Die Erfindung betrifft oberflächenbehandelte Metallpulver, deren Herstellung und deren Verwendung in wäßrigen Beschich¬ tungszusammensetzungen, insbesondere in wäßrigen, Organosi- liciu verbindungen enthaltenden, Beschichtungszusammenset¬ zungen.

Wasserlacke werden gegenüber den lösemittelhaltigen Lacken aufgrund ihrer geringeren Umweltbelastung vermehrt einge¬ setzt.

Metallpulver enthaltende Beschichtungszusammensetzungen, wie Lacke, sind bekannt. Zinkpulver enthaltende Lacke werden beispielsweise als Korrosionsschutzmittel verwendet. Wäßrige Beschichtungszusammensetzungen, die Zinkpulver enthalten, sind ebenfalls bekannt. Der Einsatz von wäßrigen Systemen hat aber den Nachteil, daß Zinkpulver mit Wasser unter Bil¬ dung von Wasserstoff reagiert, was zu einer Explosion führen kann.

In der Broschüre "Silikophen® ⁾ P40/W" , Tego Chemie Service USA, Oktober 1989, ist Silikophenfiv P40/W, eine wäßrige Phe- nylmethylsiliconharzemulεion mit einem 50 %igen Feststoff- gehalt, als Bindemittel für Zinkstaub beschrieben.

In DE-A 42 35 323 sind wäßrige, Organosiliciu verbindungen enthaltende Beschichtungszusammensetzungen beschrieben, die

(A) wäßrige Bindemittel enthaltend

(a) Organopolysiloxanharze,

(b) Monoorganosilanolate und/oder dessen durch Wasserab- εpaltung entstehende Kondensationsprodukte ,

(c) Wasser,

(B) Metallpulver, wie Zinkpulver,

(C) gegebenenfalls Siliciumdioxide mit einer BET-Oberflache von mindestens 50 m ² /g, die gegebenenfalls hydrophobiert sind, und

(D) gegebenenfalls Wasser enthalten.

Die wäßrigen Beschichtungszusammensetzungen haben den Nach¬ teil, daß sie einerseits bei geringer Zugabe von Monoorgano- silanolaten (b) zwar eine verminderte Wasserstoffbildung zeigen, dafür aber lange Trocknungszeiten und zusätzlich un¬ genügende Lösungsmittel- und Wasserbeständigkeiten aufwei¬ sen, andererseits bei höherer Zugabemenge von Monoorganosi- lanolaten (b) sich die Trocknungszeiten und Beständigkeiten gegen Wasser und Lösungsmittel zwar verbessern, dafür aber eine verstärkte Wasserstoffbildung durch das Ansteigen des pH-Wertes auftritt.

Gegenstand der Erfindung sind mit nichtionischen Emulgatoren oberflächenbehandelte Metallpulver herstellbar durch Vermi¬ schen von Gemischen von Metallpulver und Lösungsmitteln mit nichtionischen Emulgatoren, Abtrennen der Lösungsmittel und Trocknen der so erhaltenen oberflächenbehandelten Metallpul¬ ver.

Gegenstand der Erfindung sind weiterhin Verfahren zur Her¬ stellung von mit nichtionischen Emulgatoren oberflächenbe¬ handelte Metallpulver durch Vermischen von Gemischen von Me¬ tallpulver und Lösungsmitteln mit Emulgatoren, Abtrennen der

Lösungsmittel und Trocknen der so erhaltenen oberflachenbe¬ handelten Metallpulver.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die Verwendung der mit nichtionischen Emulgatoren oberflächenbehandelten Me¬ tallpulver in wäßrigen Beschichtungszusammensetzungen, ins¬ besondere in wäßrigen, Organosiliciumverbindungen enthalten¬ den Beschichtungszusammensetzungen.

Als Metallpulver, deren Oberflächen behandelt werden, werden vorzugsweise Zinkpulver, Aluminiumpulver, Stahlpulver, Kup¬ ferpulver oder Siliciu pulver verwendet. Bevorzugt werden Zinkpulver, insbesondere solche mit einer durchschnittlichen Korngröße von 3 bis 20 μ , wobei die Zinkpartikel kugelför¬ mig oder plättchenförmig sein können, verwendet.

Als nichtionische Emulgatoren, mit denen die Oberflächen der Metallpulver behandelt werden, werden vorzugsweise Fettalko¬ holpolyglykolether und (partielle) Fettsäureester mehrwerti¬ ger Alkohole verwendet.

