventors: Rainer Heubach; Yvonne Dr. Brussaard; Hugo Dr. Brussaard
Original assignee: HEUBACH GmbH
Current assignee: HEUBACH GmbH
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2004-09-23
Anticipated expiration: 2023-03-06
Also published as: WO2004078852A1; AU2004218242B2; DE502004004876D1; BRPI0408666A; EP1599549A1; US7658793B2; CN100368482C; BRPI0408666B1; AU2004218242A1; CN1756805A; US20070079728A1; DE10309813B4; ATE372360T1; EP1599549B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pigmentzubereitung auf Basis mindestens eines anorganischen Pigments und mindestens eines organischen Pigments sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Pigmentzubereitung. Die Pigmentzubereitung enthält dabei Teilchen, bei denen anorganische Pigmentteilchen mit feinteiligeren organischen Pigmentteilchen behaftet sind und die Teilchen zusätzlich eine organische makromolekulare Beschichtung aufweisen. Die Herstellung der Pigmentzubereitungen erfolgt durch Nassvermahlen der anorganischen und organischen Pigmente, gegebenenfalls unter Zugabe von weiteren Komponenten, in Gegenwart einer oberflächenaktiven Substanz in Form einer makromolekularen organischen Verbindung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pigmentzubereitung auf Basis mindestens eines anorganischen Pigments und mindestens eines organischen Pigments sowie ein Verfahren zu Herstellung einer solchen Pigmentzubereitung.
Pigmentzubereitungen auf Basis mindestens eines organischen Pigments und mindestens eines anorganischen Pigmentes, die sowohl durch Trockenmischungen als auch durch gemeinsame Naßvermahlung hergestellt werden können, sind im Stand der Technik bekannt. In EP 0 816 440 B1 wird die Herstellung von Pigmentzubereitungen auf der Grundlage von Bismutvanadat mit organischen Gelb-, Orange und Rotpigmenten beschrieben. Durch Herstellung einer Trockenmischung von Bismutvanadat mit P.O. 73 erhält man eine Pigmentzubereitung mit erhöhter Farbreinheit im Vergleich zu einer Mischung aus pigmentierten Lackansätzen. Die US-A 4226634 beschreibt die Herstellung einer Pigmentzubereitung mit verbessertem Glanz aus einem organischen mit einem anorganischen Pigment unter Einwirkung hoher Scherkräfte in einem wässrigen Medium. Weiterhin beschreibt die EP 0 985 712 B1 Pigmentzubereitungen in Granulatform einer mittleren Granulatteilchengröße von 5 bis 3.000 μm, mit verbesserter Fließfähigkeit und geringerer Staubungsneigung. Außerdem beschreibt US 6 503 970 B1 die Erfindung von Pigmentkompositionen mit verbesserter Hitzestabilität und bevorzugt den Einsatz von chlorfreien organischen Pigmenten. Die bekannten Pigmentzubereitungen sollten sich zum Einfärben von polymeren Materialien, wie Lacken, Druckfarben und Kunststoffen, eignen.
Im Hinblick auf den Stand der Technik hat es sich jedoch gezeigt, dass Pigmentzubereitungen durch Mischung von anorganischen Buntpigmenten, insbesondere in Form von Nickel- und Chromtitan, mit organischen Pigmenten nachteilig ist und die Nachteile nur durch zusätzliches Einbinden von Titandioxid als deckendes und farbreines anorganisches Pigment mehr oder weniger reduziert werden können. Die Nachteile von herkömmliche Pigmentzubereitungen mit Nickel- und Chromtitan als Mischungskomponente beziehen sich hauptsächlich auf die Trübung und den Glanzverlust gegenüber Zubereitungen auf Basis von Titandioxid und machen sich besonders dann bemerkbar, wenn es um die Nachstellung der hochreinen Bleichromat- oder Bleimolybdatfarbtöne geht. Somit kann man ohne den Einsatz von Titandioxid in Pigmentzubereitungen auf der Basis mindestens eines anorganischen und mindestens eines organischen Pigmentes den gewünschten Farbton nicht erreichen. Ein weiterer Nachteil besteht in dem hohen Abrieb sowie der niedrigeren Deckkraft, was insbesondere für die Nickeltitan-Pigmente gilt.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, Pigmentzubereitungen auf der Basis mindestens eines anorganischen Pigments und mindestens eines organischen Pigments vorzuschlagen, die die oben angesprochenen Nachteile nicht aufweisen und die nicht auf die Einbindung von Titandioxid angewiesen sind. Insbesondere soll die Verarbeitbarkeit und die Leistungsfähigkeit von Nickel- und Chromtitan-Pigmenten in der Vermischung mit organischen Pigmenten gesteigert werden. Es sollen auch positive Synergie-Effekte durch die Verbesserung der Lichtechtheit und das Erreichen einer erhöhten Farbtiefe angestrebt werden, bedingt durch die Absorption von Nickel- bzw. Chromtitan im UV- und Blau-Bereich. Der Einsatz soll insbesondere Vorteile in der Licht- und Wetterechtheit sowie in der Deckkraft zeigen. Es soll eine wesentliche Verbesserung der Echtheitseigenschaften ohne die coloristische Notwendigkeit des Einsatzes von Titandioxid erreicht werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Pigmentzubereitung auf Basis mindestens eines anorganischen Pigments und mindestens eines organischen Pigments gelöst, wobei diese Pigmentzubereitung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie Teilchen enthält, bei denen anorganische Pigmentteilchen mit feinteiligeren organischen Pigmentteilchen behaftet sind und die Teilchen zusätzlich eine organische makromolekulare Beschichtung aufweisen.
