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WO2017207025A1 - Verfahren zur herstellung von plastisch verformten metallpartikeln - Google Patents

Verfahren zur herstellung von plastisch verformten metallpartikeln Download PDF

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WO2017207025A1
WO2017207025A1 PCT/EP2016/062244 EP2016062244W WO2017207025A1 WO 2017207025 A1 WO2017207025 A1 WO 2017207025A1 EP 2016062244 W EP2016062244 W EP 2016062244W WO 2017207025 A1 WO2017207025 A1 WO 2017207025A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
metal particles
polyalkylene glycol
glycol
weight
metal
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2016/062244
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Terra
Richard Engelhardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eckart GmbH
Original Assignee
Eckart GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eckart GmbH filed Critical Eckart GmbH
Priority to PCT/EP2016/062244 priority Critical patent/WO2017207025A1/de
Publication of WO2017207025A1 publication Critical patent/WO2017207025A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09C1/64—Aluminium
    • C09C1/644—Aluminium treated with organic compounds, e.g. polymers
    • C09C1/646—Aluminium treated with organic compounds, e.g. polymers concomitant with mechanical comminution, shaping or abrasion of the particles
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/102—Metallic powder coated with organic material

Definitions

  • JP 201 1256094 A the problem of cracking in aerated concrete parts of greater thickness to be solved or at least reduced.
  • WO 2013/01421 1 A2 deals with the provision of an improved metal particle material for coating processes such as
  • the alkylene glycol units of the at least one polyalkylene glycol are selected from ethylene glycol and propylene glycol,
  • At least 50 mol% of the alkylene glycol units are ethylene glycol units, the average molar mass of the at least one polyalkylene glycol is at least 1000, preferably at least 1300, more preferably at least 1400, even more preferably at least 2900, and the at least one polyalkylene glycol is solid under standard conditions. Standard conditions are conditions defined by IUPAC (25 ° C, 1 bar).
  • the term "solid" refers to the state of aggregation, that is to say that, in contrast to a gas or a liquid, the substance in question does not deform indefinitely, but is dimensionally stable.
  • a vessel such as a 100 ml beaker (5 cm outside diameter) can be filled with a corresponding substance without settling under
  • the inventive method is accompanied by a plastic deformation of the particles at least in one spatial direction, so that the
  • the term "average molecular weight" of a polymer in the present invention means the weight average molecular weight The determination of this weight average molecular weight can be determined by methods familiar to one skilled in the art or combinations of such methods Methods using light scattering proved to be very advantageous, such as multi-angle light scattering.
  • the present invention relates to metal particles, wherein the metal particles were plastically deformed using at least one polyalkylene glycol,
  • the alkylene glycol units of the at least one polyalkylene glycol are selected from ethylene glycol and propylene glycol,
  • the present invention relates to the use of the metal particles according to the invention for hydrogen evolution, in a cosmetic, in a plastic or in a coating agent. Be particularly advantageous
  • coating compositions are preferably comprising the metal particles according to any one of claims 10 to 12 or any of aspects 22 to 32, the metal particle compositions according to claim 13 or any of aspects 33 to 36 or metal particles, which by means of the method according to one of claims 1 to 9 or a Aspects 1 to 21 were made.
  • the present invention relates to an article comprising
  • metal particles or metal particle compositions according to the invention. Particularly preferred in this case are the metal particles, as in one of Claims 10 to 12 or any of aspects 22 to 32, and metal particle compositions as described in claim 13 or any one of aspects 33 to 36. Surprisingly, it has been shown that by means of the invention
  • spect ratio for the purposes of the present invention denotes the ratio of mean particle diameter (d 50 ) to average particle thickness (h 50 ).
  • d 50 or else "d 5 o value” denotes the value at which 50% of the particles in the cumulative frequency distribution have a diameter which is equal to or less than this value
  • Particle size analyzer HELOS of the company Sympatec GmbH, Clausthal-Zellerfeld, Germany performed.
  • the dispersion of a dry powder can take place here with a dispersion unit of the Rodos T4.1 type at a primary pressure of, for example, 4 bar.
  • the size distribution curve of the particles can be measured, for example, using a device from Quantachrome (device: Cilas 1064) in accordance with the manufacturer's instructions.
  • 1, 5 g of the powdery coating material are dispersed in about 100 ml of ethanol, 300 seconds in an ultrasonic bath (device: Sonorex IK 52, Fa. Bandelin) treated and then by means of a Pasteur pipette in the
  • the term "alloy" for the purposes of the present invention means that the corresponding specified metal constitutes at least 50% by weight, more preferably at least 70% by weight, even more preferably at least 80% by weight, of the alloy, based in each case on
  • the thickness of the particles can be determined, for example, by means of SEM as follows: The platelet-shaped particles according to the invention are first of all treated with acetone
  • a common in electron microscopy resin for example TEMPFIX (Gerhard Neubauer Chemikalien, D-48031 Weg, Germany), is applied to a sample plate and heated on a hot plate until softening. Subsequently, the sample tray is removed from the hot plate and the particles are sprinkled on the softened resin. As a result of the cooling, the resin solidifies again and the scattered particles can - due to the interplay between adhesion and gravity - be prepared almost vertically and fixed on the sample tray. As a result, the particles are in the
  • the relative frequencies make the
  • the total sum of the weight percent of all components for example, the metal particle composition, the metal particles, the polyalkylene glycols, or the like, must always be 100% by weight in total. Necessarily, the sum of the individual constituents can never exceed 100% by weight, based on their total weight, nor can the sum of the individual weights of all constituents be less than 100% by weight. Furthermore, constituents which do not necessarily constitute a final list of all constituents may naturally represent less than 100% by weight in total.
  • the thicknesses of the particles can also be counted, for example, by means of cross sections of painted samples.
  • this method should only work for a very good plane-parallel
  • the particles may be oriented in cross-section with an azimuthal angle of inclination, which, however, is not recognizable to the observer. This leads systematically to the measurement of higher thicknesses.
  • "substantially" at least 95%, preferably at least 99%, means. As far as a material feature is concerned, such as the amount of a constituent, this means wt%.
  • the term "polymers” also encompasses oligomers
  • the polymers according to the invention such as, for example, cellulose derivatives, polysaccharides, polyvinyls, polyacrylates and polyethylene glycols have at least 10 monomer units, more preferably at least 20 monomer units, even more preferably at least 60 monomer units. is understood within the meaning of the present invention, a small-sized, solid form of a substance.