Beispiele für Fettalkoholpolyglykolether sind solche der Formel X-CH2-0(C H ₄ -0) _n -H, wobei X einen einwertigen Kohlen¬ wasserstoffrest mit 7 bis 29, bevorzugt 11 bis 21 Kohlen¬ stoffato en je Rest und n eine ganze Zahl von 1 bis 50, be¬ vorzugt 6 bis 18, bedeutet. Ein bevorzugtes Beispiel für ei¬ nen Fettalkohol X-CH -0H, der dem Fettalkoholpolyglykolether zugrundeliegt, ist Isotridecylalkohol.

Bevorzugte Beispiele für Fettalkoholpolyglykolether sind Isotridecyl-(16)-polyglykolether und Iεotridecyl-(10)-poly- glykolether, die unter dem Handelsnamen ArlyportS) IT 16 bzw. Arlypon® IT 10 bei der Fa. Grünau käuflich erwerblich sind.

Beiεpiele für (partielle) Fettεäureeεter mehrwertiger Alko¬ hole εind solche von Fettsäuren mit 8 bis 30, bevorzugt 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, und von mehrwertigen Alkoholen mit 3 bis 6, bevorzugt 4 bis 6, besonders bevorzugt 4 bis 5 Koh¬ lenstoffatomen. Ein bevorzugtes Beiεpiel für Fettsäuren ist Stearinsäure.

Beispiele für mehrwertige Alkohole sind dreiwertige Alkoho¬ le, wie Glycerin, vierwertige Alkohole, wie D-, L- und Meso- Erythrit, besonders bevorzugt Pentaerythrit, fünfwertige Al¬ kohole (Pentite) , wie D- und L-Arabit, Adonit und Xylit und sechεwertige Alkohole (Hexite) , wie D-Sorbit, D-Mannit und Dulcit.

Ein bevorzugtes Beispiel für einen (partiellen) Fettsäure¬ ester eines mehrwertigen Alkohols ist Pentaerythritdiεtea- rat, der unter dem Handelsnamen Emulgator S bei der Fa. Grü¬ nau käuflich erwerblich ist.

Nichtionische Emulgatoren werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Behandlung der Oberfläche von Metallpulvern in Mengen von vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew-%, bevorzugt 1,5 bis 4,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des einge¬ setzten Metallpulvers, verwendet.

Als Lösungsmittel, die bei dem erfindungεgemäßen Verfahren zur Herstellung der mit nichtionischen Emulgatoren oberfla¬ chenbehandelten Metallpulver eingesetzt werden, werden vor¬ zugsweise solche verwendet, in denen sich die nichtionischen Emulgatoren lösen. Beispiele hierfür sind Wasser, Toluol und Xylole.

Lösungsmittel werden dabei in Mengen von vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 20 biε 35 Gew.-%, jeweils bezogen auf daε Gesamtgewicht des eingesetzten Metallpulvers verwendet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von mit nichtionischen Emulgatoren oberflächenbehandelten Metallpul¬ vern erfolgt das Abtrennen der Lösungsmittel vorzugsweiεe durch Filtration, kann aber auch durch Dünnschichtverdamp¬ fung erfolgen. Die so erhaltenen oberflächenbehandelten Me¬ tallpulver werden vorzugsweise bei Temperaturen von 0 bis 70°C, bevorzugt 20 bis 30°C, und vorzugsweiεe bei dem Druck der umgebenden Atmosphäre bei ca. 1020hPa getrocknet, können aber auch bei höheren oder niederen Drücken getrocknet wer¬ den.

Die mit nichtionischen Emulgatoren oberflächenbehandelten Metallpulver haben den Vorteil, daß die Wasserstoff ntwick- lung in wäßrigen Beschichtungszusammensetzungen unterdrückt wird. Das mit nichtionischen Emulgatoren oberflächenbehan¬ delte Zinkpulver hat zusätzlich den Vorteil, daß die katho¬ dische Schutzwirkung des Zinkes erhalten bleibt.

Die erfindungsgemäßen, mit nichtionischen Emulgatoren ober¬ flachenbehandelten Metallpulver können in allen wäßrigen Be- schichtungεzusammensetzungen, insbesondere in allen wäßri¬ gen, Organosiliciumverbindungen enthaltenden Beschichtungs¬ zusammensetzungen, verwendet werden, in denen auch bisher Metallpulver verwendet wurden.

Beispiele für wäßrige Beschichtungszusammensetzungen, in de¬ nen die erfindungsgemäßen, mit nichtionischen Emulgatoren oberflächenbehandelten Metallpulver verwendet werden, sind solche auf Wasserbaεiε von Epoxidharzen, Maleinatharzen, ge¬ sättigten Polyesterharzen, Alkydharzen, Harnstoffharzen, Me- laminharzen, Polymethacrylaten.

