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Title:
EFFECT PIGMENTS THAT ARE SURFACE-MODIFIED BY MEANS OF LCST AND/OR UCST POLYMERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/029160
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to surface-modified effect pigments which are based on lamellar substrates and are characterized in that said effect pigments are coated with one or several layers of immobilized LCST and/or UCST polymers. The invention also relates to a method for producing the surface-modified effect pigments and the use thereof in lacquers, water lacquers, powder lacquers, paints, printing inks, security printing inks, plastics, concrete, cosmetic formulations, agricultural films, and tarpaulins, for laser marking papers and plastics, as protection from light, as a pigment for corrosion prevention, and for producing pigment preparations and dry preparations.

Inventors:
HUBER ADALBERT (DE)
ENTENMANN MARC (DE)
SCHAUER THADEUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/009801
Publication Date:
April 08, 2004
Filing Date:
September 04, 2003
Export Citation:
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Assignee:
MERCK PATENT GMBH (DE)
HUBER ADALBERT (DE)
ENTENMANN MARC (DE)
SCHAUER THADEUS (DE)
International Classes:
A61K8/19; A61K8/18; A61K8/25; A61K8/26; A61K8/29; A61K8/72; A61K8/73; A61K8/81; A61K8/86; A61K8/89; A61K8/891; A61Q1/00; A61Q1/02; C09C1/00; C09C1/24; C09C1/28; C09C1/36; C09C1/40; C09C1/42; C09C3/06; C09C3/08; C09C3/10; C09C3/12; C09D5/00; C09D5/36; C09D7/12; C09D11/02; C09D201/00; (IPC1-7): C09C1/00; C09C3/10; C09C3/12
Domestic Patent References:
WO2001060926A12001-08-23
WO2003014229A12003-02-20
WO2001092359A12001-12-06
WO2001060926A12001-08-23
WO2003014229A12003-02-20
Foreign References:
DE2603211A11977-08-04
DE3221044A11983-12-08
DE3627329A11988-02-18
DE3334598A11985-04-18
EP0306056A21989-03-08
EP0634459A21995-01-18
DE1467468A1962-06-28
DE1959998A1969-11-29
DE2009566A
DE2214545A1972-03-24
DE2215191A1972-03-29
DE2244298A1972-09-09
DE2313331A1973-03-17
DE2522572A1975-05-22
DE3137808A1981-09-23
DE3137809A1981-09-23
DE3151343A1981-12-24
DE3151354A1981-12-24
DE3151355A1981-12-24
DE3211602A1982-03-30
DE3232017A1982-08-27
DE3842330A11990-06-21
DE4137764A11993-05-19
EP0608388A11994-08-03
DE19614637A11997-10-16
DE19618569A11997-11-13
EP0634459A21995-01-18
Other References:
H. G. ELIAS, HOTHIG UND WERPF VERLAG, POLYMERE, 1996, pages 183
Attorney, Agent or Firm:
MERCK PATENT GMBH (Darmstadt, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Oberflächenmodifizierte Effektpigmente auf Basis plättchenförmiger Substrate, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer oder mehreren Schichten aus immobilisierten LCSTund/oder UCST Polymeren umhüllt sind.
2. Oberflächenmodifizierte Effektpigmente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerumhüllung Schichtdicken von 2 500 nm aufweist.
3. Oberflächenmodifizierte Effektpigmente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die LCSTPolymeren ausgewählt sind aus der Gruppe der PolyalkylenoxidDerivate, olefinisch modifizierten PEOPPOCopolymeren, Polymethylvinylether, PolyNvinylcaprolac tame, Ethyl (hydroxyethyl)cellulosen, Poly (Nisopropylacrylamide) und Polysiloxanen sowie deren Gemische.
4. Oberflächenmodifizierte Effektpigmente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die UCSTPolymeren ausgewählt sind aus der Gruppe der Polystyrole, PolystyrolCopolymere und PolyethylenoxidCopolymeren oder deren Gemische.
5. Oberflächenmodifizierte Effektpigmente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das LCSTPolymer ein mit olefinischen Gruppen modifiziertes Polysiloxan ist.
6. Oberflächenmodifizierte Effektpigmente nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerumhüllung zusätzlich Nanopartikel, polymerisierbare Monomere, Weichmacher, Antioxidantien, Rußpartikel, Mikrotitan oder deren Gemische enthält.
7. Oberflächenmodifizierte Effektpigmente nach Anspruche 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerumhüllung 0,001 bis 150 Gew. % an Additiven bezogen auf das eingesetzte Polymer enthält.
8. Oberflächenmodifizierte Effektpigmente nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Effektpigmenten um holographische Pigmente, Perlglanzpigmente, Interferenz pigmente, Mehrschichtpigmente, Metalleffektpigmente, gonio chromatischen Pigmente und/oder BiOCIPigmente handelt.
9. Oberflächenmodifizierte Effektpigmente nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Effektpigmente auf natürlichem oder synthetischem Glimmer, Al203, Ti02, Si02, Fe203, Glas, Keramik oder Graphitplättchen basieren.
10. Verfahren zur Herstellung von oberflächenmodifizierten Effektpig menten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das LCST und/oder UCSTPolymer durch Ausfällung in Wasser und/oder einem organischen Lösemittel auf die Pigmentoberfläche aufgebracht und und irreversibel immobilisiert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass übliche Additive dem Polymer zugesetzt werden.
12. Verwendung der oberflächenmodifizierte Effektpigmente nach Anspruch 1 in Lacken, Wasserlacken, Pulverlacken, Farben, Druckfarben, Sicherheitsdruckfarben, Kunststoffen, Beton, in kosmetischen Formulierungen, in Agrarfolien und Zeltplanen, zur Lasermarkierung von Papieren und Kunststoffen, als Lichtschutz, als Pigment für den Korrosionsschutz sowie zur Herstellung von Pigmentpräparationen und Trockenpräparaten.
13. Formulierungen enthaltend die oberflächenmodifizierten Effektpigmente nach Anspruch 1.
Description:
MIT LCST-UND/ONDER UCST-POLYMEREN OBERFLÄCHENMODIFIZIERTE EFFEKTPIGMENTE Die vorliegende Erfindung betrifft oberflächenmodifizierte Effektpigmente, auf Basis plättchenförmiger Substrate, die sich dadurch auszeichnen, dass sie mit ein oder mehreren Schichten aus immobilisierten LCST-und/oder UCST-Polymeren umhüllt sind.