Der Kern der Erfindung besteht demzufolge darin, dass auf der Oberfläche der anorganischen Pigmentteilchen organische Pigmentteilchen haften, die feinteiliger sind bzw. eine kleinere Teilchengröße als das als Kern zu wertende anorganische Pigmentteilchen aufweisen. Darüber hinaus weist diese spezielle Struktur, die im Stand der Technik nicht beschrieben ist, zusätzlich noch eine organische molekulare Beschichtung auf. Diese muß sich nicht komplett ausgebildet haben. Eine weitgehend vollständige Beschichtung ist jedoch von Vorteil. Diese organische makromolekulare Beschichtung entsteht z.B. im Rahmen des nachfolgend noch geschilderten erfindungsgemäßen Verfahrens durch die Einbindung geeigneter oberflächenaktiver Substanzen in Form einer makromolekularen organischen Verbindung. Dieser Punkt wird später noch diskutiert.
Die besonderen Vorteile, die mit der erfindungsgemäßen Pigmentzubereitung in verschiedenen Einsatzgebieten in Erscheinung treten, könnte u.a. auch auf diese organische makromolekulare Beschichtung zurückgehen, ohne hierin eine bindende Erklärung sehen zu wollen. So wird die genannte Beschichtung zu einer Fixierung der organischen Pigmentteilchen auf den anorganischen Pigmentteilchen führen können und der üblicherweise mit einem Trockenprozess einhergehenden Reagglomierung der organischen Pigmentteilchen entgegenwirken. In der späteren Handhabung und Anwendung führt dies zu geringerer Staubungsneigung und besserer Dispergierbarkeit.
Im Rahmen der Erfindung lassen sich im Wesentlichen alle in der vorliegenden Technologie bekannten anorganischen Pigmente einsetzen. Es ist jedoch bevorzugt, wenn das anorganische Pigment als Mischphasen-Metalloxid-Pigment vorliegt, insbesondere als dotierte Titandioxid-Pigmente. Hierunter sind insbesondere bevorzugt das Nickel-Antimon-Titanoxid (C.I. Pigment Gelb 53) und/oder das Chrom-Antimon-Titanoxid (C.I. Pigment Braun 24). Gleichermaßen sind jedoch als anorganisches Pigment die vorstehend im Zusammenhang mit dem Stand der Technik der EP 0 985 712 B1 bezeichneten Pigmente geeignet.
Auch bei der Wahl der organischen Pigmente stehen dem Fachmann zur Verwirklichung der vorliegenden Erfindung vielfältige Pigmente zur Verfügung. Besonders bevorzugt sind organische Pigmente in Form polycyclischer und/oder Azo-Pigmente. Bei der Verwirklichung der Erfindung haben sich dabei als organische Pigmente insbesondere solche in Form von Rot-, Gelb-, Orange-, Blau-, Braun und/oder Grün-Pigmenten erwiesen. Vorzugsweise liegen die Rot-Pigmente in Form von DPP-Rot (Diketopyrolopyrol), die organischen Gelb-Pigmente in Form von Isoindolinonen und/oder Benzimidazolon, die Orange-Pigmente in Form von DPP-Orange und/oder als Isoindoline und/oder Benzimidazolone, die Blau- und Grün-Pigmente als Cu-Phthalocyanine, die Braun-Pigmente als Benzimidazolone und/oder Disazokondensationsverbindungen vor. Um den jeweils gewünschten Farbton einzustellen, können die oben bezeichneten Pigmente auch in Gemischen eingesetzt werden. Im Regelfall ist es sogar bevorzugt, zwei oder drei verschiedene Pigmente in der erfindungsgemäßen Pigmentzubereitung zur Einstellung des gewünschten Farbtons heranzuziehen. Neben den anorganischen Pigmenten gibt es eine große Zahl organischer Pigmente, die für die Verwirklichung der erfindungsgemäßen Zubereitung in Betracht kommen können. Die nachfolgende Auflistung besonders geeigneter anorganischer und organischer Pigmente macht dies deutlich.