Bevorzugt werden als wäßrige, Organosiliciumverbindungen enthaltende Beschichtungszusammensetzungen solche enthal¬ tend

(A) wäßrige Bindemittel enthaltend

(a) Organopolysiloxanharze,

(b) Monoorganoεilanolate und/oder dessen durch Wasserab¬ spaltung entstehende Kondensationsprodukte,

(c) wäßrige Lösungen kolloider Kieεelsäuren und

(d) Wasser,

(B) mit nichtionischen Emulgatoren oberflächenbehandelte Me¬ tallpulver

(C) gegebenenfalls Füllstoffe und/oder Pigmente

(D) gegebenenfalls Wasser verwendet.

Diese wäßrigen Beschichtungszusammensetzungen ergeben bei Raumtemperatur harte Überzüge. Durch die Zugabe von wäßrigen Lösungen kolloider Kieselsäuren (c) weisen die Überzüge gute Trocknungszeiten und gute Wasser- und Lösungsmittelbestän¬ digkeiten auf. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen, mit nichtionischen Emulgatoren oberflächenbehandelten Metallpul¬ ver wird die Wasserstoffentwicklung auch im alkalischen Be¬ reich wirksam unterdrückt.

Die wäßrigen, Organosiliciumverbindungen enthaltenden Be¬ schichtungszusammensetzungen werden vorzugsweise hergestellt durch Vermischen von

(A) wäßrigen Bindemitteln mit

(B) mit nichtionischen Emulgatoren oberflächenbehandelten Metallpulvern,

(C) gegebenenfalls Füllstoffen und/oder Pigmenten und

(D) gegebenenfalls Wasser sowie gegebenenfalls weiteren Stoffen.

Die Bindemittel (A) werden hergestellt durch Vermischen von wäßrigen Emulsionen von Organopolysiloxanharzen (a) mit wä߬ rigen Lösungen von Monoorganosilanolaten (b) ,

(c) wäßrigen Lösungen kolloider Kieselsäuren und

(d) Wasser.

Als Organopolysiloxanharze (a) werden bei den Bindemit¬ teln (A) vorzugsweise solche aus Einheiten der Formel

RaSlO4,-a (I)

die 0 bis 70 Gew.-% Si-gebundenene Hydroxylgruppen und/oder Alkoxygruppen enthalten, wobei R gleich oder verschieden ist und einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen je Rest und a 0, 1, 2 oder 3, durchschnittlich 1 bis 1,5, bedeutet, ver¬ wendet.

Es können bei Raumtemperatur flüssige oder feste Organopoly¬ siloxanharze (a) eingesetzt werden.

Beispiele für Reste R sind Alkylreste, wie der Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iεo-Propyl-, 1-n-Butyl-, 2-n-Butyl-, iso- Butyl-, tert.-Butyl-, n-Pentyl-, iso-Pentyl-, neo-Pentyl, tert. -Pentylreεt; Hexylreste, wie der n-Hexylrest; Heptyl- reste, wie der n-Heptylrest; Octylreste, wie der n-Octylrest und iso-Octylreste, wie der 2 , 2 , 4-Trimethylpentylrest; No- nylreste, wie der n-Nonylrest; Decylreste, wie der n-Decyl- rest; Dodecylreste, wie der n-Dodecylrest; Octadecylreεte, wie der n-Octadecylrest; Cycloalkylreste, wie Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Cycloheptylreste und Methylcyclohexylreste; Arylreste, wie der Phenyl-, Naphthyl-, Anthryl- und Phenan- thrylrest; Alkarylreste, wie o-, m-, p-Tolylreste; Xylylre- εte und Ethylphenylreste; und Aralkylreste, wie der Benzyl- rest, der a - und der ß-Phenylethylrest. Bevorzugt ist der Methyl- und Phenylrest.

Bei den eingesetzten Organopolysiloxanharzen (a) kann es sich um eine Art von Organopolysiloxanharz oder um ein Ge¬ misch von mindestens zwei verschiedenen Arten von Organopo¬ lysiloxanharzen handeln.

Als Monoorganosilanolate (b) werden bei den Bindemitteln (A) vorzugsweise solche der Formel

Rlsi(0M) _m (0H)3_ _ltl (II)

wobei R ¹ gleich oder verschieden ist und einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen je Rest,

M ein Alkalimetallkation oder eine Ammoniumgruppe und m eine ganze oder gebrochene Zahl im Wert von 0,1 bis 3 be¬ deutet, verwendet.

