颗粒和由其生产的涂料的制作方法

1.本发明涉及一种用于生产涂料，尤其是分散染料的颗粒；生产该颗粒的方法；该颗粒用于生产涂料的用途；通过将颗粒与水混合制成的涂料以及一种容器，尤其是染料桶，其含有颗粒，用于通过将颗粒与水混合来生产涂料，尤其是分散染料。


背景技术：

2.涂料、诸如用于室外和室内的分散染料，原则上是本领域技术人员已知的。开头提到类型的已知涂料在不同尺寸的容器中提供，尤其是在染料桶中。市场上的涂料的缺点是重量大，这导致运输不便。例如，一个10升桶的分散染料重约15公斤，因此通常需要手推车进行运输，尤其是在运输多个桶时。已知分散染料的另一个缺点是，由于最高40重量％的高水含量，其容易受到微生物侵扰。因此，已知的分散染料通常包含防腐剂以增加染料的储存稳定性(货架期，shelf life)。然而，特别是出于生态和过敏原的原因，添加防腐剂是不希望的。


技术实现要素：

3.因此，本发明的目的是改进涂料的可运输性。此外，涂料应尤其包含很少的防腐剂或不含防腐剂。此外，应该可以提供尽可能均质的、尤其是尽可能无结块的涂料。理想情况下，涂料应该以这样的形式存在，其易于运输；和/或包含很少防腐剂或不含防腐剂；和/或产生尽可能少灰尘或不产生灰尘；和/或也可以被消费者使用。
4.根据本发明，这些目的中的一个或全部通过一种用于生产涂料的颗粒来实现，其中，分别基于颗粒的总重量，该颗粒含有
5.a)2至60重量％的粘合剂，
6.b)5至85重量％的颜料和/或填料，
7.c)1至15重量％的添加剂。
8.根据本发明的颗粒适用于制备涂料，尤其是即用型涂料，其中制备以简单的方式通过向颗粒中加入水然后选择性地混合组分，尤其通过搅拌混合来进行。根据本发明的一个优选实施方案，直接在供应颗粒的容器中，例如在染料桶中加入水并混合。
9.令人惊讶地发现，使用上述颗粒，可以以易于运输的形式提供涂料。尤其地，消费者可以通过加水和选择性地混合来由这种颗粒生产基本均匀的涂料。尤其通过颗粒中含水量的大幅减少使得重量减轻最多40％。例如，一桶10升的市售涂料重量为15公斤，使用上述颗粒，重量可以减少到9公斤。这种染料桶也可以在没有手推车的情况下运输。颗粒中水量的显著减少也意味着涂料不易受微生物侵扰。这允许减少或完全免除防腐剂用量。
10.通过使用颗粒代替粉末，也大大减少了粉尘产生。此外，使用颗粒代替粉末可确保涂料均匀快速地混合，而几乎不会结块。不受科学理论的束缚，这似乎是由于，与粉末的情况相比，水在混合过程中可以更好地渗透到颗粒中的空腔之间并且还可以更好地渗透到颗粒中。由于水的这种均匀分布，水可以以均匀的方式进入颗粒，颗粒很容易被水溶胀并分解
成单独的物质。颗粒还具有比粉末更好的流动性。颗粒还具有比粉末更高的堆积密度。
11.令人惊讶的是，分别基于颗粒的总重量，根据本发明的颗粒含有2至60重量％的粘合剂、5至85重量％的颜料和/或填料、和1至15重量％的添加剂，其非常稳定和坚固。具有这种粘合剂、颜料和/或填料和添加剂比例的颗粒在运输过程中几乎没有磨损或完全没有磨损，并且可以快速且良好地分散在水中。这种效果似乎是由于颗粒中各种成分的特定相互作用。
12.根据一个优选的实施形式，根据本发明的颗粒含有3至50重量％，尤其是4至40重量％、5至30重量％、6至20重量％、7至17重量％、8至15重量％或9至13重量％的粘合剂，分别基于颗粒的总重量。已经发现这种粘合剂含量特别有利于造粒和分散。利用这种粘合剂含量，颗粒也特别稳定。另外，在这种粘合剂含量的情况下，分散后得到的涂料具有特别好的耐湿磨损性。
13.本发明颗粒中使用的粘合剂应易于造粒和再分散。对于选自聚(乙酸乙烯酯-链烯酸)-共聚物，例如聚(乙酸乙烯酯-巴豆酸)-共聚物，聚(乙酸乙烯酯-烯烃)-共聚物，例如聚(乙烯-乙酸乙烯酯)-共聚物，聚(乙酸乙烯酯-氯乙烯-乙烯)-共聚物，聚(苯乙烯-丙烯酸)-共聚物，聚(丙烯酸)-聚合物，聚(乙酸乙烯酯-乙烯酯-乙烯)共聚物，聚(氯乙烯-乙烯)共聚物、聚(乙酸乙烯酯-乙烯-(甲基)丙烯酸甲酯)、聚(乙酸乙烯酯-乙烯-丙烯酸酯)-共聚物、聚(氯乙烯-乙烯-月桂酸乙烯酯)-共聚物，以及其混合物的粘合剂尤其是这样的粘合剂。所提及的粘合剂特别适用于将涂料中的各种组分造粒。利用上述粘合剂，获得稳定且同时可以很好地分散在水中的颗粒。