  • the average particle size (d 50 ) of the powders according to the invention is preferably at most 150 ⁇ m, more preferably at most 123 ⁇ m, even more preferably at most 110 ⁇ m.
  • Quantachrome device: Cilas 1064
  • Coating material dispersed in about 100 ml of ethanol and then added using a Pasteur pipette in the sample preparation cell of the meter and measured several times. In particular, no dispersion takes place in an ultrasonic bath and no addition of dispersing additives. From the individual
  • the evaluation of the scattered light signals is carried out according to the Fraunhofer method.
  • a reference value for typical applications such as the aerated concrete is obtained, which draws an inference to the particle or agglomerate size of the metal particles in the
  • the alkylene glycol units of the at least one polyalkylene glycol are selected from ethylene glycol and propylene glycol,
  • Metal particles are used, however, it has proved to be particularly advantageous for the provision of very inexpensive metal particles, as they For example, in the production of aerated concrete are required. Surprisingly, even simple coatings are not suitable for achieving this
  • the metal particles used are preferably at least 90 wt .-%, more preferably at least 95 wt .-%, even more preferably at least 99 wt .-%, uncoated metal particles, each based on the Total weight of metal particles. In particular, it is preferred that all metal particles used are uncoated.
  • the term "uncoated" in the sense of the present invention means that the corresponding particles do not have at least substantially enveloping coating, preferably enveloping, coating around the particle, In particular, in the field of metal pigments, it is often preferred to apply highly cross-crosslinked, at least substantially enveloping coatings To provide high protection against external influences or improved compatibility with the
  • Such coatings are metal oxide coatings and polymer coatings. Of course you can
  • uncoated particles still include substances such as grinding aids such as stearic acid or oleic acid on the surface thereof.
  • the plastically deformed metal particles have an aspect ratio of at least 10, more preferably at least 20, even more preferably at least 50.
  • the method according to the invention therefore comprises a
  • Phosphoric acid compounds such as phosphoric acids, phosphoric acid esters and
  • aluminum particles are used.
  • advantageous alloy constituents are silicon and boron.
  • the average molecular weight of the at least one polyalkylene glycol is at most 53,000, more preferably at most 17,000, more preferably at most 13,000, more preferably at most 9,000, more preferably at most 8,000, even more preferably at most 4750. Allow these polyalkylene glycols
  • the alk are independently selected from ethylene units and
  • the weight average of n is at least 30.
  • ethylene units is understood to mean -CH 2 -CH 2 units according to the invention.
  • propylene units is understood according to the invention to mean -CH 2 -C (H) (CH 3 ) - or -C (H) (CH 3 ) - CH 2 units understood.
  • the mass mean of n is understood as the chain length averaged for a polyalkylene glycol, which can be calculated from the average molecular weight. If various polyalkylene glycols are present, they are previously separated by methods such as GPC. Further, it is preferable that the aliphatic groups are selected from the group of the alkyl groups and alkenyl groups, more preferably from the group of the alkyl groups and allyl groups, still more preferably from the group of the alkyl groups.
  • R 1 are unsubstituted and besides H
  • (meth) acrylate groups for example, be selected from unsubstituted aliphatic groups and unsubstituted (meth) acrylate groups.
  • (meth) acrylate groups is understood to mean methacrylate groups and acrylate groups.
  • the (meth) acrylate functionality appears to offer advantages in incorporation into certain polymer-containing systems. For many other applications, however, it is advantageous that no such reactive group is present. At further
  • R 1 are independently selected from the group consisting of H and unsubstituted C 1 -C 4 aliphatic groups, more preferably from the group consisting of H and unsubstituted C1-C4 alkyl groups.
  • At least one R 1 of the at least one polyalkylene glycol is H.
  • both R 1 are H.
  • the weight average of n is at least 60, more preferably at least 70, even more preferably at least 75.
  • the weight average of n is at most 200, more preferably at most 160, even more preferably at most 140.
  • the at least one polyalkylene glycol has a melting point or upper limit of the melting point range of at most 75 ° C, more preferably at most 70 ° C, even more preferably at most 68 ° C.
  • polyalkylene glycols can be added whose average molecular weight is at least 1000 and wherein at least 50 mol% of the alkylene glycol units are propylene glycol units.
  • the ratio of polyalkylene glycols having an average molecular weight of at least 1000 and more than 50 mol% of propylene glycol units as
  • the alkylene glycol units of the at least one polyalkylene glycol are at least 60 molar %, more preferably at least 75 mole%, even more preferably at least 92 mole%, of ethylene glycol units are, based on the total moles of alkylene glycol units.
  • these are preferably pure polyethylene glycols.
  • polyalkylene glycol / "polyethylene glycol” / “polypropylene glycol” refers to polymers of corresponding monomers, the end groups optionally being able to be substituted
  • polyalkylene glycol encompasses the polyethylene glycols and polypropylene glycols, as well as copolymers of ethylene glycol and propylene glycol.
  • Metal particles are platelet-shaped.
  • platelet-shaped means that corresponding particles have an aspect ratio of at least 10. Particles having an aspect ratio of less than 10 are referred to as “non-platelet-shaped" in the context of the present invention.
  • the metal of the metal particles becomes at least
  • the metal of the metal particles comprises at most 5 wt%, more preferably at most 2 wt%, more preferably at most 1 wt%, metals selected from the group consisting of silver, palladium, platinum, gold, Mixtures thereof and alloys thereof.
  • the metal particles are preferably selected from uncoated metal particles and coated metal particles, wherein the amount of coating of the coated metal particles is at most 15 wt .-%, preferably at most 12 wt .-%, more preferably at most 10 wt .-%, based on the total weight of the coated metal particles.
  • Polyalkylene glycols are included.
  • the amount of the at least one polyalkylene glycol is therefore preferably at most 5.7% by weight, more preferably at most 4.6% by weight, even more preferably at most 3.3% by weight, based in each case on the weight of Metal particles, whereby also possibly due the milling of existing decomposition products of at least one
  • Polyalkylene glycols are included.
  • Polyalkylene glycol in the range of 1 wt .-% to 5.7 wt .-%, more preferably in the range of 1, 2 wt .-% to 4.6 wt .-%, even more preferably in the range of 1, 5 wt. % to 3.3% by weight, based in each case on the weight of the metal particles, wherein any decomposition products of the at least one polyalkylene glycol which may also be present as a result of the milling are also included.
