Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dispersionsfarbe, ein Verfahren zur Herstellung der Dispersionsfarbe sowie die Verwendung der Dispersionsfarbe.

Kunststoffdispersionsfarben, auch bekannt als Dispersionsfarben, sind von wesentlicher wirtschaftlicher und technischer Bedeutung. Sie enthalten üblicherweise relativ große Mengen an organisch-chemischen Bestandteilen, insbesondere an Kunstharzen wie Polymeren, insbesondere in Form von Kunstharzdispersionen. Um eine ausreichende Lagerstabilität zu gewährleisten, benötigen Dispersionsfarben üblicherweise Konservierungsmittel, insbesondere Biozide wie Isothiazoline. Allerdings sind herkömmliche Konservierungsmittel wie Isothiazoline Allergene, die bei Allergikern Reizungen und Hautirritationen hervorrufen können. Folglich ist die Verwendung herkömmlicher Konservierungsmittel in Dispersionsfarben immer weitergehenden rechtlichen Einschränkungen unterworfen.

Um dieses Problem auszuräumen, sind bereits unterschiedliche konservierungsmittelfreie Systeme für Dispersionsfarben entwickelt worden. Diese Systeme basieren gängiger Weise auf Wasserglas und Alkylsilikonaten. Aber auch konservierungsmittelfreie Systeme basierend auf pH-Puffersystemen sind für konservierungsmittelfreie Dispersionsfarben entwickelt worden.

Eine besondere Herausforderung bei dem Einsatz von Zusatzstoffen zur Stabilisierung von Dispersionsfarben ist hierbei, dass die Zusätze nur einen möglichst geringen Einfluss auf die Verarbeitbarkeit und die Fließeigenschaften der Dispersionsfarbe haben sollten. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass viele der Zusatzstoffe, die zur Stabilisierung der Dispersionsfarbe und zum Schutz vor mikrobiellem Befall eingesetzt werden können, die Verarbeitbarkeit und/oder die Fließeigenschaften der Dispersionsfarbe negativ beeinflussen. Die EP 1 297079 Bl beschreibt beispielsweise eine Dispersionsfarbe enthaltend Polymerdispersion, Pigment und/oder Füllstoff, Wasserglas und Wasser. Diese Dispersionsfarbe zeichnet sich dadurch aus, dass sie keine Konservierungsmittel benötigt. Jedoch ist durch das Vorhandensein von Wasserglas zusätzlich ein anorganisches Bindemittel enthalten, wodurch die Eigenschaften der Dispersionsfarbe, insbesondere ihre Verarbeitbarkeit, beeinträchtigt werden können.

Die EP 3 460010 Al beschreibt eine Zusammensetzung zur Ausbildung von Beschichtungen an Bauwerken und dgl., die einen Gehalt eines Puffersystems auf Phosphatbasis oder auf Basis wenigstens einer organischen Aminoverbindung, wobei der Gehalt zwischen 0,01 Gew.% und 20 Gew.% Phosphat bzw. Aminoverbindung jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung entspricht, wobei wenigstens ein pKs-Wert der Säure des Puffersystems zwischen 9 und 14 liegt. Die Problematik der verschlechterten Verarbeitbarkeit und/oder verschlechterter Fließeigenschaften wird in der EP 3 460 010 Al allerdings nicht gelöst.

Somit stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine konservierungsmittelfreie Dispersionsfarbe bereitzustellen, die eine hervorragende Verarbeitbarkeit und/oder hervorragende Fließeigenschaften aufweist. Gleichzeitig soll die konservierungsmittelfreie Dispersionsfarbe eine hohe Lagerstabilität (shelf life) und eine gute Umweltverträglichkeit aufweisen.

Des Weiteren stellt sich die Erfindung zur Aufgabe, eine konservierungsmittelfreie Dispersionsfarbe bereitzustellen, die sich günstig und/oder aus einfach erhältlichen Materialien hersteilen lässt. Ferner sollte die konservierungsmittelfreie Dispersionsfarbe regulatorischen Anforderungen genügen und/oder sich mit gängigen Malerutensilien ohne außergewöhnliche Sicherheitsvorkehren handhaben lassen. Alle oder einige dieser Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Dispersionsfarbe nach Anspruch 1, das Verfahren nach Anspruch 16 sowie die Verwendung nach Anspruch 18 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend im Einzelnen erläutert.

Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe weist einen pH Wert von 10 bis 13 auf und enthält, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe, a. 5 bis 75 Gew.% Pigment und/oder Füllstoff, b. 1 bis 30 Gew.% Bindemittel, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)aciylat, Poly(meth)aciylat-Copolymer mit einem (Meth)Aciylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, Poly(meth)aciylat-Terpolymer mit einem (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens

25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Terpolymers, Polystyrol, Polystyrol- Copolymer mit einem Styrol-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers und Mischungen davon, c. 0,05 bis 10 Gew.% Aminosäure, d. 0,01 bis 7 Gew.% Alkalisteller und e. 20 bis 60 Gew.% Wasser, wobei die Aminosäure mindestens eine Aminogruppe umfasst und jede Aminogruppe der Aminosäure einen pKs Wert von 9,0 bis 10,0 aufweist.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe auch ohne Konservierungsmittel eine hohe Lagerstabilität aufweist und sich gleichzeitig sehr gut verarbeiten lässt. Insbesondere weist die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe hervorragende Fließeigenschaften auf. Die in der Dispersionsfarbe enthaltenen Komponenten weisen eine hervorragende Kompatibilität zueinander auf, wodurch Oberflächen, die mit der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe beschichtet werden, eine gleichmäßige und optisch ansprechende Erscheinung aufweisen. Sowohl der pH Wert als auch die Fließeigenschaften der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe bleiben auch nach einer Lagerzeit von mehreren Wochen, insbesondere mehreren Monaten, im Wesentlichen konstant.

Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe ist zudem günstig und aus leicht erhältlichen Materialien herstellbar und kann mittels gängiger Malerutensilien auf einfache Weise auf Oberflächen aufgetragen werden.

Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden sein zu wollen, scheinen sich die hervorragende Verarbeitbarkeit und die exzellenten Fließeigenschaften bei gleichzeitig hoher Lagerstabilität der Dispersionsfarbe auf die Wechselwirkung von Alkalisteller mit Aminosäure und Bindemittel in der Dispersionsfarbe zurückführen zu lassen. Es hat sich herausgestellt, dass die Kombination von einer Aminosäure, bei der jede Aminogruppe der Aminosäure einen pKs Wert von 9,0 bis 10,0 aufweist und einem Bindemittel, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)aciylat, Poly(meth)aciylat-Copolymer mit einem (Meth)Aciylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, Poly(meth)aciylat-Terpolymer mit einem (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Terpolymers, Polystyrol, Polystyrol- Copolymer mit einem Styrol-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers und Mischungen davon, gleichzeitig eine hervorragende pH-Stabilisierung ermöglicht als auch besonders gute rheologische Eigenschaften und eine gute Applizierbarkeit zur Folge hat. Diese besondere Wechselwirkung von Aminosäure und Bindemittel war aus dem Stand der Technik nicht ersichtlich.

Die Aminosäure in der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe führt zum einen zu einer Stabilisierung des pH Werts, wodurch die Dispersionsfarbe über viele Wochen effektiv vor mikrobiellem Befall geschützt ist. Zum anderen ist die Aminosäure in Kombination mit einem Bindemittel, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)aciylat, Poly(meth)aciylat-Copolymer mit einem (Meth)Aciylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, Poly(meth)aciylat-Terpolymer mit einem (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Terpolymers, Polystyrol, Polystyrol- Copolymer mit einem Styrol-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers und Mischungen davon, auch für die gute Verarbeitbarkeit und die exzellenten Fließeigenschaften der Dispersionsfarbe verantwortlich.

Die Aminosäure der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe umfasst mindestens eine Aminogruppe, wobei jede Aminogruppe der Aminosäure einen pKs Wert im Bereich von 9,0 bis 10,0 aufweist. Vorzugsweise weist die Dispersionsfarbe mehrere Aminosäuren der genannten Art auf, z.B. in Form einer Mischung von zwei oder mehreren Aminosäuren. Bei der einen oder den mehreren Aminosäure(n) in der Dispersionsfarbe kann es sich um a-Aminosäuren, ß-Aminosäuren, y-Aminosäuren, d-Aminosäuren oder um etwaige andere Aminosäuren handeln, wobei a-Aminosäuren bereits aus Kostengründen besonders bevorzugt sind.

Wenn hier oder an anderer Stelle von „jede Aminogruppe“ die Rede ist, dann ist damit jede funktionelle Gruppe gemeint, die eine NR3, NHR2 oder NH2R Funktionalität aufweist, wobei jedes R unabhängig voneinander grundsätzlich für sämtliche unterschiedliche Restgruppen stehen kann, insbesondere für Wasserstoff, Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkyl-, Halogenalkyl-, Heterocycloalkyl-, Ether-, Ester-, Aryl-, Heteroaryl-, Arylalkyl-, Halogen-, Amino-, Hydroxy-, Thiol-, Thioether-, Nitril-, Keton-, Carboxy- und Peroxy-Gruppe. So umfasst der Begriff „Aminogruppe“ im Sinne der Erfindung auch Amid- oder Guanidin-Gruppen. Somit weist beispielsweise die Aminosäure Arginin mehrere Aminogruppen im Sinne der Erfindung auf, wovon nur eine Aminogruppe die Anforderung erfüllt, dass der pKs Wert im Bereich von 9,0 bis 10,0 liegt. Die Guanidin-Funktionalität weist einen pKs Wert von 12,48 auf. Somit erfüllt Arginin nicht die Anforderung im Sinne der Erfindung, dass jede Aminogruppe der Aminosäure einen pKs Wert von 9,0 bis 10,0 aufweist.

Wenn hier oder an anderer Stelle vom „pKs Wert“ der Aminogruppen der Aminosäuren die Rede ist, ist damit spezifisch der pKs Wert für die protonierte Aminogruppe gemeint, d.h. für die Reaktion NR3 + H ⁺ <-> NHR ₃ ⁺ . Der pKs Wert ist dabei der negative dekadische Logarithmus der Gleichgewichtskonstante für diese Gleichgewichtsreaktion. Hierbei bezieht sich der pKs Wert auf den pKs Wert bei Standardbedingungen, die dem Fachmann bekannt sind. Insbesondere bezieht sich der pKs Wert auf den pKs Wert der Aminosäure bei 25 °C (298 K) in einer wässrigen Lösung bei einer Aminosäure-Konzentration von 0,1 bis 1,0 mol/L.