14.根据本发明的一个优选实施形式，根据标准iso 2115，尤其是标准iso 2115:1996测量，粘合剂具有小于20℃，尤其是小于15℃、小于10℃、小于5℃或0℃的最小成膜温度mft。利用这种粘合剂确保在将颗粒分散在水中后获得的涂料在壁上不会开裂。
15.根据本发明的颗粒还优选包含20至85重量％，尤其是20至75重量％、25至70重量％、30至60重量％、或30至50重量％的填料，分别基于颗粒的总重量。利用在颗粒中填料的这种比例，获得了可以很好地分散的、特别有成本效益的颗粒。
16.填料例如可选自白云石、硫酸钡、长石、石英、碳酸钙、云母、高岭土、煅烧高岭土、滑石、塑料颗粒、粘土、硅石、硅藻土及其混合物。这些填料在分散过程中特别均匀地分布在水性涂料中。
17.根据本发明的颗粒还优选具有基于颗粒的总重量小于5重量％，尤其是小于4重量％，小于3重量％，小于2重量％，小于1重量％或小于0.5重量％的水含量。将水含量设定为小于5重量％的优点是可以省去添加防腐剂。此外，具有如此低比例的水的颗粒具有特别高的储存稳定性。
18.根据本发明的颗粒还优选具有0.1至4mm、尤其是0.2至3.5mm、0.3至3mm、0.4至2.5mm、0.5至2mm、0.7至1.8mm、或0.8至1.5mm的平均粒度。已证明这种尺寸的颗粒特别适合分散在水中。在这种尺寸的颗粒的情况下，水可以在颗粒之间很好地流过，同时与颗粒表面充分相互作用以进行分散。
19.颗粒的平均粒度由颗粒的粒度分布决定。粒度分布尤其是由颗粒的体积等效球直径确定，其中体积等效球直径是与颗粒具有相同体积的理论球体的直径。
20.确定平均粒度的方法是本领域技术人员已知的。
21.确定根据本发明的颗粒的平均粒度的一种可能性是，在计算机上测量颗粒粒子的统计相关样本，其通过光学显微镜以100倍放大率捕获，并由这些样本形成平均值。例如，如的digital microscope vhx-500f等高精度光学显微镜可用作光学显微镜。然后可以借助于stabw(stdev)方法确定样本内的标准偏差。已经发现，标准偏差小于平均值的60％，尤其是小于平均值的50％是有利的。在如此均匀的粒度分布的情况下，在分散过程中获得了特别均一和均匀的涂料。
22.替代性地，例如，平均粒度可以表示d
50
值。d
50
值可以尤其表示这样的尺寸，其中50％，例如50重量％小于该给出的尺寸。例如，50％，如50重量％的颗粒通过理论筛目尺寸。平均粒度，尤其是d
50
值，可以例如通过创建粒度分布来确定。例如，可以借助于光散射，尤其是借助于激光衍射或光子相关光谱法进行测量。平均粒度，尤其是d
50
值，尤其可以在气态介质中，例如在空气中测量。例如，可以使用malvern mastersizer 2000或3000来确定平均粒度，尤其是d
50
值。确定平均粒度，尤其是d
50
值的其他可能性是光和/或激光衍射。平均粒度，尤其是d
50
值，也可以通过过筛实验确定。
23.原则上，根据本发明的颗粒可以非常不同的形式存在。例如，颗粒可以具有圆柱形、球形、透镜形、矩形、立方体形或棱柱形。然而，对于随后的分散，已经证明，当根据本发明的颗粒基本上是球形时是特别有利的。在这种情况下，水可以在颗粒粒子之间特别好地流过直到容器底部，由此获得特别均匀的涂料。
24.根据din iso 697，尤其是din iso 697:1984-01测量，当根据本发明的颗粒具有0.5至1.8g/ml，尤其是0.6至1.5g/ml，或0.9至1.1g/ml的堆积密度时也是有利的。以此方式，可实现颗粒与水的特别快速且均一的混合而不会形成团块。此外，在这种堆积密度下，颗粒特别节省空间，因此改善了材料的储存和运输。