Die immer größer werdende Einsetzbarkeit plättchenförmiger Effekt- pigmente auf Basis plättchenförmiger Substrate in unterschiedlichen technischen Bereichen erfordert zunehmend die Entwicklung oberflächen- modifizierter Substrate um letztlich die Verträglichkeit der Pigmente mit weiteren Komponenten innerhalb technischer Zusammensetzungen zu gewährleisten.

Ein grundsätzliches Problem ist dabei die Neigung von plättchenförmigen Effektpigmenten zur Bildung von Agglomeraten, in denen die Pigmente stapelförmig aufeinander liegen und auf Grund von starker Adhäsion nur schwer wieder zu separieren sind. Dies ist um so schwerwiegender als bei der Einarbeitung von plättchenförmigen Effektpigmenten in Anwendungs- medien wegen der leichten Zerbrechlichkeit der dünnen Plättchen keine hohen Scherkräfte ausgeübt werden dürfen.

Strukturbildungen bzw. Flokkulation, Agglomeration und Aggregation sind insbesondere unerwünschte Prozesse im Bereich von Lackierungen von Oberflächen.

So wurden unter anderem zahlreiche Methoden entwickelt um das Problem der Einarbeitung von plättchenförmigen Perlglanzpigmenten, insbesondere in thermoplastischen Kunststoffen zu lösen (DE-OS 26 03 211, DE-OS 32 21 044, DE-OS 36 27 329).

Weiterhin sind Beschichtungen mit Polysiloxanen zur Verbesserung der Witterungsbeständigkeit (DE 33 34 598) bekannt, sowie die Behandlung mit Kupplungsreagenzien wie Organotitanaten zur verbesserten Disper- gierbarkeit in kosmetischen Zubereitungen (EP 0 306 056), Organosilanen

zur erhöhten"water resistance"und mit Silanen zur Erhöhung des Leafing- Verhaltens (EP 0 634 459 A2).

Die aus dem Stand der Technik bekannten oberflächenmodifizierten Periglanzpigmente besitzen häufig den Nachteil, dass ihre Orientierung in Anwendungsmedien nicht optimal ist, das heißt, dass eine Verbesserung der parallelen Ausrichtung der Pigment zur Filmschicht wünschenswert wäre um die Glanzeigenschaften zu verbessern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es weitere und verbesserte Verfah- ren zur Oberflächenmodifikation von Effektpigmenten auf Basis plättchen- förmiger Pigmente zu entwickeln. Ziel ist es weiterhin die parallele Ausrich- tung der Pigmente in der Filmschicht zu optimieren um die optischen Eigenschaften, insbesondere den Glanz, zu verbessern. Insbesondere sollten die Effektpigmente kompatibel für die verschiedensten technischen Formulierungen sein ohne dabei die typischen Eigenschaften der Effektpigmente einzubüßen.