Beispiele für Reste R ¹ sind Alkylreste, wie der Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, 1-n-Butyl-, 2-n-Butyl-, iεo- Butyl-, tert.-Butyl-, n-Pentyl-, iεo-Pentyl-, neo-Pentyl, tert.-Pentylreεt; Hexylreεte, wie der n-Hexylrest; Heptyl- reste, wie der n-Heptylrest; Octylreste, wie der n-Octylrest und iso-Octylreste.

Ein bevorzugtes Beispiel für den Rest R ¹ ist der Methyl- rest.

Beispiele für Reste M sind die Kationen der Alkalimetalle, wie die von Lithium, Natrium und Kalium, sowie Reste der Formel

⁺ NR_

wobei R ² gleich oder verschieden ist und einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffen je Rest bedeutet.

Bevorzugte Beispiele für Reste M sind Na ⁺ und K ⁺ .

Beispiele für Reste R ² sind Alkylreste, wie Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, 1-n-Butyl-, 2-n-Butyl-, iso-Butyl-, tert.-Butyl-, n-Pentyl-, iso-Pentyl-, neo-Pentyl, tert.-Pentylrest und Hexylreste, wie der n-Hexylrest.

Bei den eingesetzten Monoorganosilanolaten (b) kann es sich um eine Art oder auch um ein Gemisch aus mindestens zwei verschiedenen Arten derartiger Monoorganosilanolate han¬ deln.

Zur Herstellung der eingesetzten wäßrigen Emulsionen von Or- ganopolyεiloxanharzen werden Organopolysiloxanharze (a) nach den in der Silicon-Chemie üblichen Verfahren mit Wasser un¬ ter Zugabe von Emulgatoren emulgiert. Dabei kann der Emulga- tor, seiner chemischen Beschaffenheit entsprechend, sowohl in der Wasserphaεe alε auch in der Ölphase vorgelegt werden. Der Emulgierschritt kann in üblichen, zur Herstellung von Emulsionen geeigneten Mischgeräten, wie schneilaufenden Sta¬ tor-Rotor-Rührgeräten nach Prof. P. Willems, wie sie unter der registrierten Marke "Ultra-Turrax" bekannt sind, erfolgen.

Die eingesetzten wäßrigen Emulsionen enthalten Organopolysi¬ loxanharze (a) vorzugsweise in Mengen von 25 bis 75 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 60 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamt¬ gewicht der wäßrigen Emulsionen.

Bei der Herstellung der wäßrigen Emulsionen können als Emul¬ gatoren alle bisher bekannten, ionischen und nicht-ionischen

Emulgatoren sowohl einzeln als auch in Mischungen verschie¬ dener Emulgatoren eingesetzt werden, mit denen auch bisher beständige wäßrige Emulsionen von Organopolysiloxanharzen hergestellt werden konnten. Es können auch εolche Emulgier¬ mittel, wie εie in US-A 4,757,106 beschrieben sind, einge¬ setzt werden. Vorzugsweise werden nicht-ionische Emulgatoren eingesetzt. Beispiele für nicht-ionische Emulgatoren sind Fettalkoholpolyglycolether und teilverseifte Polyvinylalko- hole. Fettalkoholpolyglycolether sind beiεpielsweise unter dem Handelsnamen "Arlyporß ^y SA4" oder "Arlypor^ IT16" bei der Fa. Grünau und teilverseifte Polyvinylalkohole beispielswei¬ se unter dem Handelsnamen "Polyviol® W25/140" bei der Fa. Wacker erhältlich.

Die eingesetzten wäßrigen Emulsionen enthalten Emulgatoren in Mengen von vorzugsweise 0,1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 4 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der wä߬ rigen Emulsionen.

Die eingesetzten wäßrigen Lösungen von Monoorganosilanolaten und/oder dessen durch Wasserabspaltung entεtehende Kondensa¬ tionsprodukte (b) enthalten Monoorganosilanolate in Mengen von vorzugsweise 10 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 50 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der wäßri¬ gen Lösungen.

Die eingesetzten wäßrigen Lösungen von Monoorganosilanolaten (b) werden beispielsweise hergestellt durch Hydrolyse von Organotrichlorsilanen, wie Methyltrichlorsilanen, und an¬ schließendes Lösen des Hydrolysats in einer wäßrigen Lösung eines Alkalihydroxids, wie Kaliumhydroxid.