Verfahren zum Ermitteln der Gleichgewichtskonstante bzw. des pKs Wertes sind dem Fachmann bekannt. Beispielsweise kann die Gleichgewichtskonstante bzw. der pKs Wert mittels Halbtitration durch pH-Messung bestimmt werden. Hierbei folgt für schwache Säuren aus dem Massenwirkungsgesetz pH = pKs am Halbäquivalenzpunkt. Der Halbäquivalenzpunkt ist dabei der Punkt, bei dem die Hälfte einer bestimmten Stoffmenge Säure mit der entsprechenden Stoffmenge Base neutralisiert wurde, die zur vollständigen Neutralisation geführt hätte. Für die Halbtitration kann beispielsweise eine Konzentration von 1 mol/L und eine Temperatur von 23 bis 25 °C für die Titration gewählt werden. Dem Fachmann sind Basen, die für eine solche Halbtitration eingesetzt werden können, bekannt. Beispielsweise kann die Halbtitration mit Natriumhydroxid und/oder Kaliumhydroxid durchgeführt werden. Für die Ermittlung des pH Werts der Lösung kann eine Indikatorelektrode, beispielsweise eine pH-Elektrode eingesetzt werden, die Potentialänderungen in der Lösung misst ln Kombination zu einer solchen potentiometrischen Messung oder unabhängig davon kann auch ein Indikator für das Ermitteln des pH Werts eingesetzt werden. pH-lndikatoren sind dem Fachmann bekannt, beispielsweise kann hierfür Lackmus, beispielsweise in Form von Lackmus-Papier, Bromthymolblau, Thymolblau, Phenolphthalein, Methylrot oder Mischungen davon, beispielsweise in Form von Universalindikatoren, genutzt werden.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass sich Aminosäuren, bei denen jede Aminogruppe einen pKs Wert im Bereich von 9,0 bis 10,0 aufweist, hervorragend zum Stabilisieren des pH Werts einer konservierungsmittelfreien Dispersionsfarbe eignen. Dispersionsfarben, die eine solche Aminosäure enthalten, weisen eine langanhaltende Pufferwirkung auf, was zur Folge hat, dass die Dispersionsfarbe besonders lange vor mikrobiellem Befall geschützt ist. Zudem wird durch die Kombination der Aminosäure mit dem Bindemittel der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe ein Beschichtungsmittel mit hervorragenden Fließ- und Verarbeitungseigenschaften erhalten.

Weist mindestens eine Aminogruppe der Aminosäure hingegen einen höheren pKs Wert als 10,0 auf, so ist es nur schwierig möglich, ein optimales Gleichgewicht zwischen pH Wertbzw. pH-Stabilität und ausgezeichneten Fließ- und Verarbeitungseigenschaften der Farbe zu erhalten.

Werden nur geringe Mengen einer Aminosäure mit mindestens einer Aminogruppe mit einem pKs Wert von mehr als 10,0 eingesetzt, so sind zwar die Fließ- und Verarbeitungseigenschaften der Farbe weiterhin intakt, allerdings ist die Pufferwirkung der Lösung nur begrenzt und die Lagerstabilität der Farbe folglich mangelhaft. Werden hingegen größere Mengen einer Aminosäure mit mindestens einer Aminogruppe mit einem pKs Wert von mehr als 10,0 eingesetzt, so ist zwar die Pufferwirkung der Lösung ausreichend, allerdings verschlechtern sich die Fließ- und Verarbeitungseigenschaften der Farbe deutlich.

Weist zumindest eine Aminogruppe der Aminosäure hingegen einen niedrigeren pKs Wert als 9,0 auf, so ist die Pufferwirkung unzureichend und die Farbe ist nicht ausreichend vor mikrobiellem Befall geschützt.

Diese Probleme stellen sich bei einer Aminosäure, bei der jede Aminogruppe der Aminosäure einen pKs Wert von 9,0 bis 10,0 aufweist, überraschenderweise nicht.

Es hat sich gezeigt, dass eine gute Pufferwirkung besonders effektiv und zugleich kostengünstig erzielt wird, wenn die Aminosäure ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alanin, Glycin, Leucin, Isoleucin, Valin, Serin, Threonin und Mischungen davon. Hierbei hat sich insbesondere herausgestellt, dass Dispersionsfarben mit den genannten neutralen, acyclischen a- Aminosäuren sich besonders gut verarbeiten lassen und besonders gute rheologische Eigenschaften aufweisen.

Noch bevorzugter ist die Aminosäure in der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe ausgewählt aus Alanin, Glycin, Leucin, Isoleucin, Valin und Mischungen davon. Die genannten Aminosäuren weisen außer der Carboxyl- und der Aminogruppe keine weiteren funktionellen Gruppen auf. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass solche relativ simplen Aminosäuren mit dem Alkalisteller und dem Bindemittel in der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe ein besonders gleichmäßiges Beschichtungsmittel ergeben. Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden sein zu wollen, scheint die einfache chemische Struktur dieser Aminosäuren von Vorteil zu sein, da es nur zu minimalen störenden Wechselwirkungen zwischen den Komponenten in der Farbe kommt.