25.测定堆积密度的方法是本领域技术人员已知的。例如，堆积密度可以根据din iso 697标准使用来自maschinen und engineering gmbh的带有500ml量杯的smg 697型堆积密度测量仪测量。
26.根据本发明的颗粒优选包含5至60重量％，尤其是15至30重量％的颜料，分别基于颗粒的总重量。该比例的颜料可以很好地结合在颗粒中。此外，在颗粒中颜料的这种比例下，可以生产具有优异光学性能的涂料。
27.合适的颜料例如可以选自二氧化钛、氧化铁黄、芳基化合物(单偶氮)、钒酸铋、(二)芳基化合物、偶氮缩合颜料、吡喃酮、异吲哚啉、蒽醌、二恶嗪衍生物、芘酮、萘酚as衍生物、苝、阴丹士林、酞菁、金红石锡锌、喹吖啶酮、二酮吡咯并吡咯、氧化铁红、酞菁蓝、二恶嗪、钴蓝、群青蓝、酞菁绿、氧化铬绿、钴绿、粉墨(farbruss)、氧化铁黑、吡唑并喹唑酮、萘酚as单偶氮颜料、颜料紫23及其混合物。这些颜料非常适合于颗粒在水中的再分散，并产生具有吸引人的光学性能的涂料。所述颜料还使多种不同颜色和颜色组合的丰富选择成为可能。
28.根据本发明的颗粒还可包含至少一种选自润湿剂和分散剂、消泡剂、流变添加剂、抗浮色剂、流平剂、润滑剂、溶胀剂和消光剂的添加剂。利用来自所述组的添加剂，可以由颗粒获得具有良好涂抹性能和良好施用性的涂料。此外，可以通过来自所述组的添加剂提高颗粒的稳定性。
29.根据本发明的颗粒优选不含防腐剂或基本上不含防腐剂。以此方式，由颗粒获得
满足特别高的环境要求的涂料。
30.根据一个优选的实施形式，根据本发明的颗粒基本上由2至60重量％的粘合剂、5至85重量％的颜料和/或填料、以及1至15重量％的添加剂组成，分别基于颗粒的总重量。当在此提到颗粒基本上由上述成分组成时，这意味着，分别基于颗粒的总重量，至少95重量％，尤其是至少97重量％，优选至少98重量％或更优选至少99重量％的颗粒由上述成分组成。特别有利的是，1至15重量％的添加剂由流变添加剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、流平剂、润滑剂和/或溶胀剂组成。这些颗粒可以特别好地通过水分散以形成易于施用的涂料。
31.根据另一个实施形式，根据本发明的颗粒由2至60重量％的粘合剂、5至85重量％的颜料和/或填料、以及1至15重量％的添加剂组成，分别基于颗粒的总重量计。
32.本发明还涉及一种生产颗粒的方法，该方法至少包括以下步骤：
33.a.提供水性分散体，其分别基于分散体的固体含量包含，
34.i.2至60重量％的粘合剂，
35.ii.5至85重量％的颜料和/或填料，
36.iii.1至15重量％的添加剂，和
37.b.将a中提供的分散体造粒以形成颗粒，
38.c.基于颗粒的总重量，将颗粒的水含量设置为小于5重量％。
39.基于分散体的总重量，根据本发明的方法的步骤a中的水分散体优选含有40至80重量％的水。该比例的水使得分散体能够特别好地造粒。
40.根据本发明方法的一个优选实施形式，在方法步骤b的造粒过程中设定根据方法步骤c的水含量。以此方式，可以以技术上简单且有成本效益的方式设定水含量。
41.在根据本发明的方法中，颗粒的含水量优选设定为小于4重量％、小于3重量％、小于2重量％、小于1重量％或小于0.5重量％，基于颗粒的总重量。具有如此低比例水的颗粒具有特别高的储存稳定性。
42.基于分散体的总重量，本发明方法的步骤a中的水分散体的固含量优选为20至60重量％，尤其是30至50重量％或35至45重量％。这样可以得到均匀且稳定的颗粒，并且造粒过程中不会出现不规则性。
43.根据本发明方法的一个特别优选的实施形式，通过喷雾造粒将在a中提供的分散体造粒。这样就得到了无尘颗粒，其特征在于结构紧凑、坚固。通过喷雾造粒中颗粒的均匀生长，可以实现特别均匀的颗粒粒子的形成。颗粒粒子的尺寸和尺寸分布也可以通过喷雾造粒特别好地调整。