In der WO 01/60926 wird die Beschichtung von Plättchen mit LCST- Polymeren beschrieben, wodurch die Pigmente in flüssigen Medien, wie z.

B. Lacken, stabilisiert werden und die Beschichtung gleichzeitig einen Schutz gegen mechanische Beschädigung bei Scherbelastungen bietet.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass insbesondere Lack- schichten, die Effektpigmente auf Basis plättchenförmiger Partikel, die mit ein oder mehreren LCST-und/oder UCST-Polymeren beschichtet sind, enthalten, eine stark verbesserte Appearance aufweisen.

Gegenstand der Erfindung sind daher oberflächenmodifizierte Effektpigmente auf Basis plättchenförmiger Substrate, die mit ein oder mehreren Schichten aus immobilisierten LCST-und/oder UCST- Polymeren umhüllt sind.

Durch die Nachbeschichtung der Effektpigmente mit LCST-und/oder UCST-Polymeren werden die Probleme der Flokkulation, Agglomeration

und Aggregation, insbesondere in Lacken, wie Autolacken, Industrielacken und Pulverlacken, weitgehend minimiert oder sogar gänzlich unterdrückt.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die Herstellung der oberflächen- modifizierten Effektpigmente sowie deren Verwendung u. a. in Lacken, Wasserlacken, Pulverlacken, Farben, Druckfarben, Sicherheitsdruck- farben, Kunststoffen, Beton, als Pigment für den Korrosionsschutz, als Dotierstoff für die Lasermarkierung von Papier und Kunststoffen und in kosmetischen Formulierungen. Weiterhin sind die erfindungsgemäßen Effektpigmente auch zur Herstellung von Pigmentpräparationen sowie zur Herstellung von Trockenpräparaten geeignet.

Als Effektpigmente werden vorzugsweise handelsübliche Metalleffekt- pigmente, wie z. B. ChromaFlair-Pigmente von der Fa. Flex, beschichtete oder unbeschichtete Aluminiumplättchen, Goldbronzepigmente, z. B. von der Fa. Eckart, beschichtete Eisenoxidplättchen, wie z. B. Paliochromo- Pigmente von der BASF, Sicopearl-Pigmente von der BASF sowie gonio- chromatische Pigmente von der BASF, wie sie z. B. in der EP 0 753 545 A2 beschrieben werden, sowie Perlglanzpigmente und Interferenzpigmente- mit Metalloxiden beschichtete Glimmerschuppenpigmente-erhältlich z. B. von der Fa. Merck, Darmstadt unter dem Handelsnamen Iriodin verwen- det. Letztere sind z. B. bekannt aus den deutschen Patenten und Patentan- meldungen 14 67 468,19 59 998, 20 09 566,22 14 545,22 15 191, 22 44 298,23 13 331,25 22 572,31 37 808, 31 37 809,31 51 343, 31 51 354,31 51 355, 32 11 602,32 35 017, DE 38 42 330, DE 41 37 764, EP 0 608 388, DE 196 14 637, DE 196 18 569 bekannt. Vorzugsweise werden Perlglanzpigmente verwendet. insbesondere werden als Substrat natürlicher oder synthetischer Glimmer, SiO2-Plättchen, Al203-Plättchen, Glasplättchen, Keramikplättchen oder synthetische trägerfreie Plättchen eingesetzt, die mit Ti02 und/oder Fe203 beschichtet sind.

Besonders bevorzugte Effektpigmente sind holographische Pigmente, leitfähige und magnetische Pigmente, Metalleffektpigmente, z. B. auf Basis von Aluminium-und/oder Eisenplättchen sowie Effektpigmente, wie z. B.

Periglanzpigmente, Interferenzpigmente, goniochromatische Pigmente, und Mehrschichtpigmente.

Bei den plättchenförmigen Substraten handelt es sich vorzugsweise um natürlichen oder synthetischen Glimmer, BiOCI-, Al203-, TiO2-, SiO2-, Fe203-, Glas-oder Graphitplättchen. Bevorzugte Effektpigmente sind mit TiO2 (Rutil oder Anatas) beschichtete Substrate, wie z. B. mit TiO2 beschichteter natürlicher oder synthetischer Glimmer, mit Ti02 beschichtete Si02-, Al203-, Graphit-, Glas-, Fe203-oder Metallplättchen, insbesondere Aluminiumplättchen. Weiterhin bevorzugt sind Mehrschicht- pigmente mit zwei, drei oder mehr Schichten, die eine oder mehrere Ti02- Schichten enthalten.