Es hat sich ferner herausgestellt, dass aus der genannten Gruppe an Aminosäuren Alanin und/oder Glycin, vorzugsweise Glycin, zu besonders guten rheologischen Eigenschaften und einer besonders guten Applizierbarkeit der Dispersionsfarbe führen.

Grundsätzlich kann der Anteil an Aminosäure in der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe von 0,05 bis 10 Gew.% betragen. Bei einem Anteil von weniger als 0,05 Gew.% Aminosäure in der Dispersionsfarbe kann eine langanhaltende pH-Stabilisierung nicht mehr gewährleistet werden und die Lagerstabilität der Dispersionsfarbe verschlechtert sich erheblich. Bei einem Anteil von mehr als 10 Gew.% Aminosäure in der Dispersionsfarbe hingegen kommt es zu einer deutlich Verschlechterung der rheologischen Eigenschaften der Dispersionsfarbe. Ein besonders gutes Verhältnis von hoher Lagerstabilität und hervorragenden rheologischen Eigenschaften lässt sich erzielen, wenn die Dispersionsfarbe von 0,1 bis 7 Gew.%, vorzugsweise von 0,2 bis 5 Gew.%, bevorzugt von 0,3 bis 2,5 Gew.%, weiter bevorzugt von 0,4 bis 2,0 Gew.% oder besonders bevorzugt von 0,5 bis 1,5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe, Aminosäure enthält. Während die Aminosäure gewährleistet, dass der pH Wert auch über viele Wochen stabil bleibt, sorgt der Alkalisteller für die ursprüngliche Einstellung des pH Werts, so dass die Dispersionsfarbe gut vor mikrobiellem Befall geschützt ist. Bei einem Anteil an Alkalisteller in der Dispersionsfarbe von weniger als 0,01 Gew.% kann dieser Schutz allerdings nicht mehr gewährleistet werden. Bei einem Anteil an Alkalisteller von mehr als 7 Gew.% hingegen kommt es zu deutlichen Verschlechterungen der Fließeigenschaften der Dispersionsfarbe und erhöhte Sicherheitsanforderungen sind erforderlich für die Handhabung der Dispersionsfarbe. Folglich enthält die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe 0,01 bis 7 Gew.% Alkalisteller, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe. Es hat sich hierbei herausgestellt, dass eine besonders gute Lagerstabilität und eine hervorragende Handhabbarkeit der Dispersionsfarbe gewährleistet werden kann, wenn die Dispersionsfarbe von 0,02 bis 4 Gew.%, vorzugsweise von 0,05 bis 3 Gew.%, bevorzugt von 0,2 bis 2 Gew.% oder besonders bevorzugt von 0,4 bis 1,5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe, Alkalisteller enthält.

Wenn nichts anderes explizit angegeben ist, sind sämtliche Gewichtsprozent-Angaben hierbei auf das Trockengewicht der Verbindung zu beziehen. Wird beispielsweise eine 50%-ige (m/m) wässrige KOH-Lösung als Alkalisteller eingesetzt, so wird nur der KOH-Feststoffanteil zur Berechnung des Anteils an Alkalisteller in der Dispersionsfarbe zurate gezogen. Ein Anteil an 1 Gew.% KOH in der Dispersionsfarbe bedeutet folglich, dass 2 Gew.% einer 50%-igen wässrigen KOH-Lösung eingesetzt wurden. Entsprechendes gilt beispielsweise auch für wässrige Dispersionen von Bindemittelpolymeren oder wässrigen Dispersionen von Pigmenten.

Grundsätzlich können ganz unterschiedliche Alkalisteller für die Einstellung des pH Werts eingesetzt werden. Allerdings haben sich aus ökonomischen sowie praktischen Gründen Alkalisteller ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkalihydroxide wie Kalium-, Natrium- und/oder Lithiumhydroxid, Erdalkalihydroxide wie Magnesium-, Calcium- und/oder Bariumhydroxid, Ammoniumhydroxid, Xonotlit und/oder Ettringit als besonders gut geeignet herausgestellt. Hierbei eignet sich insbesondere Natriumhydroxid und/oder Kaliumhydroxid als Alkalisteller für die präzise Einstellung des pH Werts der Dispersionsfarbe.

Für die besonderen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe ist insbesondere das Wechselspiel zwischen Bindemittel, Aminosäure, Alkalisteller und pH Wert von Bedeutung. Hierbei kommt dem Bindemittel eine wichtige Rolle zu, denn es muss bei den hohen pH Werten stabil sein, gleichzeitig muss es der Dispersionsfarbe eine gute Struktur geben und beim Härten an der Wand sämtliche Komponenten gut einbinden. Für diesen Zweck enthält die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe 1 bis 30 Gew.% eines Bindemittels, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)acrylat, Poly(meth)acrylat-Copolymer mit einem (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, Poly(meth)acrylat-Terpolymer mit einem (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Terpolymers, Polystyrol, Polystyrol-Copolymer mit einem Styrol-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers und Mischungen davon. Diese Bindemittel erfüllen sämtliche der genannten Anforderungen.