44.在根据本发明的方法的一个非常特别优选的实施形式中，在流化床反应器中通过喷雾造粒进行造粒。借助于该特别优选的实施形式获得了特别稳定且均匀的颗粒。在流化床中可以特别好地控制和改变颗粒生长。此外，借助于流化床反应器中的喷雾造粒可以非常有效地调整低水含量或低剩余湿度。
45.如果在流化床反应器中的排气温度低于100℃，特别是低于50℃或低于35℃的情况下进行喷雾造粒，则可以获得特别好的结果。这确保颗粒不会在流化床反应器中软化。
46.根据本发明方法的另一有利设计方案，流化床反应器中的产物温度低于80℃，尤其低于50℃或低于35℃。在这样的产物温度下，颗粒特别稳定并且不会发生颗粒软化。
47.根据进一步优选的实施形式，流化床反应器中的送风温度为30至150℃，尤其是50
至100℃，或60至80℃。在这样的送风温度下，形成的颗粒在流化床反应器中被有效地干燥，而不会导致颗粒中的粘合剂部分软化。
48.已经发现，当排气温度、以及送风温度和产物温度选择在所述的优选范围内时，可以特别成功地将在a中提供的水性分散体造粒。以这样的方式可以实现均匀造粒和精确设调整颗粒的含水量。利用所述温度参数，颗粒可以特别好地干燥并且颗粒不会以不希望的方式粘附到流化床反应器的壁上。
49.根据本发明的方法中使用的粘合剂优选具有根据标准iso 2115测量的小于20℃，尤其是小于15℃、小于10℃、小于5℃或0℃的最低成膜温度mft。具有这种最低成膜温度的粘合剂特别适用于根据本发明的方法。通过这种粘合剂确保颗粒特别均匀并且在造粒过程中不会在颗粒中出现不规则性。
50.此外，上文关于根据本发明的颗粒所述的内容适用于根据本发明的方法，尤其适用于待使用的内容物。
51.利用根据本发明的颗粒可以以特别简单的方式制备涂料，尤其是分散染料。所需要的只是加水，然后将颗粒和水混合。因此，本发明还涉及一种制备涂料的方法，该方法至少包括以下步骤：
52.a.提供根据本发明的颗粒，和
53.b.将颗粒与水混合以制备涂料。
54.颗粒与水的重量比优选为10:90至90:10，尤其是20:80至80:20，或30:70至70:30，或50:50至65:35。在颗粒与水的这种重量比下获得了特别容易施用的涂料。
55.本发明还涉及根据本发明的颗粒用于制备涂料的用途，其中所述涂料尤其是分散染料。
56.优选在合适的容器中，尤其是在染料桶中向颗粒中加入水并进行涂料的混合。所述容器优选是其中还出售根据本发明的颗粒的容器。因此，本发明还涉及一种容器，尤其是染料桶，其包含根据本发明的颗粒。根据本发明的一个优选实施形式，容器的尺寸被设计成适合于容纳水和混合涂料。更优选地，容器应该能够以基本气密的方式封闭，尤其是可重新封闭，并且适合于储存涂料。为了便于确定混合涂料所需的水量，容器，尤其是可重新封闭的染料桶，可以具有指示要填充的水的填充水平的标记，例如以填充线的形式。以这种方式，可以特别简单和用户友好地混合涂料。
具体实施方式
57.下面通过实例更详细地解释本发明，然而，该实例仅用于说明目的而不是限制性的。
58.实例
59.使用表1中列出的内容物制备和混合水性组分a。
60.[0061][0062]
表1：分别基于组分a的总重量的量然后使用表2中列出的内容物提供水性粘合剂组分b。
[0063][0064]
表2：分别基于组分b的总重量的量
[0065]
将组分a和b引入另外量的水中，其中使用6.16kg组分a、0.84kg组分b和1.26kg水。然后将该混合物在流化床反应器中喷雾造粒，其中送风温度为60至80℃，排气温度为40至45℃，产物温度为低于40℃。产品干燥造粒良好，未观察到产品软化。获得3.0kg平均粒度为0.311mm且基于颗粒的总重量残余水分含量小于1重量％的颗粒。
[0066]
然后将以此方式获得的颗粒放入染料桶中，并在染料桶中将2kg水倒在3kg颗粒上。水可以很好地分布在颗粒之间。然后手动搅拌混合物两次。搅拌后可直接用漆刷取用得到的分散染料并用于涂抹表面。