  • the metal particles according to the invention consist essentially of elemental metal, at least one
  • the metal particles of the invention consist of at least 90% by weight, more preferably at least 95% by weight, even more preferably at least 98% by weight, of elemental metal, at least one polyalkylene glycol and optionally decomposition products of the at least existing as a result of the milling a polyalkylene glycol, wherein the at least one polyalkylene glycols is selected from polyalkylene glycols in which at least 50 mol% of the
  • Alkylene glycol units are ethylene glycol units
  • the average molecular weight of the polyalkylene glycols is at least 1000, preferably at least 1300, more preferably at least 1400, even more preferably at least 2900, and the at least one polyalkylene glycol is solid under standard conditions.
  • the metal of the metal particles is selected from the group consisting of aluminum, copper, iron, zinc, tin, titanium, chromium, silver, gold, vanadium, nickel, magnesium, alloys of the foregoing such as brass and steel and mixtures thereof, more preferably selected from the group consisting of aluminum, copper, iron, zinc, silver, alloys thereof, such as brass and steel and mixtures thereof, even more preferably from the group consisting of aluminum, iron, alloys thereof and mixtures thereof.
  • aluminum particles are used.
  • advantageous alloy constituents are silicon and boron.
  • the metal particles preferably have one
  • the present invention relates to metal particles by means of
  • the present invention relates to a metal particle composition comprising the metal particles according to the invention.
  • Polyalkylene glycol has occurred, the aforementioned indication refers to the weight comprising the decomposition products.
  • the amount of the at least one polyalkylene glycol is at most 5.2% by weight, more preferably at most 4.1% by weight, even more preferably at most 3.0% by weight, respectively based on the weight of the metal particles.
  • Such compositions are for example
  • Coating processes such as flame spraying, high-speed flame spraying, thermal plasma spraying, non-thermal plasma spraying and cold gas spraying.
  • the total weight of the metal particles and the at least one polyalkylene glycol is at least 90% by weight, more preferably at least 93% by weight, even more preferably at least 97% by weight, based in each case on
  • the solvent content of the metal particle compositions is at most 7% by weight, more preferably at most 5% by weight, even more preferably at most 2% by weight, based on the total weight of the metal particle composition.
  • Powders are preferably substantially solvent-free metal particle compositions.
  • such powders have less than 5 wt%, more preferably less than 2 wt%, even more preferably less than 1 wt%,
  • Pastes are typically obtained by pasting powders with solvents.
  • An advantage here is the reduction or even avoidance of one
  • the present invention relates to a coating agent or cosmetic comprising the metal particles according to the invention.
  • coating compositions are wet paints, powder coatings, coil coating paints and inks such as printing inks and inks.
  • a particularly advantageous application of the metal particles according to the invention is the use of the metal particles according to the invention, preferably aluminum particles, for hydrogen evolution. This can, for example, in the production of
  • Coating agents are incorporated.
  • coating compositions are wet paints, powder coatings and inks such as printing inks and inks.
  • the present invention relates to an article produced using the metal particles according to the invention or coated with a coating agent comprising the metal particles according to the invention.
  • a coating agent comprising the metal particles according to the invention.
  • the metal particles according to the invention can also be incorporated in a plastic material.
  • the metal particle-containing plastic material can be brought directly into the desired shape or subsequently by means of
  • the present invention preferably relates to a method for producing plastically deformed metal particles, wherein metal particles are ground using at least one polyalkylene glycol,
  • the alkylene glycol units of the at least one polyalkylene glycol are selected from ethylene glycol and propylene glycol,
  • the present invention relates to a process according to aspect 1, wherein the at least one polyalkylene glycol has a structure according to formula (I)
  • the alk are independently selected from ethylene units and propylene units, and
  • the weight average of n is at least 30.
  • the aliphatic groups are selected from the group of alkyl groups and alkenyl groups, more preferably from the group of alkyl groups and allyl groups, still more preferably from the group of alkyl groups.
  • the present invention relates to a process according to any of aspects 1 to 2, wherein at least one R 1 of the at least one polyalkylene glycol is H. Preferably both R 1 are H. According to one aspect, the present invention relates to a method according to any of aspects 1 to 3, wherein the weight average of n is at least 60, more preferably at least 70, even more preferably at least 75.
  • the present invention relates to a method according to any of aspects 1 to 4, wherein the weight average of n is at most 200, more preferably at most 160, even more preferably at most 140.
  • the present invention relates to a process according to any of aspects 1 to 5, wherein preferably the average molecular weight of the at least one polyalkylene glycol is at most 53,000, more preferably at most 17,000, more preferably at most 13,000, more preferably at most 9,000, more preferably at most 8,000, even more preferably at most 4750.
  • the present invention relates to a method according to any of aspects 1 to 6, wherein preferably the water solubility of the at least one polyalkylene glycol is at least 300 g / l, more preferably at least 370 g / l, even more preferably at least 420 g / l ,
  • the present invention relates to a method according to one of the aspects 1 to 7, wherein preferably the HLB value of the at least one
  • the present invention relates to a process according to any one of aspects 1 to 8, wherein the amount of the at least one polyalkylene glycol is at least 0.9% by weight, more preferably at least 1.0% by weight, even more preferably at least 1 , 2 wt .-%, in each case based on the weight of the metal particles.
  • the present invention relates to a method according to any of aspects 1 to 9, wherein the amount of the at least one polyalkylene glycol is at most 5.7% by weight, more preferably at most 4.6% by weight, even more preferably at most 3 , 3 wt .-%, in each case based on the weight of the metal particles.
  • Polyethylene glycols is selected.
  • the present invention relates to a method according to any of aspects 1 to 12, wherein preferably a mixture comprising metal particles and at least one polyalkylene glycol is ground, wherein the total weight of the metal particles and the at least one polyalkylene glycol is at least 60% by weight, more preferred at least 68 wt .-%, more preferably at least 74 wt .-%, in each case based on the total weight of the mixture.
  • Embodiments consists of the mixture of metal particles and the at least one polyalkylene glycol.
  • the present invention relates to a method according to any of aspects 1 to 13, wherein preferably a mixture comprising metal particles and at least one polyalkylene glycol is ground, the total weight of the metal particles and the at least one polyalkylene glycol being at most 99.8% by weight, more preferably at most 99% by weight, more preferably at least 94% by weight, in each case based on the total weight of the mixture.
  • the present invention relates to a process according to any of aspects 1 to 14, wherein preferably the at least one polyalkylene glycol has a melting point or lower limit of the melting point range of at least 35 ° C, more preferably at least 42 ° C, even more preferably at least 51 ° C, has.