Hierbei hat sich herausgestellt, dass die Dispersionsfarbe besonders gute Fließeigenschaften, eine hervorragende Abriebbeständigkeit und eine effektive Einbindung sämtlicher Komponenten der Dispersionsfarbe bei der Aushärtung aufweist, wenn das Bindemittel ein Poly(meth)aciylat-Copolymer mit einem (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, umfasst. Besonders bevorzugt ist es hierbei, wenn das Poly(meth)aciylat-Copolymer einen (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens 40 Gew.%, vorzugsweise mindestens 50 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, aufweist. Solche Copolymere haben sich als besonders stabil bei hohen pH Werten herausgestellt. Der Anteil an Bindemittel in der Dispersionsfarbe beträgt von 1 bis 30 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe. Besonders gute Fließeigenschaften und eine besondere hohe Abriebbeständigkeit weist die Dispersionsfarbe auf, wenn die Dispersionsfarbe von 2 bis 25 Gew.%, vorzugsweise von 3 bis 20 Gew.% oder besonders bevorzugt von 4 bis 15 Gew.%, Bindemittel enthält.

Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe enthält 5 bis 75 Gew.% Pigment und/oder Füllstoff. Hierbei kommen verschiedene Substanzen als Pigmente infrage. Bevorzugt ist das Pigment ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Titandioxid, Eisenoxidgelb, Aiylid (Monoazo), Bismutvanadat, (Di-)Arylide, Azokondensationspigmente, Pyranthone, Isoindoline, Anthrachinone, Derivate von Dioxazinen, Perinone, Naphtol- AS-Derivate, Perylene, Chinacridone, Indanthrene, Phthalocyanine, Rutil-Zinn-Zink, Chinacridone, Diketo-pyrrolo-pyrrol, Eisenoxidrot, Phthalocyaninblau, Dioxazin, Kobaltblau, Ultramarinblau, Phthalo cyaningrün, Chromoxidgrün, Kobaltgrün, Farbruss, Eisenoxidschwarz, Pyrazolo-Chinazolon, Naphtol-AS-Monoazopigment, Pigment Violet 23, und Mischungen davon.

Der Anteil an Pigment in der Dispersionsfarbe kann in breiten Bereichen variieren. Dies hängt zum einen mit der gewünschten Farbe der Dispersionsfarbe zusammen, zum anderen mit der Farbstärke des Pigments. Bevorzugte Mengenbereiche von Pigment in der Dispersionsfarbe sind von 1 bis 40 Gew.%, bevorzugt von 5 bis 30 Gew.% oder besonders bevorzugt von 10 bis 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe, Pigment.

Üblicherweise werden anorganische Pigmente in größeren Mengen eingesetzt als organische Pigmente. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Dispersionsfarbe von 15 bis 50 Gew.% eines anorganischen Pigments, bevorzugt von 20 bis 40 Gew.% eines anorganischen Pigments. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Dispersionsfarbe von 1 bis 35 Gew.%, bevorzugt von 1 bis 20 Gew.% eines organischen Pigments. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Dispersionsfarbe von 15 bis 50 Gew.%, bevorzugt von 20 bis 40 Gew.% eines anorganischen Pigments und von 1 bis 20 Gew.%, bevorzugt von 1 bis 10 Gew.% eines organischen Pigments.

Gemäß einer Ausführungsform werden bevorzugt anorganische Pigmente eingesetzt. Beispiele für anorganische Pigmente sind Oxide wie Titandioxid, Eisenoxide, z.B. P.Y. 42, P.R. 101, P.Bk. 11, Chromoxidgrün, z.B. P.G. 17, Chromeisenoxide, z.B. P.Br. 29, Mischphasenpigmente z.B. Cobaltoxide Blau P.B. 28 und Grün P.G. 50, Bismutvanadat P.Y. 184, Rutil-Zinn-Zink P.O. 216, Rutil-Zinn-Zink-Titan P.Y. 213, Silikate, z.B. Ultramarinblau P.B. 29 und Kohlenstoff, z.B. Ruß P.Bk. 7.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden bevorzugt organische Pigmente eingesetzt. Beispiele für organische Pigmente sind Azopigmente, z.B. Aiylidgelb (Monoazo) P.Y. 74, Polycyclische Pigmente, z.B. Chinacridone P.R. 122, Perinone P.O. 43, Pyrazolo-Chinazolon P.O. 67, Diketo-Pyrrolo-Pyrrol (DPP) P.R. 254, Dioxazine P.V. 23 und Metallkomplexpigmente, z.B. Kupferphthalocyanine Blau P.B. 15:3 und Grün P.G. 7.

Die für die Beispiele verwendeten Bezeichnungen der anorganischen und organischen Pigmente entsprechen den Generic Names des Colour Index der British Society of Dyers and Colourists.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden Mischungen von anorganischen und organischen Pigmenten eingesetzt.