Bei dem Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen wä߬ rigen Bindemittel (A) werden die wäßrigen Lösungen von (b) Monoorganosilanolaten und/oder dessen durch Waεserabspaltung

entstehende Kondensationsprodukte in Mengen von vorzugsweise 0,1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 10 Gew.-%, jeweils bezo¬ gen auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Emulsionen von Orga- nopolysiloxanharzen (a) , eingesetzt.

Die eingesetzten wäßrigen Lösungen kolloider Kieselsäuren (c) enthalten Kieselsäuren in Mengen von vorzugsweise 10 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 40-50 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Lösungen.

Als wäßrige Lösung kolloider Kieselsäuren (c) wird besonders bevorzugt das Produkt Borchibond 145, käuflich erwerblich bei der Fa. Gebr. Borchers in Goslar, Deutschland, das Kie¬ selsäuren in Mengen von 45 bis 47 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Lösung, enthält, einge¬ setzt.

Als wäßrige Lösung kolloidaler Kieselsäuren (c) kann bei¬ spielsweise auch das Produkt Bayer Kieselsol 200, käuflich erwerblich bei der Fa. Bayer AG in Leverkusen, Deutschland, das Kieselsäuren in Mengen von ca. 30 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Lösung, enthält, eingesetzt wer¬ den.

Bei dem Verfahren zur Herstellung der wäßrigen Bindemittel (A) werden die wäßrigen Lösungen kolloider Kieselsäuren (c) in Mengen von vorzugεweiεe 0,1 bis 200 Gew.-%, bevorzugt 80 bis 120 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Emulsionen von Organopolysiloxanharzen (a) , einge¬ setzt.

Bei dem Verfahren zur Herstellung der wäßrigen Bindemittel

(A) wird Wasser (d) in Mengen von vorzugsweiεe 0,1 bis

200 Gew.-%, bevorzugt 80 bis 120 Gew.-%, jeweils bezogen auf

das Gesamtgewicht der wäßrigen Emulsionen von Organopolysi- loxanharzen (a) , eingeεetzt.

Beispiele für gegebenenf lls mitverwendete Füllεtoffe (C) εind Siliciumdioxide mit einer BET-Oberflache von mindestens 50 m ² /g, wie pyrogen hergestellte und gefällte Kieselsäuren. Die Siliciumdioxide können hydrophobiert sein, beispielswei¬ se durch die Behandlung mit Organosiliciumverbindungen, wie Hexamethyldisilazan, Organosilanen oder Organoεiloxanen.

Weitere Beiεpiele für Füllstoffe (C) sind Quarz, Calcit, Do¬ lomit, Diatomeenerde, Zeolithe, Montmorrillonite, wie Bento- nite, Kaolin, Kreide, Talkum, Glimmer, Gips, Ruß, Silicium- nitrid, Bornitrid, Keramik-, Glas- und Kunststoffpulver.

Als gegebenenfalls mitverwendete Pigmente (C) werden vor¬ zugsweiεe bunte und unbunte Farbmittel, wie Metallverbindun¬ gen, eingesetzt. Beispiele für Pigmente (C) sind Metalloxi¬ de, wie Aluminium-, Titan-, Eisen- und Zinkoxide bzw. deren Mischoxide, Metallsulfide, Metallcarbonate, wie Calciumcar- bonat, Metallsilikate, wie Calciumεilikat und Zirkoniumεili- kat, Metallsulfate, wie Bariumsulfat, Chromate, wie Zink- chromat, Eisenglimmer, Graphit und Siliciumcarbid.

Die wäßrigen, Organosiliciumverbindungen enthaltenden Be- εchichtungszuεammenεetzungen enthalten vorzugεweise

(A) 100 Gew. -teile wäßrige Bindemittel,

(B) 10 bis 2000 Gew.-teile, bevorzugt 300 biε 700 Gew. -tei¬ le, mit nichtioniεchen Emulgatoren oberflächenbehandelte Metallpulver

(C) 0 bis 2000 Gew.-teile, bevorzugt 10 biε 50 Gew. -teile, Füllstoffe und/oder Pigmente

(D) 0 bis 300 Gew.-teile, bevorzugt 50 bis 150 Gew. -teile, Wasser.

Die wäßrigen, Organosiliciumverbindungen enthaltenden Be¬ schichtungszusammensetzungen können weitere Stoffe enthal¬ ten, die üblicherweise bei der Herstellung von Beschich- tungεzuεammenεetzungen mitverwendet werden können. Beispiele für weitere Stoffe sind Verdickungsmittel, Korroεionεinhibi- toren, wie Natriumphosphat, Zinkphosphate und Zinkaluminium¬ phosphate, Verlaufsadditive, Antischaum ittel, Dispergier- hilfs ittel, Benetzungshilfsmittel und Haftvermittler.