  • the present invention relates to a method according to any of aspects 1 to 15, wherein preferably the at least one polyalkylene glycol has a melting point or upper limit of the melting point range of at most 75 ° C, more preferably at most 70 ° C, even more preferably at most 68 ° C, has.
  • the present invention relates to a method according to any one of aspects 1 to 18, wherein preferably the metal of the metal particles is selected from the group consisting of aluminum, copper, iron, zinc, tin, titanium, chromium, silver, gold, vanadium , Nickel, magnesium, alloys of the foregoing such as brass and steel, and mixtures thereof, more preferably selected from the group consisting of aluminum, copper, iron, zinc, silver, alloys thereof, such as
  • Brass and steel and mixtures thereof more preferably from the group consisting of aluminum, iron, alloys thereof and mixtures thereof.
  • At least 50 mol% of the alkylene glycol units are ethylene glycol units, the average molecular weight of the at least one polyalkylene glycol is at least 1000, preferably at least 1300, more preferably at least 1400, even more preferably at least 2900, and the at least one polyalkylene glycol is solid under standard conditions.
  • Polyalkylene glycol is at most 53,000, more preferably at most 17,000, more preferably at most 13,000, more preferably at most 9,000, more preferably at most 8,000, even more preferably at most 4750.
  • the present invention relates to metal particles according to any of aspects 22 to 26, wherein preferably the amount of the at least one
  • Polyalkylene glycol in the range of 0.6 wt .-% to 12 wt .-%, more preferably in the range of 0.8 wt .-% to 7.0 wt .-%, even more preferably in the range of
  • aluminum particles are used.
  • the present invention relates to metal particles according to one of the aspects 22 to 31, wherein preferably the metal particles were produced by means of the method according to one of the aspects 1 to 21.
  • the present invention relates to a coating comprising metal particles produced by the method according to any one of aspects 1 to 21, metal particles according to any of aspects 22 to 32 or a metal particle composition according to any one of aspects 33 to 36.
  • Example 1 Polyglycol M 4000 (polyethylene glycol monomethyl ether of average molecular weight in the range of 3500-4770)

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung plastisch verformter Metallpartikel unter Einsatz eines Hilfsstoffes. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung Metallpartikel, welche unter Einsatz eines solchen Hilfsstoffes vermählen wurden, und Metallpartikelzusammensetzungen enthaltend diese. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der vorgenannten Metallpartikel und Metallpartikelzusammensetzungen.

Description

Verfahren zur Herstellung von plastisch verformten Metallpartikeln
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung plastisch verformter Metallpartikel. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung plastisch verformte
Metallpartikel mit einer spezifischen oberflächlichen Beschichtung und
Metallpartikelzusammensetzungen enthaltend plastisch verformte Metallpartikel erhalten mittels einer spezifischen Vermahlung. Zudem betrifft die vorliegende
Erfindung die Verwendung der vorgenannten Metallpartikel und
Metallpartikelzusammensetzungen.
Ein Verwendungszweck von Aluminiumpartikeln ist die Herstellung von Porenbeton, wie dies in der US 8409345 B1 beschrieben wird. Die großtechnische Herstellung von Porenbeton stellt jedoch große Herausforderungen an die hierbei eingesetzten
Ausgangsstoffe und Hilfsmittel. Einerseits müssen die Kosten niedrig gehalten werden, um ein preisgünstiges Produkt bereitstellen zu können. Andererseits muss ein stabiler Prozess gewährleistet sein, da allein die Entsorgung von Fehlchargen einen hohen Aufwand und Zusatzkosten mit sich bringt.
Trotz des Alters dieses Verfahrens sind spezifische Probleme daher noch immer Gegenstand von Weiterentwicklungen. Beispielsweise in der JP 201 1256094 A soll das Problem der Rissbildung bei Porenbetonteilen größerer Dicke gelöst oder zumindest verringert werden.
Eine andere und bereits am Markt etablierte Weiterentwicklung sind plastisch verformte Aluminiumpartikel. Diese Partikel, wie sie von der Firma Eckart vertrieben werden, ermöglichen bei der Porenbetonherstellung ein gleichmäßigeres und vollständigeres Abreagieren des aktiven Metalls.
Auch andere technische Einsatzgebiete sind noch immer Gegenstand weiterer Forschungen. So behandelt die WO 2013/01421 1 A2 die Bereitstellung eines verbesserten Metallpartikelmaterials für Beschichtungsverfahrens wie dem
Flammspritzen oder nichtthermischen Plasmaspritzen.
Jedoch auch in anderen Bereichen, in denen beispielsweise der optische Effekt der Aluminiumpigmente von Bedeutung ist, ist es noch immer die Aufgabe Produkte mit weiter verbesserten Eigenschaften bereitzustellen. So wird beispielsweise in der WO 2009/156149 A1 die Bereitstellung einer optimierten Metalleffektpigmentzusammensetzung beschrieben, welche optische Eigenschaften vergleichbar mit denen von PVD-Pigmenten bieten sollen. Gleichzeitig ist es jedoch die Aufgabe die Lösungsmittelmenge zu verringern und eine konstantere
Verarbeitungsqualität zu gewährleisten.
Die plastische Verformung von Metallpartikeln und deren Einsatz in verschiedensten Gebieten wie zur Fertigung von Porenbeton oder in wässrigen Lacksystemen sind somit bereits bekannt. Es besteht jedoch noch immer der Bedarf an Metallpartikeln, welche eine verbesserte Wasserbenetzbarkeit aufweisen und mittels eines
vereinfachten Verfahrens hergestellt werden können.
Überraschenderweise zeigte sich, dass die Möglichkeit besteht bereits in einem einstufigen Prozess direkt Metallpartikelzusammensetzungen mit hervorragender Einarbeitbarkeit in wässrige Systeme bereitzustellen. Dies wird erreicht durch ein Verfahren zur Herstellung plastisch verformter Metallpartikel, wobei Metallpartikel unter Einsatz mindestens eines Polyalkylenglykol vermählen werden,
die Alkylenglykoleinheiten des mindestens einen Polyalkylenglykols ausgewählt werden aus Ethylenglykol und Propylenglykol,
mindestens 50 mol-% der Alkylenglykoleinheiten Ethylenglykoleinheiten sind, die mittlere Molmasse des mindestens einem Polyalkylenglykols mindestens 1000, vorzugsweise mindestens 1300, mehr bevorzugt mindestens 1400, noch mehr bevorzugt mindestens 2900, beträgt und das mindestens eine Polyalkylenglykol unter Standardbedingungen fest ist. Unter Standardbedingungen werden die seitens IUPAC festgelegten Bedingungen verstanden (25 °C, 1 bar). Der Begriff„fest" bezeichnet den Aggregatzustand, das heißt dass sich der betreffende Stoff im Gegensatz zu einem Gas oder einer Flüssigkeit nicht beliebig verformt, sondern formstabil ist.