Besonders bevorzuge Effektpigmente werden nachfolgend genannt, Substrat + Ti02 Substrat + Fe203 Substrat + Fe304 Substrat + Cr203 Substrat + Titansuboxide Substrat + Ti02 + Fe203 Substrat + Ti02 + Si02 + Ti02 Substrat + Ti02/Fe203 + Si02 + Ti02 Substrat + Ti02/Fe203 + Si02 + Ti02/Fe203 Substrat + Ti02 + Si02 + Ti02/Fe203 Substrat + Fe203 + Ti02 + Si02 + Ti02 wobei es sich beim dem Substrat vorzugsweise um Glimmer, AI203-, Si02-, oder Metallplättchen sowie um Metall-beschichtete anorganische Plättchen handelt.

Es können auch Gemische verschiedener Effektpigmente nach dem erfindungsgemäßen Verfahren stabilisiert werden.

Die erfindungsgemäßen Partikel lassen sich relativ leicht herstellen. Die Oberflächenmodifizierung der Effektpigmente erfolgt durch eine vorgelagerte oder durch eine simultane Ausfällung eines geeigneten LCST-und/oder UCST-Polymeren und nachfolgende Immobilisierung.

LCST-Polymere bzw. UCST-Polymere sind Polymere, die bei niedrigen bzw. höheren Temperaturen in einem Lösemittel löslich sind und bei Erhöhung bzw. Erniedrigung der Temperatur und Erreichen der soge- nannten LCST bzw. UCST (lower bzw. upper critical solution temperature) aus der Lösung als gesonderte Phase abgeschieden werden. Derartige Polymere werden z. B. in der Literatur in"Polymere", H. -G. Elias, Hüthig und Wepf-Verlag, Zug, 1996 auf den Seiten 183 ff. beschrieben.

Geeignete LCST-Polymere bzw. UCST-Polymere für die vorliegende Erfindung sind beispielsweise solche, wie sie in der WO 01/60926 A1 und WO 03/014229 A1 beschrieben werden.

Besonders geeignete LCST-Polymere sind Polyalkylenoxid-Derivate, vorzugsweise Polyethylenoxid (PEO) -Derivate, Polypropylenoxid (PPO) - Derivate, olefinisch modifizierte PPO-PEO-Block-Copolymere, mit Acrylat- modifizierte PEO-PPO-PEO-Dreiblock-Copolymere, Polymethylvinylether, Poly-N-vinylcaprolactam, Ethyl- (hydroxyethyl)-cellulose, Poly- (N- isopropylacrylamid) sowie Polysiloxane. Besonders bevorzugte LCST- Polymere sind mit olefinischen Gruppen modifizierte Siloxan-Polymere.

Geeignete UCST-Polymere sind insbesondere Polystyrol, Polystyrol- Copolymere und Polyethylenoxid-Copolymere.

Bevorzugt werden LCST-bzw. UCST-Polymere mit funktionellen Gruppen verwendet, die starke Wechselwirkungen und/oder chemische Bindungen mit dem Effektpigment und dem Anwendungsmedium, wie z. B. der Lackmatrix, eingehen. Alle dem Fachmann bekannten funktionellen Gruppen sind geeignet, insbesondere Silanol-, Amino-, Hydroxyl-, Epoxy-, Säureanhydrid-und Säuregruppen.

Die LCST-bzw. UCST-Polymere besitzen vorzugsweise Molmassen im Bereich von 300 bis 500.000 g/mol, insbesondere von 500 bis 20.000 g/mol.

Der Polymeranteil bezogen auf das Endprodukt beträgt 0, 1-80 Gew. %, vorzugsweise 1-30 Gew. %, insbesondere 1-20 Gew. %.

Vorzugsweise wird das Effektpigment mit einem immobilisierbaren LCST- und/oder UCST-Polymeren bzw. Polymergemisch, gegebenenfalls in Anwesenheit eines Lösemittels gemischt. Das LCST-Polymer wird bei der Temperatur unterhalb der LCST gelöst, während das UCST-Polymer oberhalb der UCST gelöst wird. In der Regel beträgt die LCST-Temperatur 0, 5-90 °C, vorzugsweise 35-80 °C, während die UCST-Temperatur bei 5-90 °C, insbesondere bei 35-60 °C liegt. Danach erfolgt gegebenen- falls die Zugabe von Additiven. Anschließend wird die Temperatur in der Regel um ca. 5 °C über die LCST erhöht bzw. unter die UCST abgesenkt, wobei das Polymer ausfällt und sich auf der Partikeloberfläche absetzt.