Die wäßrigen, Organosiliciumverbindungen enthaltenden Be¬ schichtungszusammensetzungen können als 1-Komponenten-Syεte- me oder alε 2-Komponenten-Syεteme eingesetzt werden. Bei den 2-Komponenten-Syεtemen befindet sich Metallpulver (B) , be¬ vorzugt Zinkpulver, in der ersten Komponente und die wäßri¬ gen Bindemittel (A) in der zweiten Komponente.

Die wäßrigen Beschichtungszuεammenεetzungen, die die erfin- dungεgemäßen oberflächenbehandelten Metallpulver enthalten, können auf jede Art von Metall aufgebracht werden, auf die auch biεher Metallpulver, insbesondere Zinkpulver, enthal¬ tende Beschichtungszusammensetzungen aufgebracht worden sind. Unter Metallen sind in diesem Sinne auch Metallegie¬ rungen zu verεtehen. Beispiele für Metalle sind Eisen und Stähle.

Beispiele für die, die erfindungsgemäßen oberflächenbehandelten Metallpulver enthaltenden, wäßrigen Beεchichtungεzuεammensetzungen sind Lacke und Farben.

Die wäßrigen, Organosiliciumverbindungen enthaltenden Be- schichtungszuεam enεetzungen werden vorzugεweiεe bei 0 biε 70°C, bevorzugt 20 biε 40°C getrocknet.

Die wäßrigen, Organosiliciumverbindungen enthaltenden Be- schichtungszusammensetzungen werden als hitze- oder nicht- hitzebeständige und korrosionsbeständige Lacke oder Farben oder Grundierungsmittel verwendet. Sie ergeben Überzüge mit guten Temperaturbeständigkeiten und eignen sich daher für viele Einsatzgebiete, in denen Hitzebeständigkeit bis 1000°C gefordert wird, z. B. zur Herstellung von Überzügen bei Tan¬ kern, Brücken, Bohrinseln, Kränen, Öfen, Herdplatten, Ofen¬ rohren, Raffinerien, Verbrennungs- und Elektromotoren und Auεpuffanlagen.

In den folgenden Beispielen beziehen sich alle Angaben von Teilen und Prozentsätzen auf das Gewicht, soweit nichts an¬ deres angegeben ist.

Beispiel 1

79 g eines unter dem Handelεnamen Zn 615 bei der Fa. Anker käuflich erwerblichen Zinkpulvers mit einer durchschnittli¬ chen Korngröße von 4-6 μm wurden mit 20 g Xylol aufge¬ schlämmt. In das Gemisch wurde dann der in der Tabelle 1 an¬ gegebene Emulgator in der in der Tabelle 1 angegebenen Menge mit einem Flügelrührer 10 Minuten lang eingerührt. Das so behandelte Zinkpulver wurde anschließend abfiltriert und an der Luft getrocknet.

Folgende Emulgatoren wurden eingesetzt:

El = Isotridecyl-(16) -polyglykolether (käuflich erwerblich unter dem Handelsnamen Arlypon ^R IT 16 bei der Fa. Grünau)

E2 = Isotridecyl-(10)-polyglykolether (käuflich erwerblich unter dem Handelsnamen Arlypon ^R IT 10 bei der Fa. Grünau)

E3 = partieller Pentaerythritstearinsäureester (käuflich er¬ werblich unter dem Handelsnamen Emulgator S bei der Fa. Grü¬ nau)

40 g des getrockneten, oberflächenbehandelten Zinkpulvers wurden mit 50 g Wasser aufgeschlämmt und die zeitabhängige Wasserstoffentwicklung gemessen. Als Vergleich wurde unbe- handeltes Zinkpulver Zn 615 eingesetzt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.

Vergleichsversuch 1

Die Arbeitsweiεe von Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ab¬ änderung, daß anstelle der in Beispiel 1 verwendeten nicht¬ ionischen Emulgatoren ein anionischer Emulgator, Alkylben- zolsulfonsäure (= VI) eingesetzt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.