Beispielsweise kann ein Gefäß wie ein 100 ml Becherglas (5 cm Außendurchmesser) mit einem entsprechenden Stoff gefüllt werden ohne dass sich unter
Standardbedingungen beispielsweise innerhalb der nächsten Stunde der Stoff der Form des Gefäßes anpasst und lückenlos füllt. Die plastische Verformung der
Metallpartikel wird vorteilhafterweise mittels bekannter Vermahlungsverfahren durchgeführt. Beispiele hierfür eingesetzter Vorrichtungen sind Kugelmühlen und Rührwerkskugelmühlen. Derartige Vermahlungsschritte können auch eine
Zerkleinerung der Partikel bewirken, so dass Bruchstücke der Ausgangspartikel entstehen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch begleitet von einer plastischen Verformung der Partikel zumindest in einer Raumrichtung, so dass die
erfindungsgemäß erhaltenen Metallpartikel mindestens eine Raumachse aufweisen, die um mindestens den Faktor 5 kleiner ist als die längste hierzu senkrecht stehende Raumachse. Vorzugsweise weist der erfindungsgemäß plastisch verformte
Metallpartikel mindestens eine Raumachse auf, die um mindestens den Faktor 5 kleiner ist als zwei hierzu und zueinander senkrecht stehende Raumachsen. Unter den Begriffen„Ethylenglykoleinheit" und„Propylenglykoleinheit" werden die dem Fachmann im Rahmen der Polyalkylenglykole geläufigen Strukturen ( (-CH2-CH2-0-) und (- C(H)(CH3)-CH2-0-) ) verstanden. Die voranstehenden Strukturen oder nachfolgenden Aufführungen dieser Struktureinheiten implizieren jedoch keine Orientierung der Einheiten ( zum Beispiel (-C(H)(CH3)-CH2-0-), (-0-C(H)(CH3)-CH2-),
(-CH2- C(H)(CH3)-0-), (-0-CH2- C(H)(CH3)-) ), sofern dies nicht explizit angegeben ist.
Soweit es nicht explizit abweichend spezifiziert ist bezeichnet der Begriff„mittlere Molmasse" eines Polymers in der vorliegenden Erfindung das Massenmittel der Molmasse. Die Bestimmung dieses Massenmittels der Molmasse kann mittels dem Fachmann geläufiger Verfahren oder Kombinationen derartiger Verfahren bestimmt werden. Beispielsweise hat sich die Anwendung von Verfahren unter Verwendung von Lichtstreuung als sehr vorteilhaft erwiesen wie der Mehrwinkellichtstreuung.
Entsprechende Messgeräte sind beispielsweise von der Firma Wyatt Technology Corporation, USA, erhältlich. Dieses kann beispielsweise mit anderen Verfahren wie der GPC (Gel-Permeations-Chromatographie) verbunden werden, insbesondere sofern eine Mischung verschiedener Polymere vorliegt. Entsprechende Geräte werden beispielsweise von der Firma Malvern Instruments Ltd, England, unter dem Namen Omnisec vertrieben. Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens finden sich beispielsweise in den Aspekten 1 bis 21 und den Ansprüchen 1 bis 9.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung Metallpartikel, wobei die Metallpartikel unter Einsatz mindestens eines Polyalkylenglykols plastisch verformt wurden,
die Alkylenglykoleinheiten des mindestens einen Polyalkylenglykols ausgewählt werden aus Ethylenglykol und Propylenglykol,
mindestens 50 mol-% der Alkylenglykoleinheiten Ethylenglykoleinheiten sind, die mittlere Molmasse des mindestens einen Polyalkylenglykols mindestens 1000, vorzugsweise mindestens 1300, mehr bevorzugt mindestens 1400, noch mehr bevorzugt mindestens 2900, beträgt und das mindestens eine Polyalkylenglykol unter Standardbedingungen fest ist. Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Metallpartikel finden sich beispielsweise in den Aspekten 22 bis 32 und den Ansprüchen 10 bis 12.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung Metallpartikelzusammensetzungen umfassend Metallpartikel, wobei die Metallpartikel mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden. Vorzugsweise mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie es in einem der Ansprüche 1 bis 9 oder einem der Aspekte 1 bis 21 beschrieben wurde.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung Metallpartikel, die gemäß dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden sind. Vorzugsweise wurde hierbei eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9 oder einem der Aspekte 2 bis 21 verwendet.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Metallpartikel zur Wasserstoffentwicklung, in einem Kosmetikum, in einem Kunststoff oder in einem Beschichtungsmittel. Als besonders vorteilhaft haben sich die
erfindungsgemäßen Metallpartikel, insbesondere die erfindungsgemäßen
Aluminiumpartikel, zur Wasserstoffentwicklung erwiesen. Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verwendungen finden sich beispielsweise in einem der Aspekte 38 bis 39 oder Anspruch 15.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Beschichtungsmittel umfassend die erfindungsgemäßen Metallpartikel oder die erfindungsgemäßen
Metallpartikelzusammensetzungen. Insbesondere sind Beschichtungsmittel bevorzugt umfassend die Metallpartikel gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12 oder einem der Aspekte 22 bis 32, die Metallpartikelzusammensetzungen gemäß Anspruch 13 oder einem der Aspekte 33 bis 36 oder Metallpartikel, welche mittels dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 oder einem der Aspekte 1 bis 21 hergestellt wurden.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Beschichtung umfassend
erfindungsgemäße Metallpartikel und/oder erfindungsgemäße
Metallpartikelzusammensetzungen. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung einen Gegenstand umfassend
erfindungsgemäße Metallpartikel oder erfindungsgemäße Metallpartikelzusammensetzungen. Insbesondere bevorzugt sind hierbei die Metallpartikel, wie sie in einem der Ansprüche 10 bis 12 oder einem der Aspekte 22 bis 32, und Metallpartikelzusammensetzungen, wie in Anspruch 13 oder einem der Aspekte 33 bis 36, beschrieben werden. Überaschenderweise hat sich gezeigt, dass mittels des erfindungsgemäßen
Verfahrens direkt in einem einstufigen Prozess plastisch verformte Metallpartikel mit hervorragender Wasserbenetzbarkeit erhalten werden. Eine derartige verbesserte Wasserbenetzbarkeit resultiert in einer verbesserten Dispergierbarkeit in Wasser und ist beispielsweise in Anwendungen wie dem Porenbeton wichtig. Insbesondere für ein Arbeitsgebiet wie dem Porenbeton ist es von großer Bedeutung mit möglichst wenigen Schritten möglichst gut in den wässrigen Porenbeton einarbeitbare Partikel zu erhalten.