Rutilpigmente in Form von C.I. Pigment Yellow 53, 157, 159, 160, 161, 162, 163, 164, und 189 und C.I. Pigment Brown 24, 29, 37 und 40;
Spinellpigmente in Form von C.I. Pigment Yellow 119, C.I. Pigment Brown 33, 34 35 und 39 und C.I. Pigment Blue 28, 36 und 72, C.I. Pigment Green 26, 50;
Bismutvanadatpigmente in Form von C.I. Pigment Yellow 184, sowie Derivate mit Iso- und Heteropolyanionen des Vanadates bzw. dessen isomorphen Ersatzes.
Cersulfidpigmente in Form von C.I. Pigment Orange 75 und C.I. Pigment Red 265; Anthrachinonpigmente in Form von C.I. Pigment Yellow 147 und 199;
Anthranthronpigmente in Form von beispielsweise C.I. Pigment Red 168;
Anthrapyrimidinpigmente in Form von C.I. Pigment Yellow 108;
Azopigmente in Form von C.I. Pigment Yellow, 3, 12, 13, 14, 62, 74, 83, 93, 95, 120, 151, 154, 168, 175, 180, 181, 194 und 191:1, C.I. Pigment Orange 5, 13, 34, 36, 62, 64, 67, 72, C.I. Pigment Red 1, 2, 3, 4, 5, 23, 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 49, 49:1, 51:1, 52:1, 53, 53:1, 57:1, 58:2, 58:4, 112, 144, 146, 148, 166, 176, 187, 184, 214, 220, 221, 251 und 262; C.I. Pigment Braun 23, 25;
Azomethinpigmente in Form von C.I. Pigment Yellow 129;
Chinacridonpigmente in Form von C.I. Pigment Orange 48 und 49 und C.I. Pigment Red 42, 122, 202 und 206; C.I. Pigment Violett 19
Chinophthalonpigmente in Form C.I. Pigment Yellow 138;
Diketopyrrolopyrrolpigmente in Form von C.I. Pigment Orange 71 und 73 und C.I. Pigment Red 254, 255, 264, 270 und 272;
Indanthronpigmente in Form von C.I. Pigment Blue 60 und 64;
Isoindolinpigmente in Form von C.I. Pigment Yellow 139 und 185, C.I. Pigment Orange 61 und 69 und C.I. Pigment Red 260;
Isoindolinonpigmente in Form von C.I. Pigment Yellow 109, 110 und 173;
Metallkomplexpigmente in Form von C.I. Pigment Yellow 117, 150, 153 und 177;
Perinonpigmente in Form von C.I. Pigment Orange 43 und C.I. Pigment Red 194;
Perylenpigmente in Form von C.I. Pigment Red 123, 149, 178, 179, 190 und 224;
Phthalocyaninpigmente in Form von C.I. Pigment Blue 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6 und 16;
Pyranthronpigmente in Form von C.I. Pigment Orange 51 und C.I. Pigment Red 216;
Pyrazolochinazolonpigmente in Form von C.I. Pigment Orange 67 und C.I. Pigment Red 251 und
Thioindigopigmente in Form von C.I. Pigment Red 88.
Homogene kristalline organische Mischphasenpigmente, bei denen geeignete Moleküle, vornehmlich polycyclischen Typs, im weitesten Sinne zu einer „festen Lösung" vereint sind und eine eigene, im vorliegenden Erfindungssinne der organischen Komponente zu rechnende Pigmentphase bilden.