Zuletzt findet die Immobilisierung in Form einer Vernetzung des Polymers auf der Partikeloberfläche statt, wobei das Polymer irreversibel auf der Partikeloberfläche fixiert wird. Die Immobilisierung kann z. B. radikalisch, kationisch, anionisch oder durch eine Kondensationsreaktion stattfinden.

Vorzugsweise werden die LCST-bzw. UCST-Polymere radikalisch oder durch eine Kondensationsreaktion vernetzt.

Für eine radikalische Vernetzung (Immobilisierung) der abgeschiedenen Schicht in Wasser wird vorzugsweise Kaliumperoxodisulfat oder Ammoniumperoxodisulfat in Konzentrationsbereichen von 1-100 Gew. % bezogen auf das zur Belegung verwendete olefinische LCST-bzw. UCST- Polymer eingesetzt. Die Vernetzung erfolgt in Abhängigkeit von der LCST- bzw. UCST-Temperatur des Polymeren bei 0-35 °C unter Verwendung eines Katalysators, wie z. B. eines Fe (1 1)-Salzes, oder bei 40-100 °C durch direkten thermischen Zerfall des radikalischen Initiators.

Sofern bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Lösemittel benötigt wird, richtet sich die Wahl des Lösemittels nach der Löslichkeit des verwendeten Polymers. Vorzugsweise ist das Lösemittel Wasser oder ein mit Wasser mischbares organisches Lösemittel. Zu den mit Wasser mischbaren Lösemitteln zählen auch solche Lösemittel, die Mischungs- lücken mit Wasser aufweisen. In diesen Fällen werden die Mengen- verhältnisse so gewählt, dass Mischbarkeit vorliegt. Beispiele für geeignete Lösemittel sind Mono-und Polyalkohole wie z. B. Methanol, Ethanol, n- Propanol, Isopropanol, Cyclohexanol, Glykol, Glycerin, Propylenglykol, Polyethylenglykol, Polybutylenglykol sowie die Mono-und Diether mit

Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol der Polyalkylen-glykole ; Ether wie z. B. Tetrahydrofuran, Dioxan, 1, 2-Propandiolpropyl-ether, 1, 2-Butan-1- methylether, Ethylenglykolmonomethylether, Diethylen- glykolmonomethylether ; Ester wie z. B. Essigsäuremethylester, Monoester von Ethylenglykol oder Propylenglykolen mit Essigsäure, Butyrolacton ; Ketone wie Aceton oder Methylethylketon ; Amide wie Formamid, Dimethyl- formamid, Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon und Hexamethyl- phosphorsäuretriamid ; Sulfoxide und Sulfone wie Dimethylsulfoxid und Sulfolan ; Alkancarbonsäure wie Ameisensäure oder Essigsäure.

Vorzugsweise werden die LCST-und/oder UCST-Polymerbeschichtungen als vollständige Umhüllung der Partikel vorgenommen. Besonders bevorzugt sind Effektpigmente, die eine LCST-Polymerumhüllung, insbesondere aus Polysiloxanen, oder alternierend eine LCST-und eine UCST-Polymerumhüllung aufweisen. Die Effektpigmente können auch mit zwei oder mehr aufeinanderfolgenden jeweils gleichen oder ver- schiedenen LCST-bzw. UCST-Polymeren umhüllt werden. Vorzugsweise enthalten die Effektpigmente nicht mehr als fünf Polymerumhüllungen.

Die Polymerschichtdicke bestimmt u. a. das Absetzverhalten, das sogenannte Seeding, der Effektpigmente. Das Seeding kann unterdrückt werden, indem die Polymerumhüllung entsprechend dick gewählt wird, so dass die Dichte der Pigmente beeinflusst wird. Die Partikel setzen sich langsamer ab und verdichten sich zumeist nicht so stark wie unbehandelte Effektpigmente, so dass sie leicht wieder aufgerührt werden können.

Durch die Polymerumhüllung wird ebenfalls auch das Ausbluten der Pigmente im Anwendungsmedium weitgehend unterbunden.

Als besonders bevorzugt haben sich Polymerschichten von 2-500 nm, vorzugsweise 10-200 nm und insbesondere 20-80 nm erwiesen.

Die einzelnen LCST-und/oder UCST-Polymerschichten können auch Additive enthalten, die die chemische und/oder mechanische Stabilität der Effektpigmente zusätzlich erhöhen oder erniedrigen.