Der Begriff„Aspektverhältnis" bezeichnet im Sinne der vorliegenden Erfindung das Verhältnis von mittlerem Partikeldurchmesser (d50) zu mittlerer Partikeldicke (h50). Der Begriff„d50" oder auch„d5o-Wert" bezeichnet den Wert bei dem 50 % der Partikel in der Summenhäufigkeitsverteilung einen Durchmesser aufweisen, der gleich oder kleiner diesem Wert ist. Die Messungen werden vorzugsweise mit dem
Partikelgrößenanalysator HELOS der Fa. Sympatec GmbH, Clausthal-Zellerfeld, Deutschland, durchgeführt. Die Dispergierung eines trockenen Pulvers kann hierbei mit einer Dispergiereinheit vom Typ Rodos T4.1 bei einem Primärdruck von beispielsweise 4 bar erfolgen. Alternativ kann die Größenverteilungskurve der Partikel beispielsweise mit einem Gerät der Fa. Quantachrome (Gerät: Cilas 1064) gemäß Herstellerangaben vermessen werden. Hierzu werden 1 ,5 g des pulverförmigen Beschichtungsmaterials in ca. 100 ml Ethanol dispergiert, 300 Sekunden im Ultraschallbad (Gerät: Sonorex IK 52, Fa. Bandelin) behandelt und anschließend mittels einer Pasteurpipette in die
Probenvorbereitungszelle des Messgerätes gegeben und mehrmals vermessen. Aus den einzelnen Messergebnissen werden die resultierenden Mittelwerte gebildet. Die Auswertung der Streulichtsignale erfolgt dabei nach der Fraunhofer Methode. Der Begriff„Legierung" im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass das entsprechende spezifizierte Metall mindestens 50 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 80 Gew.-%, der Legierung ausmacht, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Legierung. Die Dicke der Partikel kann beispielsweise mittels REM wie folgt ermittelt werden. Die erfindungsgemäßen plättchenförmigen Partikel werden zunächst mit Aceton
gewaschen und dann ausgetrocknet. Ein in der Elektronenmikroskopie übliches Harz, beispielsweise TEMPFIX (Gerhard Neubauer Chemikalien, D-48031 Münster, Deutschland), wird auf einen Probenteller aufgebracht und auf einer Heizplatte bis zum Erweichen erhitzt. Nachfolgend wird der Probenteller von der Heizplatte genommen und die Partikel werden auf das erweichte Harz gestreut. Das Harz wird durch die Abkühlung wieder fest und die aufgestreuten Partikel können - bedingt durch das Wechselspiel zwischen Adhäsion und Schwerkraft - nahezu senkrecht stehend und fixiert auf dem Probenteller präpariert werden. Dadurch sind die Partikel im
Elektronenmikroskop seitlich gut zu vermessen. Bei der Vermessung der Dicke wird der azimuthale Winkel α des Partikels zu einer zur Oberfläche normalen Ebene geschätzt und bei der Dickenauswertung nach der Formel heff = hmess/cosa berücksichtigt. Von den heff-Werten wird anhand der relativen Häufigkeiten die
Summenverteilungskurve erstellt. Es werden ca. 100 Partikel, vorzugsweise 100 Partikel, gezählt.
Naturgemäß muss verstanden werden, dass die Gesamtsumme der Gew.-% aller Bestandteile beispielsweise der Metallpartikelzusammensetzung, der Metallpartikel, der Polyalkylenglykole oder Ähnlichem immer insgesamt 100 Gew.-% ergeben müssen. Notwendigerweise kann die Summe der einzelnen Bestandteile niemals 100 Gew.-% überschreiten, bezogen auf deren Gesamtgewicht, noch kann die Summe der Einzelgewichte aller Bestandteile unter 100 Gew.-% liegen. Ferner können naturgemäß Bestandteile welche keine notwendigerweise abschließende Liste aller Bestandteile darstellen insgesamt weniger als 100 Gew.-% darstellen.
Sofern die vorgenannte Verfahrensvariante nicht einsetzbar ist, können die Dicken der Partikel beispielsweise auch anhand von Querschliffen von lackierten Proben gezählt werden. Diese Methode sollte jedoch nur bei einer sehr guten planparallelen
Orientierung der Partikel angewandt werden. Andernfalls können die Partikel im Querschliff mit einem azimuthalen Neigungswinkel, der jedoch für den Beobachter nicht erkennbar ist, orientiert sein. Dies führt systematisch zu der Messung von höheren Dicken. Soweit nicht anderweitig spezifiziert, ist es in der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt, dass„im Wesentlichen" mindestens 95 %, vorzugsweise mindestens 99 %, bedeutet. Soweit es sich auf ein stoffliches Merkmal bezieht, wie beispielsweise die Menge eines stofflichen Bestandteils, so sind hiermit Gew.-% gemeint.