Um die mit der erfindungsgemäßen Pigmentzubereitung angestrebten Vorteile zu erzielen bzw. die vorstehend bezeichnete Aufgabe zu lösen, ist eine Relativierung der Teilchengröße der anorganischen Pigmente und der organischen Pigmente in so fern vorzunehmen, als die organischen Pigmenteilchen feinteiliger, d.h. kleiner als die anorganischen Pigmentteilchen sein sollen. Um hier eine gewisse Richtlinie anzugeben, wird es bevorzugt, dass die mittlere Teilchengröße der anorganischen Pigmente zwischen etwa 0,08 und 10 μm, insbesondere zwischen etwa 0,2 und 4 μm liegt, wobei der Bereich von 0,5 bis 2 μm besonders bevorzugt ist. Demgegenüber ist es bevorzugt, dass die Teilchen des organischen Pigments eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,005 bis 3 μm insbesondere etwa 0,025 bis 0,3 μm aufweisen. Der Fachmann wird demzufolge, ausgehend von der Teilchengröße des anorganischen Pigmentes ein solches organisches Pigment bezüglich der Teilchengröße aussuchen, dessen mittlere Teilchengröße bevorzugt um den Faktor 3 bis 40 unter derjenigen des anorganischen Pigments liegt, so dass der Kerngedanke der Erfindung, nämlich das Haften von feinteiligeren organischen Pigmentteilchen auf anorganischen Pigmentteilchen verwirklicht werden kann. Aus der Teilchengröße des jeweils gewählten anorganischen Pigments und desjenigen des feinteiligeren organischen Pigments resultiert dann auch die Teilchengröße des Verbundes aus anorganischem Pigment und feinteiligerem organischem Pigment. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Teilchen, die die anorganischen Pigmentteilchen zusammen mit den feinteiligeren organischen Pigmentteilchen aufweisen, eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,3 bis 10 μm, insbesondere etwa 0,5 bis 5 μm aufweisen. Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn diese Teilchengröße zwischen etwa 0,5 und 2,5 μm liegt.
Das Gewichtsverhältnis zwischen organischem Pigment und anorganischem Pigment in der erfindungsgemäßen Pigmentzubereitung ist nicht kritisch begrenzt. Von Vorteil ist es jedoch, wenn auf 1 Gew.-Teil organisches Pigment etwa 0,5 bis 150 Gew.-Teile anorganisches Pigment entfallen.
Die quantitative Zusammensetzung kann sich jedoch auch im Hinblick auf den jeweils gewählten Farbton optimieren lassen. So gilt typisch für gesättigte Farbtöne 1 Gew.-Teil organisches Pigment auf etwa 1 bis 4 Gew.-Teile anorganisches Pigment und für hellere Farbtöne oder Pastelltöne (wie z.B. nach NCS) 1 Gew.-Teil organisches Pigment auf etwa 20 bis 100 Gew.-Teile anorganisches Pigment, je nach Abstufung der Helligkeit.
In Einzelfällen kann es auch zweckmäßig sein, in die erfindungsgemäße Pigmentzubereitung noch Füllmittel einzubinden, insbesondere in Form von Bariumsulfat, Silica, Talkum, Calciumcarbonat und/oder Aluminiumoxid. Diese Füllmittel können dazu dienen, bestimmte Eigenschaften wie Farbstärke, Deckkraft und Abriebfestigkeit den Zielvorstellungen entsprechend anzupassen.
Sind bestimmte Eigenschaften zusätzlich anzustreben, die die erfindungsgemäße Pigmentzubereitung nicht schon vermitteln, dann können auch zusätzlich andere Pigmente zu der gewünschten Eigenschaftssteuerung herangezogen werden. Beispielsweise kann als zusätzliches Pigment Titandioxid zur Steuerung der Farbreinheit, Bismutvanadat zur Steuerung der Farbsättigung und/oder Lithopone zur Steuerung des Aufhellungsgrades von Vorteil sein. Selbstverständlich wird die Menge des zusätzlich einverleibten Füllstoffs und/oder Pigments nur so weit gewählt, dass die mit der erfindungsgemäßen Pigmentzubereitung angestrebten Eigenschaften nicht wesentlich beeinträchtigt werden.