Geeignete Additive sind z. B. Nanopartikel, wie z. B. Bariumsulfat, polymerisierbare Monomere, Weichmacher, Antioxidantien, Rußpartikel, Mikrotitan oder deren Gemische.

Der Anteil an Additiven beträgt vorzugsweise 0,001 bis 150 Gew. %, insbe- sondere 0,05 bis 100 Gew. %, bezogen auf das eingesetzte Polymer.

Die Additive werden der Lösung des LCST-bzw. UCST-Polymeren vorzugsweise als Dispersion zugemischt, wobei bevorzugt dasselbe Lösemittel wie das der Polymerlösung zum Einsatz kommt und die Temperatur der Dispersion unter die LCST bzw. UCST abgesenkt wird. Es kann jedoch auch eine direkte Dispergierung der Additive in der LCST- bzw. UCST-Lösung erfolgen.

Durch die Oberflächenmodifizierung der Effektpigmente mit einem LCST- und/oder UCST-Polymer ändern sich die physikalischen Parameter der Pigmente, wie z. B. der Brechungsindex. Weiterhin kann auch die Hydro- philie bzw. Hydrophobie und damit auch die Oberflächenspannung und die Grenzflächenspannung der Effektpigmente in unterschiedlichen Anwendungsmedien durch eine geeignete Polymerbelegung gezielt eingestellt werden. Daraus resultiert eine verbesserte und schnellere Benetzung und verbesserte Verträglichkeit der Effektpigmente mit den jeweiligen Systemen. Da die LCST-und/oder UCST-Polymerschicht ferner auch mechanische Belastungen aufnehmen kann, sind die nachbe- handelte Effektpigmente auch gegenüber Scherbelastungen stabiler.

Dies ist insbesondere bei entsprechenden Anwendungen von scher- empfindlichen Effektpigmenten, wie z. B. Aluminiumpigmenten, Effekt- pigmenten auf Glimmerbasis, von Vorteil. Bei Metallpigmenten dient die Oberflächenmodifizierung gleichzeitig als Korrosionsschutz.

Bei stark vernetzten LCST-und UCST-Polymerbeschichtungen wird weiterhin das Bleeding und Blooming der Effektpigmente im Anwendungs- system stark zurückgedrängt.

Durch den Einschluss von Fremdstoffen, wie z. B. Nanopartikeln, Weich- machern und polymerisierbaren Monomeren, können die Eigenschaften

der Polymerschicht wie Härte und Vernetzungsgrad (Reversibilität) der Schicht zusätzlich beeinflusst werden. So ist es möglich, z. B. Titandioxid- Nanopartikel mit vernetzbarem LCST-Polymer und weiteren Monomeren als Mischung durch Ausfällung abzuscheiden, wobei die Härte, Vernetzungsdichte und Hydrophilie/-Hydrophobie je nach Polymer- Mischung variiert werden kann. Diese Mischung wird dann an der Oberfläche vernetzt, wobei je nach Vernetzungsreaktion und Menge an Vernetzer zusätzlich die Eigenschaften der abgeschiedenen Polymerschicht beeinflussbar sind.

Werden mit Acrylatgruppen modifizierte LCST-Polymere mit z. B. Kalium- peroxodisulfat auf der Oberfläche vernetzt, so wird nicht nur durch die Polymerumhüllung, sondern auch durch die Menge an eingesetztem Peroxodisulfat die Hydrophilie des Effektpigments stark erhöht.

Vorzugsweise besitzen die erfindungsgemäßen Effektpigmente unter Anwendung der ESA-Methode (Electroacoustic Spectral Analysis) einen isoelektrischen Punkt (pH-Wert bei dem das Zetapotential des Pigments Null wird) im Bereich von 5 bis 10, insbesondere von 6 bis 8.

Die oberflächenmodifizierten Effektpigmente zeigen weiterhin eine sehr gute Wetterbeständigkeit, ein sehr gutes Dispergierverhalten und sind aufgrund ihrer Stabilität sehr gut für die verschiedensten Anwendungs- systeme geeignet, insbesondere für wässrige und organische Lacke, besonders bevorzugt für Pulverlacke.

Effektpigmente auf Basis plättchenförmiger Substrate sind in der Regel scherempfindlich. Die Oberflächenmodifizierung der Effektpigmente mit LCST-und/oder UCST-Polymeren führt zu einer zusätzlichen mecha- nischen Stabilisierung der Pigmente bei hohen Scherbelastungen oder abrasiven Verarbeitungsverfahren. Die Stabilisierung kann zusätzlich erhöht werden, wenn man den LCST-und/oder UCST-Polymeren noch Nanopartikel zumischt. Derartig stabilisierte Effektpigmente können gegenüber den unbehandelten Effektpigmenten deutlich höheren Scherkräften ausgesetzt werden, ohne Verlust der Plättchenstruktur.