Tabelle 1

Wasserstoffbildung iinn ml

24h 48h 72h 96h 120h 144h 168h 192h

Zn unbehandelt 5 9 15 22 26 29

Zn+1,25%*E1 4 6 - 17 20 — 27

Zn+1,9%*E1 1 1 1

Zn+7,6%*E1 3 5 7 33

Zn+1,25%*E2 0 0 -

Zn+1,9%*E2 3 4 4 4

Zn+1,2%*E3 4 6 10 13 23

Zn+l,25%*Vl 2 4 - 53 58 63

*Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des eingesetzten Zinkpulvers

Beispiel 2

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ab¬ änderung, daß anstelle des Zinkpulvers Aluminiumpulver (käuflich erwerblich unter dem Handelsnamen Aluminiumpulver Spezialschliff C.T.n.l. bei der Fa. Eckart GmbH, Fürth) ver¬ wendet wurde. Als Emulgator wurde El = Isotridecyl-(16)-po¬ lyglykolether (käuflich erwerblich unter dem Handelsnamen Arlypon ^R IT 16 bei der Fa. Grünau) in Mengen von 1,9 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des eingesetzten Aluminiumpul¬ vers verwendet. Als Vergleich wurde unbehandeltes Aluminium¬ pulver eingeεetzt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusam¬ mengefaßt.

Tabelle 2

Wasεerstoffbildung in ml 24h 48h

AI unbehandelt 73 >100

A1+1,9%E1 3 >100

Beispiel 3

25,0 g einer 42%igen wäßrigen Emulsion eines Methylphenylsi- liconharzeε, die einen nichtionogenen Emulgator enthält, ei¬ ne Viεkoεität (Brookfield DV-II Sp.2, lOOUpM) von 40mPa-s bei 25°C beεitzt, einen pH-Wert von 7 aufweiεt und unter dem Handelsnamen SILRES ^R MP 42 E bei der Fa. Wacker-Chemie GmbH erhältlich ist,

2,0 g einer ca 42%igen wäßrigen Lösung eines Kalium ethylsi- lanolates, die käuflich erwerblich unter dem Handelsnamen

Wacker BS 15 bei der Fa. Wacker-Chemie GmbH ist, 25,0 g einer ca. 45%igen wäßrigen Lösung einer kolloiden Kieselsäure, die käuflich erwerblich unter dem Handelsnamen Borchibond 145 bei der Fa. Gebr. Borchers ist, und 25,0 g Wasser wurden miteinander vermischt. Die so erhaltene Mischung wurde vermischt mit 20,0 g einer 3%igen Aufschlämmung von Bentonepaste LT in Wasser (Bentone LT ist bei der Fa. Rheox käuflich erwerb¬ lich) ,

2,6 g eines unter dem Handelεnamen Heucophoε ZPA bei der Fa. Heubach käuflich erwerblichen Zinkaluminiu phoεphats, 29,9 g eines unter dem Handelsnamen Glimmer SC bei der Fa. Microfine Minerals and Chemicals käuflich erwerblichen Glim¬ mers, und

400 g des in Beispiel 1 beschriebenen Zinkpulvers, das mit 1,9 Gew.-% des Emulgatorε El (El = Isotridecyl-(16)-polygly¬ kolether, käuflich erwerblich unter dem Handelsnamen Arly- pon ^R IT 16 bei der Fa. Grünau) behandelt wurde.

Die so erhaltene Zinkfarbe wieε einen pH-Wert von ca. 10 und eine Lagerbeständigkeit bei 70°C von 4 Tagen auf. Weder nach 24 Stunden noch nach 4 Tagen wurde eine Wasserstoffentwick- lung beobachtet.

Die εo erhaltene Zinkfarbe wurde mit einer Rakel in einer Naßfilmschichtdicke von 100 μm auf kaltgewalzten, matten Stahl einer Stärke von 0,8 mm aufgetragen. Der Überzug war nach 18 Minuten Trocknen bei Raumtemperatur griffest.

Nach 24stündigem Trocknen bei Raumtemperatur wurde von dem Überzug die Beständigkeit gegen Löεungεmittel bzw. Wasser geprüft durch Reiben unter leichtem Druck mit einem Watte¬ stäbchen, dessen Ende mit Methylethylketon bzw. Wasser ge¬ tränkt war. Der Überzug zeigte eine Wasserbeständigkeit von

mehr als 150 Wasserrieben und eine Lösungεmittelbeεtändig- keit von 9 MEK-Rieben.

Der getrocknete Überzug war mit dem Epoxidharz Epikote 1001 (käuflich erwerblich bei der Fa. Shell) überlackierbar.

Daε mit der Zinkfarbe überzogene Stahlblech wurde einem Salzεprühtest nach DIN 50021 mit 5%iger wäßriger Natrium¬ chloridlösung unterworfen. Die Bewertungszahl nach DIN 53210 richtet sich nach dem Anteil der mit Rost befallenen Ober¬ fläche. Dabei bedeutet die Bewertungεzahl 0 rostfrei und die Bewertungszahl 5 ganzflächiger Rostbefall.