Durch die Verwendung der angeführten Pigmente können farbige Dispersionsfarben hergestellt werden, die im Wesentlichen das ganze Farbspektrum abdecken.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Dispersionsfarbe von 5 bis 65 Gew.%, vorzugsweise von 15 bis 55 Gew.% oder besonders bevorzugt von 25 bis 45 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe, Füllstoff. Bei dieser Menge an Füllstoff in der Dispersionsfarbe wird ein gutes Erscheinungsbild bei gleichzeitig guter Applizierbarkeit gewährleistet. Zudem sind Dispersionsfarben mit diesen Mengen an Füllstoff kostengünstig herstellbar.

Gängige Füllstoffe für Dispersionsfarben sind dem Fachmann bekannt. Grundsätzlich eignen sich für die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe sämtliche dem Fachmann bekannte Füllstoffe. Es hat sich allerdings als besonders vorteilhaft für die Applizier- und Abriebeigenschaften der Dispersionsfarbe herausgestellt, wenn der Füllstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Dolomit, Bariumsulfat, Feldspat, Quarz, Calciumcarbonat, Glimmer, Kaolin, kalziniertes Kaolin, Talkum, Diatomeenerde und Mischungen davon. Besonders gute Eigenschaften weist die Dispersionsfarbe hierbei auf, wenn der Füllstoff eine Mischung aus mindestens Calciumcarbonat und kalziniertem Kaolin ist.

Calciumcarbonat kann dabei in verschiedener Form, beispielsweise in Form von Kreide oder Calcit eingesetzt werden.

Praktische Versuche haben gezeigt, dass die Dispersionsfarbe eine besonders gute Abriebbeständigkeit aufweist, wenn die Füllstoffpartikel klein sind. Vorteilhafterweise weisen die Füllstoffpartikel der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe eine Größe von weniger als 100 pm, insbesondere weniger als 80 gm, bevorzugt von 0,1 bis 50 pm, weiter bevorzugt von 1 bis 30 pm auf. Verfahren zur Bestimmung der Partikelgröße sind dem Fachmann bekannt. Beispielsweise kann die Partikelgröße mittels Grindometer nach DIN EN ISO 1524, insbesondere nach DIN EN ISO 1524:2013-06, bestimmt werden. Dabei bezieht sich die Partikelgröße der Füllstoffe insbesondere auf die maximale Agglomeratgröße in der Dispersionsfarbe.

Ferner kann die Partikelgröße, insbesondere die Partikelgrößenverteilung, auch mittels Transmissionselektronenmikroskopie bestimmt werden. Bevorzugt wird die Partikelgröße mittels Grindometer nach DIN EN ISO 1524:2013- 06 bestimmt.

Der pH Wert der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe beträgt von 10 bis 13, bevorzugt von 10 bis 12, besonders bevorzugt von 10,5 bis 11,5. Es wurde gefunden, dass Dispersionsfarben mit den angegeben pH Werten auch bei einer Lagerung über mehrere Wochen keine oder nur geringfügige Veränderungen aufweisen, selbst wenn sie im Wesentlichen frei von Konservierungsmitteln waren. „Im Wesentlichen frei von Konservierungsmitteln“ bedeutet dabei, dass die Dispersionsfarbe Konservierungsmittel höchstens in Spuren, insbesondere in einer Menge von weniger als 2 ppm enthält. Noch weiter bevorzugt beträgt der pH Wert der Dispersionsfarbe von 10,5 bis 11,4. Erfindungsgemäße Dispersionsfarben mit derartigen pH Werten haben den zusätzlichen Vorteil, auch ohne besondere Vorkehrungen hinsichtlich des Arbeitsschutzes verwendet werden zu können.

Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe weist eine hohe Lagerbeständigkeit auf und ist gut gegen mikrobiellen Befall geschützt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bleibt der pH Wert der Dispersionsfarbe im verschlossenen Behälter bei 22 °C über einen Zeitraum von mindestens 4 Wochen, vorzugsweise mindestens 8 Wochen, bevorzugt mindestens 12 Wochen, weiter bevorzugt mindestens 16 Wochen oder besonders bevorzugt mindestens 20 Wochen, im Wesentlichen konstant. „Im Wesentlichen konstant“ bedeutet hierbei, dass sich der pH Wert der Dispersionsfarbe um weniger als 1, insbesondere um weniger als 0,8 oder um weniger als 0,5, ändert. Ist der pH Wert beispielsweise am Tag der Zubereitung der Dispersionsfarbe 11,9, so ist der pH Wert der Dispersionsfarbe gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach 20 Wochen in einem verschlossenen Behälter bei 22 °C nicht unter 11,5 gesunken.

Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe weist hervorragende rheologische Eigenschaften auf und lässt sich sehr gut mit gängigen Malerutensilien applizieren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Dispersionsfarbe bei einer Scherrate von 3,28 s ^-1 eine Viskosität von 10 bis 20 Pa-s, vorzugsweise von 12 bis 18 Pa-s, weiter bevorzugt von 13 bis 17 Pa-s oder besonders bevorzugt von 14 bis 16,5 Pa-s, auf. Mit einer solchen Viskosität eignet sich die Dispersionsfarbe besonders gut für gängige Anwendungen im Innen- und Außenbereich.

Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe zeichnet sich zudem dadurch aus, dass die hervorragenden Fließeigenschaften auch über längere Lagerzeiten stabil bleiben. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bleibt die Viskosität der Dispersionsfarbe im verschlossenen Behälter bei 22 °C über einen Zeitraum von mindestens 4 Wochen, vorzugsweise mindestens 8 Wochen, bevorzugt mindestens 12 Wochen, weiter bevorzugt mindestens 16 Wochen oder besonders bevorzugt mindestens 20 Wochen, im Wesentlichen konstant. „Im Wesentlichen konstant“ bedeutet hierbei, dass die Viskosität sich im beschriebenen Zeitraum bei einer Scherrate von 3,28 s ^-1 um weniger als 5 Pa-s, vorzugsweise weniger als 3 Pa-s, weiter bevorzugt weniger als

2 Pa-s oder besonders bevorzugt weniger als 1 Pa-s ändert.

Methoden zur Bestimmung der Viskosität von Beschichtungsmitteln sind dem Fachmann bekannt. Insbesondere kann die Viskosität mit einem Rheometer MCR 92 bei einer Temperatur von 20 °C bestimmt werden. Dabei kann insbesondere eine Plattengeometrie (Durchmesser 50 mm) für eine Platte-auf-Platte-Messung (Abstand 0,5 mm) verwendet werden. Bevorzugter Weise wird hierbei eine Scherrampe von 0,01 - 100 s ¹ oder von 0,01 - 1000 s ^_1 gefahren.

Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe kann des Weiteren Additive enthalten, um die Eigenschaften der Dispersionsfarbe weiter zu optimieren. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Dispersionsfarbe von 0,01 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 0,05 bis 7 Gew.-%, bevorzugt von 0,1 bis 5 Gew.-% oder besonders bevorzugt von 0,5 bis

3 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe, Additive enthält. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Additive Dispergier-, Netz-, Verdickungsmittel, Entschäumer und/oder Hydrophobierungsmittel sind. Mit diesem Anteil der genannten Additive können die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe weiter verbessert werden.

Beispiele für Rheologieadditive sind Methylhydroxyethylcellulose, Schichtsilikat wie Smektit und Hectorit, Xanthangummi, Siliciumdioxid, Polyurethanharz, Octan-l-ol (ethoxyliert, 4-EO), Alkoholalkoxylate, Ethylenoxid-Propylenoxid-Copolymere, Maleinsäureanhydrid-Diisobutylen-Copolymere, Polyacryl- und Polymethaciylsäure und deren Salze, Methylcellulosen, Carboxymethylcellulosen, Hydroxymethylcellulosen, Polyurethane, Alkalimetallphosphate, Acrylate und Salze modifizierter Phosphorsäuren, sowie deren Mischungen.

Beispiele für Netzmittel bzw. Dispergiermittel sind Diethylmaleat, Tallöl, Polyethylenpolyamin, Reaktionsprodukte aus Tallöl und Polyethylenpolyamin, Polyether, Polyetherphosphat, Polyethylenglykolmonomethylether, ortho- Kresylglycidylether, 2-Ethylhexylglycidylether, Block-Copolymere, Ammoniumsalze von Aciylatcopolymeren, Polyetherpolysiloxan, Polyoxyethylen-(2)-stearylalkohol, Polyester, fettsäuremodifizierte Polyester und Mischungen davon.

Beispiele für Entschäumer sind Polyurethanharze, Polyglykole, Triglyceride, Polysiloxan-Polyether-Copolymere und Silikonöle.

Beispiele für Hydrophobiermittel sind insbesondere oligomere und polymere Siloxane und Silikonharze.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe im Wesentlichen frei von Konservierungsmitteln, insbesondere von Isothiazolinen. „Im Wesentlichen frei von Konservierungsmitteln“ bedeutet dabei, dass die Dispersionsfarbe Konservierungsmittel höchstens in Spuren, insbesondere in einer Menge von weniger als 2 ppm enthält. Beispiele für Isothiazoline sind Methylisothiazolinon, Chlormethylisothiazolinon, Benzisothiazolinnon, Octylisothiazolinon, Dichloroctylisothiazolinon und Butylbenzisothiazolinon. Vorzugsweise ist die Dispersionsfarbe frei von ([([(2-dihydro-5-methyl-3(2H)- oxazolyl)-l-methylethoxy]methoxy)methoxy]methanol.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe im Wesentlichen aus 5 bis 75 Gew.% Pigment und/oder Füllstoff, 1 bis 30 Gew.% Bindemittel, 0,05 bis 10 Gew.% Aminosäure, 0,01 bis 7 Gew.% Alkalisteller und 20 bis 60 Gew.% Wasser. Wenn hierbei davon die Rede ist, dass die Dispersionsfarbe im Wesentlichen aus den genannten Komponenten besteht, so bedeutet dies, dass die Dispersionsfarbe zu mindestens 90 Gew.%, insbesondere zu mindestens 95 Gew.%, zu mindestens 97 Gew.% oder zu mindestens 99 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsfarbe, aus den genannten Komponenten besteht. Bis zu 10 Gew.% (bzw. bis zu 5 Gew.%, 3 Gew.% oder 1 Gew.%) der Dispersionsfarbe können gemäß dieser Ausführungsform aus anderen Bestandteilen bestehen, wobei insbesondere Dispergier-, Netz-, Verdickungsmittel, Entschäumer und/oder Hydrophobierungsmittel infrage kommen. Solche Dispersionsfarben zeichnen sich durch besonders gute Fließeigenschaften, eine sehr hohe Lagerbeständigkeit und eine hervorragende Applizierbarkeit aus.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht die Dispersionsfarbe aus 5 bis 75 Gew.% Pigment und/oder Füllstoff, 1 bis 30 Gew.% Bindemittel, 0,05 bis 10 Gew.% Aminosäure, 0,01 bis 7 Gew.% Alkalisteller und 20 bis 60 Gew.% Wasser.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe, umfassend die Schritte a. Bereitstellen einer Zusammensetzung enthaltend, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, i. 5 bis 75 Gew.% Pigment und/oder Füllstoff, ii. 1 bis 30 Gew.% Bindemittel, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)aciylat, Poly(meth)aciylat-Copolymer mit einem (Meth)Aciylat- Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, Poly(meth)acrylat-Terpolymer mit einem (Meth)Acrylat-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Terpolymers, Polystyrol, Polystyrol-Copolymer mit einem Styrol-Anteil von mindestens 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers und Mischungen davon, iii. 0,05 bis 10 Gew.% Aminosäure, iv. 0,01 bis 7 Gew.% Alkalisteller und v. 20 bis 60 Gew.% Wasser, wobei die Aminosäure mindestens eine Aminogruppe umfasst und jede Aminogruppe der Aminosäure einen pKs Wert von 9,0 bis 10,0 aufweist, b. Dispergieren der in a. genannten Komponenten, c. Einstellen des pH Werts auf einen Wert von 10 bis 13.