Die erfindungsgemäßen Effektpigmente zeigen im Lack eine verbesserte Orientierung und stark verbesserte Farbwerte im Vergleich zu Perlglanz- pigmenten, die zur Verbesserung des Leafing-Verhaltens mit einem Silan behandelt worden sind (EP 0 634 459 A2).

Die erfindungsgemäß modifizierten Effektpigmente sind mit einer Vielzahl von Farbsystemen kompatibel, vorzugsweise aus dem Bereich der Lacke, Wasserlacke, Pulverlacke, Farben, Druckfarben, Sicherheitsdruckfarben, Kunststoffe sowie der kosmetischen Formulierungen. Weiterhin sind die erfindungsgemäßen Partikel, sofern sie durch die Polymernach- behandlung entsprechend funktionalisiert wurden, als funktionale Pigmente unter anderem für die Lasermarkierung von Papieren und Kunststoffen, als Lichtschutz, als Pigment für den Korrosionsschutz, zum Einfärben von Beton sowie für Anwendungen im Agrarbereich, z. B. für Gewächshausfolien, sowie z. B. für die Farbgebung von Zeltplanen geeignet.

Es versteht sich von selbst, dass für die verschiedenen Anwendungs- zwecke die erfindungsgemäßen Partikel auch vorteilhaft in Abmischung mit organischen Farbstoffen, organischen Pigmenten oder anderen Pigmenten, wie z. B. transparenten und deckenden Weiß-, Bunt-und Schwarzpigmenten sowie mit plättchenförmigen Eisenoxiden, organischen Pigmenten, holographischen Pigmenten, LCPs (Liquid crystal polymers), und herkömmlichen transparenten, bunten und schwarzen Glanzpigmen- ten auf der Basis von metalloxidbeschichteten Glimmer-, Glas-, Al203-, Graphit-und Si02-Plättchen, etc. verwendet werden können. Die erfindungsgemäß stabilisierten Partikel können in jedem Verhältnis mit handelsüblichen Pigmenten und Füllstoffen gemischt werden.

Die oberflächenmodifizierten Effektpigmente sind weiterhin geeignet zur Herstellung von fließfähigen Pigmentpräparationen und Trockenpräpa- raten, wie z. B. Granulate, Chips, Briketts, Würstchen, Pellets, etc. Die Pigmentpräparationen und Trockenpräparate zeichnen sich dadurch aus, dass sie mindestens ein oder mehrere erfindungsgemäße Effektpigmente, Bindemittel und optional ein oder mehrere Additive enthalten. Die Trockenpräparate müssen dabei nicht vollständig getrocknet sein, sondern

können bis zu max. 8 Gew. %, vorzugsweise 3-6 Gew. %, an Wasser und/oder eines Lösemittels oder Lösemittelgemisches enthalten.

Gegenstand der Erfindung sind somit auch Formulierungen, die die erfindungsgemäßen Pigmentpräparationen und Trockenpräparate enthalten.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch zu begrenzen.

Beispiele Beispiel 1 Es werden 5 g eines mit olefinischen Gruppen modifizierten Siloxan-LCST- Polymers in 300 g Wasser bei 5"C gelöst, 100 g Iriodin 504 (mit Eisen (lit) oxid beschichtetes Glimmerpigment der Fa. Merck KGaA) eindis- pergiert und für 0,5 h bei 500 U/min zur Benetzung des Pigments gerührt.

Danach wird auf die LCST des Polymeren von 8 °C erwärmt, 20 min die Temperatur gehalten, auf 20 °C erwärmt und die ausgefällte Polymer- schicht für die Dauer von 2 h radikalisch durch einen hydrophilen, wasserlöslichen Vernetzer (Kaliumperoxodisulfat) die Polymerschicht immobilisiert. Es wird abfiltriert und mit Wasser gewaschen.

Wird dieses oberflächenmodifizierte Effektpigment in einen konven- tionellen Acryllack eingearbeitet, so zeigt es gegenüber einem unbehandelten Iriodin 504-Pigment einen um 8 % erhöhten DOI-Wert und gegenüber einem mit einem Silan behandelten Iriodins 504-Pigment einen um 5 % erhöhten DOI-Wert (Distinctness of Image, Dorigon, Hunter Lab).