Es wurde bereits auf die Bedeutung der organischen makromolekularen Beschichtung der Teilchen der erfindungsgemäßen Pigmentzubereitung hingewiesen. Hier besteht gleichfalls durch Auswahl der oberflächenaktiven Mittel eine Steuerungsmöglichkeit im Hinblick auf die angestrebten Eigenschaften. Die oberflächenaktiven Materialien der Wahl sind hochmolekulare Verbindungen, typischerweise verwandt mit der Familie der Netz- und Dispergierhilfsmittel und gehören bevorzugt zu den chemischen Klassen der organisch modifizierten Polyacrylate, der modifizierten Fettsäurederivate, der Blockcopolymere mit oberflächenaktiven Funktionen und/oder zu Alkylammoniumsalzen polyfunktioneller Polymere. Es gibt noch zusätzliche Möglichkeiten, hier eine Steuerung vorzunehmen. So kann in Einzelfällen vorzugsweise die Oberfläche der Teilchen, die die anorganischen oder organischen Pigmente aufweisen, zusätzlich mit einer Siloxanbeschichtung versehen werden. Alternativ zu einer Polysiloxanverbindung kann auch ein funktionalisiertes Polysilan oder ein emulgiertes Polyethylenwachs zum Einsatz gebracht werden. Diese Beschichtung fördert die Absenkung der Abrasivität der Teilchen und dient der Verbesserung der Dispergierbarkeit in den verschiedenen Medien, denen die erfindungsgemäße Pigmentzubereitung einverleibt werden soll. Vorzugsweise geht die Siloxanbeschichtung auf eine Polysiloxanverbindung zurück, insbesondere modifiziert mit Polyethersegmenten. Hierbei wird es bevorzugt, dass die Polysiloxanverbindung und/oder Polysilan-Verbindung mit Alkyl- und/oder Arylgruppen versehen sind. Dabei sind die Alkylgruppen insbesondere C₁-C₁₂-Alkylreste, vorzugsweise C₁-C₅-Alkylreste. Bei dem Arylrest handelt es sich vorzugsweise um eine Naphthyl-, Benzyl- und/oder Phenylgruppe.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Pigmentzubereitung wird unter Beachtung der physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften, die vorstehend behandelt wurden, insbesondere so vorgegangen, dass die Teilchen der anorganischen und organischen Pigmente, gegebenenfalls unter Zugabe von weiteren Komponenten, in Gegenwart einer oberflächenaktiven Substanz in Form einer makromolekularen organischen Verbindung nassvermahlen werden, die erhaltene wässrige Suspension getrocknet und desagglomeriert wird, insbesondere unter Beachtung der vorstehend dargestellten besonders vorteilhaften Teilchengrößen. Das Nassvermahlen erfolgt vorzugsweise in einem wässrigen Medium, wobei es jedoch in Einzelfällen von Vorteil ist, dass dem wässrigen Medium zusätzlich mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel zur Einstellung der gewünschten Oberflächenspannung und/oder das Benetzungsverhalten zugegeben werden. Dabei kann es sich um organischen Lösungsmittel, die protisch oder aprotisch sind, handeln, oder auch Mischungen hiervon. Zu den geeigneten protischen organischen Lösungsmitteln zählen beispielsweise einwertige aliphatische Alkohole, insbesondere C₂-C₁₂-Alkohole sowie mehrwertige Alkohole, insbesondere C₂-C₃-Alkylenglykole und Etheralkohole, insbesondere C₂-C₃-Alkylenglykol-C₁-C₄-Alkylether. Als besonders geeignete Verbindungen sind anzugeben: Ethanol, Propanol, Butanol und/oder Diethylenglykol. Zu den geeigneten aprotischen organischen Lösungsmitteln zählen beispielsweise cyclische Ether, wie Tetrahydrofuran. In der wässrigen Suspension, die dem Nassvermahlen unterzogen wird, liegt die Menge an Pigmenten vorzugsweise zwischen etwa 10 und 70 Gew.-%, insbesondere etwa 30 bis 60 Gew.-%. Zwingend ist es für das erfindungsgemäße Verfahren, dass das Nassvermahlen in Gegenwart einer oberflächenaktiven Substanz erfolgt, die makromolekularen Charakter zeigt und organisch ist. Sie dient dazu, sowohl die organischen als auch die anorganischen Pigmentteilchen zu benetzen und einen engen Kontakt zwischen beiden Komponenten herzustellen.