Die angeführten Schritte können in beliebiger Reihenfolge fachspezifisch durchgeführt werden. Die pH-Einstellung kann bereits in der in Schritt a. vorlegten Zusammensetzung erfolgt sein. Alternativ kann die finale pH-Einstellung auch mit einer geringen Menge an Alkalisteller, insbesondere an Natriumhydroxid und/oder Kaliumhydroxid, nach dem Dispergieren durchgeführt werden.

Methoden zum Dispergieren zur Herstellung von Dispersionsfarben sind dem Fachmann bekannt. Das Dispergieren der in Verfahrensschritt a. bereitgestellten Zusammensetzung kann mit ganz unterschiedlichen Dispergierapparaten erfolgen.

So kann beispielsweise mittels Dissolver, mittels Dreiwalze, mittels Rührwerkskugelmühle oder mittels Rotor- Stator-Dispergierapparat dispergiert werden.

Das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe zum Pigment Gesagte gilt gleichermaßen auch für das Pigment des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe zum Füllstoff Gesagte gilt gleichermaßen auch für den Füllstoff des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe zum Bindemittel Gesagte gilt gleichermaßen auch für das Bindemittel des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe zur Aminosäure Gesagte gilt gleichermaßen auch für die Aminosäure des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe zum Alkalisteller Gesagte gilt gleichermaßen auch für den Alkalisteller des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe zum pH Wert und zur Viskosität Gesagte gilt gleichermaßen auch für den pH Wert und die Viskosität des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe für den Innen- und/oder Außenbereich.

Die Erfindung wird im Folgenden durch Beispiele näher erläutert, die jedoch nur der Veranschaulichung dienen und nicht limitierend sind.

Beispiele

Eine Dispersionsfarbe mit der folgenden, in Tabelle 1 wiedergegebenen Formulierung wurde hergestellt durch Dispergieren der in Tabelle 1 angegebenen Bestandteile, dosierte Angaben jeweils in Gew.%: Tabelle 1

*Gewichtsangabe bezogen auf die wässrige Lösung; d.h. 0,4 Gew.% Feststoffgehalt an KOH tGewichtsangabe bezogen auf die wässrige Lösung; d.h. 7,5 Gew.% Feststoffgehalt an Polyacylat-Copolymer Die erhaltene Dispersionsfarbe wies einen pH Wert von 11,5 auf. Dieser betrug nach 22 Tagen bei 50 °C im verschlossenen Behälter 11,1 und blieb somit im Wesentlichen konstant. Die Viskosität der Dispersionsfarbe gemessen mit einem MCR92 Rheometer von Anton Paar ^® bei einer Temperatur von 20 °C mit einem PP50-Messsystem (Plattengeometrie; Durchmesser 50 mm, Abstand 0,5 mm) bei einer Scherrate von 3,28 s ¹ und bei einer Scherrampe von 0,01 bis 100 s ^_1 lag bei 16,3 Pa-s. Die Viskosität der Dispersionsfarbe betrug nach 7 Tagen in einem verschlossenen Behälter bei 50 °C 16,5 Pa-s, nach 15 Tagen in einem verschlossenen Behälter bei 50 °C 16,6 Pa-s und nach 22 Tagen in einem verschlossenen Behälter bei 50 °C 18,3 Pa-s. Folglich blieben die Fließeigenschaften der Dispersionsfarbe im Wesentlichen konstant.

Die hergestellte konservierungsmittelfreie Dispersionsfarbe wies sich somit durch eine hervorragende Lagerstabilität und exzellente Fließeigenschaften aus.