Der Begriff„Polymere" umfasst erfindungsgemäß auch Oligomere. Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäßen Polymere wie beispielsweise Cellulosederivate, Polysaccharide, Polyvinyle, Polyacrylate und Polyethylenglykole mindestens 10 Monomereinheiten, mehr bevorzugt mindestens 20 Monomereinheiten, noch mehr bevorzugt mindestens 60 Monomereinheinten auf. Unter dem Begriff„Pulver" wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine kleinteilige, feste Form eines Stoffes verstanden. Vorzugsweise beträgt die mittlere Teilchengröße (d50) der erfindungsgemäßen Pulver höchstens 150 μηη, mehr bevorzugt höchstens 123 μηη, noch mehr bevorzugt höchstens 1 10 μηη. Die Bestimmung dieser Größe des Pulvers erfolgt vorzugsweise mittels einem Gerät der Fa. Quantachrome (Gerät: Cilas 1064) gemäß Herstellerangaben. Hierzu werden 1 ,5 g des pulverförmigen
Beschichtungsmaterials in ca. 100 ml Ethanol dispergiert und anschließend mittels einer Pasteurpipette in die Probenvorbereitungszelle des Messgerätes gegeben und mehrmals vermessen. Insbesondere erfolgt hierbei keine Dispergierung in einem Ultraschallbad und keine Zugabe von Dispergieradditiven. Aus den einzelnen
Messergebnissen werden die resultierenden Mittelwerte gebildet. Die Auswertung der Streulichtsignale erfolgt dabei nach der Fraunhofer Methode. Hierbei wird eine Referenzgröße für typische Anwendungen wie den Porenbeton erhalten, die einen Rückschluss auf die Partikel oder Agglomeratgröße der Metallpartikel in dem
Porenbeton ermöglicht. Insbesondere hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn auch die erfindungsgemäßen Pasten unter den vorgenannten Messbedingungen die voranstehenden Obergrenzen der mittleren Teilchengröße aufweisen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung plastisch verformter Metallpartikel, wobei Metallpartikel unter Einsatz mindestens eines Polyalkylenglykols vermählen werden,
die Alkylenglykoleinheiten des mindestens einen Polyalkylenglykols ausgewählt werden aus Ethylenglykol und Propylenglykol,
mindestens 50 mol-% der Alkylenglykoleinheiten Ethylenglykoleinheiten sind, die mittlere Molmasse des mindestens einen Polyalkylenglykols mindestens 1000, vorzugsweise mindestens 1300, mehr bevorzugt mindestens 1400, noch mehr bevorzugt mindestens 2900, beträgt und das mindestens eine Polyalkylenglykol unter Standardbedingungen fest ist. Hiermit wurden mittels eines sehr einfachen Verfahrens Metallpartikel erhalten, welche beispielsweise für Einsatzgebiete wie den Porenbeton sehr geeignet waren. Neben verfahrenstechnischen Vorteilen wurden auch Vorteile beim erhaltenen Produkt beobachtet. Insbesondere wiesen die hiermit erhaltenen Metallpartikel eine hervorragende Dispergierbarkeit in wässrigen Systemen auf. Dies ist besonders vorteilhaft bei Anwendungen wie dem Porenbeton, bei denen möglichst einfach und zuverlässig eine gleichmäßige Verteilung der Metallpartikel, insbesondere Aluminiumpartikel, in der Porenbetonmasse erfolgen soll. Da lokale
Aufkonzentrierungen der Metallpartikel beispielsweise im Porenbeton zu
Schwachstellen führt, ist eine gute Dispergierung essentiell. Somit ermöglichen die erfindungsgemäßen Metallpartikel in diesem Anwendungsfeld beispielsweise eine Beschleunigung der Produktion, eine erhöhte Konstanz der Produktqualität, eine Vereinfachung des apparativen und arbeitsbezogenen Aufwands, etc.. Jedoch auch weniger preisgetriebene Anwendungsfelder profitieren beispielsweise von der verbesserten Dispergierbarkeit. So scheinen hydrophile Beschichtungsmittel in nachfolgenden Prozessierungsschritten besser aufzuziehen, so dass beispielsweise bestimmte bekannte Beschichtungen einfacher oder neuartige Beschichtungen überhaupt erst aufgebracht werden können oder eine bessere Zwischenhaftung in bestimmten Beschichtungen erzielt wird. Überraschenderweise wurde mittels simpler Standardverfahren zur Vermahlung mit den erfindungsgemäßen festen Polyalkylenglykolen eine gleichmäßge Verteilung auf den Metallpartikel erreicht. Bereits geringe Anteile ungleichmäßige Aufbringung hätten angesichts der großen Anzahl an Partikeln zu einer partiellen Entmischung führen sollen, welche jedoch nicht beobachtet wurde. Zudem wurde erwartet, dass zumindest die zunehmende Härte hochmolekularer Polyalkylenglykole die plastische Verformung beispielsweise in einer Kugelmühle erschweren oder eventuell eine ungleichmäßige Verteilung der Polyalkylenglykols beobachtet werden würde. Jedoch deuten orientierende Versuche darauf hin, dass eventuell vorhandene Verschlechterungen bei der Vermahlung minimal sind. Ferner scheinen entsprechende Partikel ein nochmals verbessertes Absetzverhalten aufzuweisen. Ohne dass es als Einschränkung der Erfindung verstanden werden darf wird vermutet, dass dies auf die Ausbildung einer Gelschicht um die Partikel infolge der stärkeren Viskositätserhöhung zurückzuführen ist. Zwar kann das erfindungsgemäße Verfahren für ein breites Spektrum an
Metallpartikeln eingesetzt werden, jedoch hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen für die Bereitstellung sehr preisgünstiger Metallpartikel, wie sie beispielsweise bei der Herstellung von Porenbeton erforderlich sind. Auch einfache Beschichtungen sind hierbei überraschenderweise nicht zur Erreichung der
erforderlichen Eigenschaften erforderlich, so dass bei weiteren Ausführungsformen die eingesetzten Metallpartikel vorzugsweise zu mindestens 90 Gew.-%, mehr bevorzugt zu mindestens 95 Gew.-%, noch mehr bevorzugt zu mindestens 99 Gew.-%, unbeschichtete Metallpartikel sind, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Metallpartikel. Insbesondere ist es bevorzugt, dass alle eingesetzten Metallpartikel unbeschichtet sind. Der Begriff„unbeschichtet" im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass die entsprechenden Partikel keine zumindest im Wesentlichen umhüllende Beschichtung, vorzugsweise umhüllende Beschichtung, um den Partikel aufweisen. Insbesondere ist es auf dem Gebiet der Metallpigmente oft bevorzugt stark kreuzvernetzte zumindest im Wesentlichen umhüllende Beschichtungen aufzubringen, um einen hohen Schutz gegenüber äußeren Einflüssen oder eine verbesserte Kompatibilität mit dem
umgebenden Medium bereitzustellen. Beispiele derartiger Beschichtungen sind Metalloxidbeschichtungen und Polymerbeschichtungen. Natürlich können
unbeschichtete Partikel noch Substanzen wie Vermahlungshilfsmittel wie Stearinsäure oder Ölsäure auf deren Oberfläche umfassen.