Nach dem gesteuerten Abschluß des Mahlvorgangs im Hinblick auf die vorteilhafterweise angestrebte Teilchengröße des Verfahrenserzeugnisses unter Beachtung der oben angesprochenen Relationen zwischen der Teilchengröße des anorganischen und des organischen Pigments wird das Nassvermahlen der wässrigen Suspension in einem geeigneten Zeitablauf abgeschlossen. Als Regel könnte man angeben, dass das Mahlen dann abgeschlossen ist, wenn durch den Mahlvorgang alle Agglomerate, die größer als 5 bis 10 μm sind, aufgeschlossen wurden. Dabei erfüllen die größeren anorganischen Pigmentteilchen außerdem die Funktion eines Mahlhilfsmittels für das organische Pigment. Als Mahlaggregate kommen Kugelmühlen sowie Rührwerkskugelmühlen in geschlossener aber auch offener Bauweise mit sowohl vertikaler wie horizontaler Anordnung sowie Radial-Rührwerksmühlen in Betracht. Besonders bevorzugt werden Rührwerkskugelmühlen mit horizontaler Bauweise zum Einsatz gebracht. Danach erfolgt ein Trocknen, was mit üblichen Trocknungseinrichtungen erfolgen kann, insbesondere mit einem Band-, Vakuum- oder Sprühtrockner oder anhand des Spin-Flash-Verfahrens oder des Wirbelschichtverfahrens. Auf jeden Fall muß es gewährleistet sein, dass anschließend das Desagglomerieren soweit erfolgt, dass sich die wünschenswerten Eigenschaften des erhaltenen Pulvers einstellen, bzw. die vorstehend bezeichnete Aufgabe, von der die Erfindung ausgeht, gelöst wird.
Das Desagglomerieren der im Rahmen der Herstellung der erfindungsgemäßen Pigmentzubereitung darin enthaltenen Agglomerate erfolgt beispielsweise mittels Hammermühlen, Stiftmühlen, Prallmühlen oder Sichtermühlen, kann aber auch bereits in das Trocknungsverfahren intergriert sein, z.B. in Form einer Mahltrocknung.
Die erfindungsgemäße Pigmentzubereitung ist in vielfältigen technischen Bereichen zum Einfärben beliebiger Materialien einsetzbar. Hierbei erweist sich die erfindungsgemäße Pigmentzubereitung insbesondere im Bereich der Lack-, Farb-, Papier-, Kunststoff-, Druckfarben- sowie Baustoffindustrie von besonderem Vorteil. Die Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass die Pigmentzubereitung hohen Glanz und Farbreinheit aufweist und sehr gutes Dispergierverhalten sowohl in lössemittelhaltigen als auch in wässrigen Systemen sowie Kunststoffen zeigt. Diese Eigenschaften können ebenfalls bei der Papiereinfärbung oder Bedruckung, sowie bei der Laminatherstellung vorteilhaft genutzt werden.
In Bezug auf die Handhabung der erfindungsgemäßen Produkte wird die Staubungsneigung durch die organische makromolekulare Beschichtung gegenüber einem reinen organischen Pigment und/oder einer handelsüblichen Pigment-Trockenmischung deutlich reduziert.
Darüber hinaus liegen die Schüttdichten der erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen in der für reine anorgansche Pigmente üblichen Größenordnung, was die Handhabung im Vergleich zu organischen Pigmenten oder Pigment-Trockenmischungen deutlich vereinfacht. Die typischen Werte der Schüttdichten der erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen liegen zwischen 0,5 und 1,2 g/cm³, bevorzugt zwischen 0,6 und 0,9 g/cm³.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand verschiedener Beispiele noch näher erläutert werden.
Beispiel 1
Formulierung eines Rotfarbtons
1 Teil P.R. 272 (DPP Rot) wird zusammen mit 4 Teilen P.Br. 24 (Chromtitan) unter Zugabe von 0,05 bis 0,1 Teil Disperbyk 185 (hochmolekulares Block-Copolymer mit Pigmentaffinen Gruppen) mit 3 bis 10 Teilen Wasser gemischt. Die erhaltene Slurry wird naßvermahlen und anschließend getrocknet und desagglomeriert.
Beispiel 2
Formulierung eines Gelbfarbtons
1 Teil P.Y. 154 (Benzimidazolon) wird zusammen mit 2 Teilen P.Y. 53 (Nickeltitan) unter Zugabe von 0,03 bis 0,06 Teilen Tego Dispers 745W (organisch modifiziertes Polyacrylat) mit 3 bis 10 Teilen Wasser gemischt. Die erhaltene Slurry wird naßvermahlen und anschließend getrocknet und desagglomeriert.
Beispiel 3
Nach der Oberflächenbenetzung durch ein Dispergieradditiv kann eine zweite Beschichtung mit einer Siloxan-Verbindung erfolgen. Dafür wird die aus der Naßvermahlung erhaltenen Pigmentpaste mit einem Polydimethyl-Siloxan (z.B. PDMS-T21-trimethylsiloxy bezogen von ABCR oder einem vergleichbaren Hersteller) versetzt und nach einem zweiten Naßmahlschritt wiederum getrocknet und desagglomeriert. Das auf diese Weise erhaltenen erfindungsgemäße Produkt weist gegüber einem handelsüblichen nicht beschichteten Pigment geringere Abrasivität und bessere Dispergierbarkeit auf (Tabelle 1).