In einem Zeitraum von 7 Tagen lag im Salzsprühtest die Be¬ wertungεzahl für daε mit der Zinkfarbe überzogene Stahlblech zwischen 0 und 1.

Vergleichsversuch 2

Die Arbeitsweise von Beispiel 3 wurde wiederholt mit der Ab¬ änderung, daß anstelle des mit Emulgator El behandelten Zinkpulverε unbehandeltes Zinkpulver (käuflich erwerblich unter dem Handelsnamen Zn 615 bei der Fa. Anker) eingesetzt wurde, daß keine wäßrige Lösung einer kolloiden Kieselεäure mitverwendet wurde und daß 30 g Wasser anstelle von 25 g Wasser eingesetzt wurde.

Die Wasserstoffentwicklung von 50 ml der εo erhaltenen Zink¬ farbe betrug 3 ml nach 24 Stunden und 35 ml nach 4 Tagen, d.h. es ist ein deutlicher Unterschied zu Beispiel 3 zu er¬ kennen.

Die εo erhaltene Zinkfarbe wurde mit einer Rakel in einer Naßfilmschichtdicke von lOOμm auf kaltgewalzten, matten

Stahl einer Stärke von 0,8 mm aufgetragen. Der Überzug war nach 2 Stunden Trocknen bei Raumtemperatur griffest, d.h. , das Trocknungsverhalten ist wesentlich schlechter als das von Beispiel 3.

Nach 24 Stunden Trocknen bei Raumtemperatur wurde von dem Überzug die Beständigkeit gegen Wasser bzw. Lösungsmittel, wie in Beispiel 3 beschrieben, geprüft. Der Überzug zeigte eine Wasserbeständigkeit von 4 Wasserrieben und eine Lösungsmittelbeständigkeit von 4 MEK-Rieben, d.h., die Beständigkeit gegen Wasser und Lösungsmittel ist deutlich schlechter als bei dem Überzug von Beispiel 3.

Der Salzsprühtest wurde wie in Beispiel 3 beschrieben durchgeführt. Über einen Zeitraum von 3 Tagen lag im Salz- sprühtest die Bewertungszahl für das mit der Zinkfarbe über¬ zogene Stahlblech zwischen 0 und 1, d.h., die Korrosionsbe¬ ständigkeit ist deutlich schlechter als in Beispiel 3.

Beispiel 4

Die Arbeitεweiεe von Beiεpiel 3 wurde wiederholt mit der Ab¬ änderung, daß 25,0 g eines ca. 30%igen Kieselsols, käuflich erwerblich unter dem Handelsnamen Bayer Kieselsol 200 bei der Fa. Bayer AG, anstelle von 250 g Borchibond 145 und 32,5 g anstelle von 29,9g Glimmer SC und kein Heucophos ZPA ein¬ gesetzt wurde.

Die Wasserstoffbildung von 50 ml einer auf diese Weise her¬ gestellten Zinkfarbe betrug 0 ml nach 24 Stunden und eben¬ falls 0 ml nach 4 Tagen.

Die so erhaltene Zinkfarbe wurde mit einer Rakel in einer Naßfilmschichtdicke von 100 μ auf kaltgewalzten, matten

Stahl einer Stärke von 0,8 mm aufgetragen. Der Überzug war nach 15 Minuten Trocknen bei Raumtemperatur griffest.

Nach 24stündigem Trocknen bei Raumtemperatur wurde von dem Überzug die Beεtändigkeit gegen Löεungεmittel bzw. Waεser wie in Beispiel 3 beschrieben, geprüft. Der Überzug zeigte eine Wasserbeständigkeit von mehr als 100 Wasserrieben und eine Lösungsmittelbeständigkeit von 13 MEK-Rieben.

Der getrocknete Überzug war mit dem Epoxidharz Epikote 1001 (käuflich erwerblich bei der Fa. Shell) überlackierbar.

Das mit der Zinkfarbe überzogene Stahlblech wurde einem Salzsprühtest nach DIN 50021 mit 5%iger wäßriger Natrium¬ chloridlösung unterworfen. Die Bewertungszahl nach DIN 53210 richtet εich nach dem Anteil der mit Roεt befallenen Ober¬ fläche. Dabei bedeutet die Bewertungszahl 0 rostfrei und die Bewertungεzahl 5 ganzflächiger Roεtbefall.

In einem Zeitraum von 13 Tagen lag im Salzsprühtest die Be¬ wertungszahl für das mit der Zinkfarbe überzogene Stahlblech zwischen 0 und 1.