Der DOI-Wert ist ein Maß für die Brillanz und Abbildungsschärfe einer Lackschicht, wobei ein höherer DOI-Wert für eine verbesserte Brillanz und Abbildungsschärfe charakteristisch ist.

Beispiel 2 In 600 ml Wasser werden 2,4 g eines mit olefinischen Gruppen und Aminogruppen modifizierten LCST-Polymeren auf Polyetherbasis bei 20 °C gelöst und 200 g iriodin 504 zugegeben. Es wird 0,5 h bei 20 °C gerührt und danach auf die LCST-Temperatur von 62 °C erwärmt.

Nach 0,5 h Rühren bei 62 °C werden 5 g eines hydrophilen wasserlös- lichen Vernetzers (Kaliumperoxodisulfat) zugesetzt, die Temperatur auf 72 °C erhöht und für die Dauer von 2 h bei 72 °C gehalten. Das modifizierte Pigment wird abfiltriert und mit Wasser gewaschen.

Bei dem oberflächenmodifizierten Effektpigment wird unter Anwendung der ESA-Methode (Electroacoustic Spectral Analysis) ein isoelektrischer Punkt (pH-Wert bei dem das Zetapotential des Pigments Null wird) von 5,4 bestimmt.

Wird das behandelte Perlglanzpigment nur mit 1 g des hydrophilen wasserlöslichen radikalischen Vernetzers unter gleichen Bedingungen vernetzt, so resultiert ein isoelektrischer Punkt des Pigments von 7,8. Wird das belegte Perlglanzpigment nicht vernetzt, so wird ein isoelektrischer Punkt von 8,7 erhalten.

Diese Unterschiede im isoelektrischen Punkt resultieren unter anderem aufgrund der unterschiedlich stark ausgeprägten Addition von Hydroxy- radikalen an die olefinische Doppelbindung. Die mit unterschiedlichen Mengen Vernetzer immobilisierten Nachbehandlungen weisen dem- gemäss eine unterschiedliche Dichte von Hydroxylgruppen auf, was zu einem stark veränderten Ladungsverhalten und auch einer veränderten Hydrophilie des nachbehandelten Effektpigments führt.

Beispiel 3 Es werden 1,5 g eines mit olefinischen Gruppen modifizierten UCST- Polymeren auf Polystyrolbasis in 60 g Cyclohexanol bei 85 °C gelöst, 10 g Aluminiumplättchen (Fa. Eckart) zugegeben und für 0,5 h bei 500 U/min

zur Benetzung des Pigments gerührt. Danach wird auf die UCST des Polymeren von 65"C abgekühlt, 20 min die Temperatur gehalten und die ausgefällte Polymerschicht für die Dauer von 2 h radikalisch durch einen hydrophoben Vernetzer (Azoisobutyronitril) die Polymerschicht bei 65 °C immobilisiert. Es wird abfiltriert und mit Aceton gewaschen.

Wird dieses oberflächenmodifizierte Metalleffektpigment in einen konven- tionellen Acryllack eingearbeitet, so zeigt es gegenüber dem unbehandel- ten Pigment einen um 5 % erhöhten DOI-Wert. Das nachbeschichtete Aluminiumpigment zeigt sich ferner gasungsstabil in wässriger Lösung im pH-Bereich von 3-9.

Beispiel 4 Es werden 15 g eines mit olefinischen Gruppen modifizierten Polyethylen- glykol-Polypropylenglykol-Blockcoppolymeren mit 3 g Bariumsulfat- Nanoteilchen für die Dauer von einer Stunde unter Verwendung von Dispergierperlen im Scandex dispergiert. Diese Mischung wird bei Raumtemperatur in 200 g Wasser gegeben, 200 g BiOCI-Paste (50% ig in Wasser, Fa. Merck KGaA) eingerührt und auf die LCST-Temperatur von 55 °C erwärmt. Nach 0,5 h Rühren wird auf 65 °C erwärmt, 3 g Kaliumperoxodisulfat zugegeben und für die Dauer von 2 h vernetzt. Die beschichteten BiOCI-Pigmente werden abzentrifugiert und mit Wasser gespült.

Das Produkt wird mit Wasser verdünnt, so dass der Festkörpergehalt ca.

50 % beträgt. Nach 1 h Scherung am Dispermat bei 3000 U/min und unter Verwendung einer 5 cm Zahnscheibe wird die Teilchengröße gemessen und mit analog belasteten unbeschichteten BiOCI-Pigmenten verglichen.

Die Teilchengröße der unbeschichteten BiOCI-Pigmente ist um ca. 22 % niedriger als bei den oberflächenmodifizierten BiOCI-Pigmenten.