Tabelle 1: Abrasivität und Farbstärke Entwicklung des erfindugsgemäßen Produkts aus Beispiel 3 gegenüber einer herkömmlichen Mischung bzw. gegenüber dem reinen organischen Pigment.
Beispiel 4 (Teilchengröße und Aussehen)
Eine REM-Aufnahme des erfindungsgemäßen Produkts zeigt in 1:10.000 fachen Vergrößerung das Vorhandensein von anorganischen Pigmentteilchen, die mit den feineren organischen Pigmentteilchen behaftet sind. Dies zeigt die beiliegende 1. Ferner ist zu erkennen, dass die organischen Pigmentteilchen der hier untersuchten Pigmentzubereitung gemäß Beispiel 1 um den Faktor 3 bis 20 kleiner sind, als die anorganischen Pigmentteilchen.
Die Teilchengrößenverteilung des erfindungsgemäßen Produkts nach Beispiel 2 wurde mittels Laserbeugungsverfahren bestimmt und zeigt eine mittlere Teilchengröße von 0,4 μm mit einem Kornspektrum von 0,1 bis 2,5 μm. (Medianwert der Korngrößenverteilung: 0,4 μm, Maximalgröße bei 2,5 μm). Hierzu sei auf die beiliegende 2 verwiesen.
Beispiel 5 (Vergleichsbeispiel)
Es wurde die Teilchengrößenverteilung des erfindunggemäßen Produktes, erhalten nach Beispiel 2, mit derjenigen eines Standard-Bleichromats und einer handelsüblichen Trockenmischung, die im gleichen Farbraum liegt, verglichen. Dieser Vergleich ergibt sich aus der beiliegenden 3.
Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel)
Das nach Beispiel 1 erhaltene erfindungsgemäße Produkt weist im Vergleich zu einem Standard-Molybdat-Rot oder einer in dem Farbraum befindlichen handelsüblichen Trockenmischung ein deutlich besseres Deckvermögen und eine wesentlich höhere Farbstärke auf.
Tabelle 2: Deckvermögen und Farbstärke des erfindungsgemäßen Produkts im Vergleich zu marktüblichen Standards
Beispiel 7 (Vergleichsbeispiel)
Die Wetterechtheiten, der erfindungsgemäßen Produkte sind deutlich besser als die einer im gleichen Farbraum befindlichen Mischung mit Titandioxid und erreichen die hervorragenden Echtheitseigenschaften einer stabilisierten Bleichromat-Type. Die Bestimmung erfolgte in Form einer Schnellbewitterung an einem pigmentierten Lack (wasserverdünnbares Styrolacrylat).
Tabelle 3: Echtheitseigenschaften der erfindungsgemäßen Pigmentzubereitung im Vergleich zu einer Mischung mit Titandioxid. Dargestellt ist die Farbtonverschiebung nach Schnellbewitterung im ATLAS 1200 CPS Xenontestgerät in Anl. an DIN EN ISO 11341 (Ausgabe 2/98) mit folgenden Parametern: Energiedichte 60 W/m²; UV-Filter 3 × Suprax; Nass-/Trockenzyclus 18:102 min.
Beispiel 8 (Vergleichsbeispiel)
Die Farbsättigung und die Farbtonreinheit konnten gegenüber einer handelsüblichen Trockenmischung auf der Basis von Nickeltitan und organischen Pigmenten sowie gegenüber einer Mischung mit Titandioxid und organischen Pigmenten deutlich verbessert werden. Tabelle 4: Farbmeßdaten des erfindungsgemäßen Produkts im Vergleich zu auf dem Stand der Technik beruhenden Trockenmischungen
Beispiel 9 (Vergleichsbeispiel)
Das erfindungsgemäße Produkt erhalten nach Beispiel 1 zeigt geringeres Staubungsverhalten und höhere Schüttdichten als ein reines organisches Pigment oder eine handelsübliche Pigmenttrockenmischung.
Tabelle 5: Staubungsverhalten und Schüttdichte.

Claims

Pigmentzubereitung auf Basis mindestens eines anorganischen Pigments und mindestens eines organischen Pigments, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmentzubereitung Teilchen enthält, bei denen anorganische Pigmentteilchen mit feinteiligeren organischen Pigmentteilchen behaftet sind und die Teilchen zusätzlich eine organische makromolekulare Beschichtung aufweisen.
Pigmentzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als anorganisches Pigment Mischphasen-Metalloxid-Pigmente enthält.
Pigmentzubereitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Mischphasen-Metalloxid-Pigment dotierte Titandioxid-Pigmente enthält.
Pigmentzusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dotierten Titandioxid-Pigmente in Form von Nickel-Antimon-Titanoxid (C.I. Pigment Gelb 53) und/oder Chrom-Antimon-Titanoxid (C.I. Pigment Braun 24) vorliegen.
Pigmentzubereitung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Teilchengröße der anorganischen Teilchen zwischen etwa 0,08 bis 10 μm, insbesondere zwischen etwa 0,2 und 4 μm liegt.
Pigmentzubereitung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Pigmente polycyclische und/oder Azo-Pigmente sind.
Pigmentzubereitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rot-Pigmente in Form von DPP-Rot (Diketopyrrolopyrrol), die organischen Gelb-Pigmente in Form von Isoindolinon und/oder Benzimidazolon, die Orange-Pigmente in Form von DPP-Orange und/oder als Isoindoline und/oder Benzimidazolone, die organischen Blau- und Grünpigmente als Cu-Phthalocyanine und die organischen Braun-Pigmente als Benzimidazolon und/oder Disazokondensationsverbindung vorliegen.
Pigmentzubereitung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen des organischen Pigments eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,005 bis 3 μm, insbesondere etwa 0,05 bis 0,3 μm aufweisen und damit um den Faktor 3 bis 40 kleiner sind als die anorganischen Pigmentteilchen.
Pigmentzubereitung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,, dass die Teilchen, die die anorganischen Pigmentteilchen mit den feinteiligeren organischen Pigmentteilchen aufweisen, eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,3 bis 10 μm, insbesondere etwa 0,5 bis 2,5 μm aufweisen.
Pigmentzubereitung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Gewichtsteil organisches Pigment etwa 0,5 bis 150 Gewichtsteile anorganisches Pigment, insbesondere etwa 1 bis 15 Gewichtsteile anorganisches Pigment bei der Formulierung von gesättigten Farbtönen entfallen.
Pigmentzubereitung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Gewichtsteil organisches Pigment etwa 0,5 bis 150 Gewichtsteile anorganisches Pigment, insbesondere etwa 20 bis 100 Gewichtsteile anorganisches Pigment bei der Formulierung von Pastellfarbtönen entfallen.
Pigmentzubereitung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich ein Füllmittel enthält, insbesondere in Form von Bariumsulfat, Talkum, Silica, Calciumcarbonat und/oder Aluminiumoxid.
Pigmentzubereitung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich andere Pigmente zur Eigenschaftssteuerung enthält.
Pigmentzubereitung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie als zusätzliches Pigment Titandioxid zur Steuerung der Farbreinheit, Bismuthvanadat zur Steuerung der Farbsättigung und/oder Lithopone zur Steuerung des Aufhellungsgrades enthält.
Pigmentzubereitung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Teilchen, die die anorganischen und organischen Pigmente aufweisen, zusätzlich mit einer Siloxan- und/oder Silanbeschichtung zur Absenkung der Abrasivität und zur Verbesserung der Dispergierbarkeit versehen ist.
Pigmentzubereitung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Siloxanbeschichtung auf einer Polysiloxanverbindung, insbesondere modifiziert mit Polyethersegmenten aufgebaut ist.
Pigmentzubereitung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Polysiloxanverbindung und/oder Polysilane mit Alkyl- und/oder Arylgruppen versehen sind, wobei die Alkylgruppen insbesondere C₁-C₁₂-Alkylreste, vorzugsweise C₁-C₅-Alkylreste, darstellen, und der Arylrest auf eine Naphthyl-, Benzyl- und/oder Phenylgruppe zurückgeht.
Verfahren zur Herstellung einer Pigmentzubereitung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen der anorganischen und organischen Pigmente, gegebenenfalls unter Zugabe von weiteren Komponenten, in Gegenwart einer oberflächenaktiven Substanz in Form einer makromolekularen organischen Verbindung nassvermahlen werden, die erhaltene wässrige Suspension getrocknet und desagglomeriert wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass dem wässrigen Medium zusätzlich mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel zur Einstellung der Oberflächenspannung und des Benetzungsverhaltens zugegeben werden.
Verwendung einer Pigmentzubereitung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17 zum Einfärben von beliebigen Materialien, insbesondere im Bereich der Lack- und Farben-, Papier-, Kunststoff-, Druckfarben- sowie Baustoffindustrie.