Ferner hat sich gezeigt, dass es insbesondere für funktionelle Anwendungen wie dem Porenbeton von Vorteil ist, wenn die mittels des Verfahrens hergestellten Metallpartikel zumindest ein bestimmtes Aspektverhältnis aufweisen. Bei weiteren
Ausführungsformen ist es bevorzugt, dass die plastisch verformten Metallpartikel ein Aspektverhältnis von mindestens 10, mehr bevorzugt von mindestens 20, noch mehr bevorzugt von mindestens 50, aufweisen.
Ferner können mittels der Zugabe von Additiven die Eigenschaften weiter vorteilhaft verändert werden. Bei weiteren Ausführungsformen wird ein Gemisch aus
Metallpartikeln und mindestens einem Polyalkylenglykol vermählen, wobei das
Gesamtgewicht der Metallpartikel und des mindestens einen Polyalkylenglykols höchstens 99,8 Gew.-%, mehr bevorzugt höchstens 99 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 94 Gew.-%, beträgt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des
Gemisches.
Insbesondere für Verwendungen wie den Porenbeton hat es sich als Vorteil erwiesen in einem weiteren Schritt Verzögerungsmittel aufzubringen, um das Aufschäumverhalten der Metallpartikel zu kontrollieren. Bei weiteren Ausführungsformen umfasst das erfindungsgemäße Verfahren daher einen
nachfolgenden Schritt der Auftragung eines Verzögerungsmittels auf die plastisch verformten Metallpartikel. Beispiele derartiger Verzögerungsmittel sind
Phosphorsäureverbindungen wie Phosphorsäuren, Phosphorsäureester und
Phosphate.
Als besonders vorteilhaft hat sich das erfindungsgemäße Verfahren für Metallpartikel spezifischer Metalle erwiesen. Bei weiteren Ausführungsformen wird das Metall der Metallpartikel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Kupfer, Eisen, Zink, Zinn, Titan, Chrom, Silber, Gold, Vanadium, Nickel, Magnesium, Legierungen der vorgenannten wie Messing und Stahl und Mischungen hiervon, mehr bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Kupfer, Eisen, Zink, Silber, Legierungen hiervon wie Messing und Stahl und Mischungen hiervon, noch mehr bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Eisen, Legierungen hiervon und Mischungen hiervon.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass Aluminiumpartikel verwendet werden. Beispiele vorteilhafter Legierungsbestandteile sind Silizium und Bor.
Ferner kann es jedoch bevorzugt sein nicht zu hochmolekulare Polyalkylenglykole zu verwenden. Trotz der sehr geringen Menge an Polyalkylenglykol scheinen
orientierende Versuche auf eine Beeinflussung des umgebenden Systems
insbesondere hinsichtlich der Viskosität hinzudeuten. Dies könnte zwar für
Anwendungsgebiete wie den Porenbeton Vorteile bieten, würde jedoch möglicherweise eine Anpassung spezifischer Rezepturen erfordern. Bei weiteren Ausführungsformen ist es bevorzugt, dass die mittlere Molmasse des mindestens einen Polyalkylenglykols höchstens 53000, mehr bevorzugt höchstens 17000, mehr bevorzugt höchstens 13000, mehr bevorzugt höchstens 9000, mehr bevorzugt höchstens 8000, noch mehr bevorzugt höchstens 4750, beträgt. Diese Polyalkylenglykole ermöglichen
beispielsweise die Bereitstellung eines Baukastensystems, welches eine optimale Einsetzbarkeit und Austauschbarkeit in einer großen Zahl an Formulierungen bietet.
Insbesondere ist es bei weiteren Ausführungsformen bevorzugt, dass die mittlere Molmasse des mindestens einen Polyalkylenglykols im Bereich von 1000 bis 17000, mehr bevorzugt im Bereich von 1300 bis 13000, noch mehr bevorzugt im Bereich von 1400 bis 9000, noch mehr bevorzugt im Bereich von 2900 bis 4750, liegt. Bei weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es ferner bevorzugt, dass ein Gemisch aus Metallpartikeln und mindestens einem Polyalkylenglykol vermählen wird, wobei das Gesamtgewicht der Metallpartikel und des mindestens einen Polyalkylenglykols mindestens 60 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens
68 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 74 Gew.-%, beträgt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches. Bei weiteren Ausführungsformen besteht das Gemisch aus Metallpartikeln und dem mindestens einen Polyalkylenglykol.
Bei weiteren Ausführungsformen ist es bevorzugt, dass das mindestens eine
Polyalkylenglykol eine Struktur gemäß Formel (I) aufweist
R1-(0-Alk)n-0-R1 (I), wobei die R1 unabhängig voneinander ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus H, C1 -C4 aliphatischen Gruppen und (Meth)acrylatgruppen,
die Alk unabhängig voneinander ausgewählt werden aus Ethyleneinheiten und
Propyleneinheiten, und
das Massenmittel von n mindestens 30 ist. Unter dem Begriff„Ethyleneinheiten" werden erfindungsgemäß -CH2-CH2- Einheiten verstanden. Unter dem Begriff „Propyleneinheiten" werden erfindungsgemäß -CH2-C(H)(CH3)- beziehungsweise -C(H)(CH3)-CH2- Einheiten verstanden. Unter dem Massenmittel von n wird die für ein Polyalkylenglykol gemittelte Kettenlänge verstanden, welche sich aus der mittleren Molmasse errechnen lässt. Sofern verschiedene Polyalkylenglykole vorhanden sind, werden diese zuvor mittels Verfahren wie der GPC aufgetrennt. Ferner ist es bevorzugt, dass die aliphatischen Gruppen ausgewählt werden aus der Gruppe der Alkylgruppen und Alkenylgruppen, mehr bevorzugt aus der Gruppe der Alkylgruppen und Allylgruppen, noch mehr bevorzugt aus der Gruppe der Alkylgruppen.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass die R1 unsubstituiert sind und neben H
beispielsweise aus unsubstituierten aliphatischen Gruppen und unsubstituierten (Meth)acrylatgruppen ausgewählt werden. Unter dem Begriff„(Meth)acrylatgruppen" werden Methacrylatgruppen und Acrylatgruppen verstanden.
Die (Meth)acrylatfunktionalität scheint Vorteile bei der Einarbeitung in bestimmte polymerhaltige Systeme zu bieten. Für viele andere Anwendungen ist es jedoch vorteilhaft, dass keine derartige reaktive Gruppe vorhanden ist. Bei weiteren
Ausführungsformen ist es daher bevorzugt, dass die R1 unabhängig voneinander ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus H und unsubstituierten C1 -C4 aliphatischen Gruppen, mehr bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus H und unsubstituierten C1 -C4 Alkylgruppen.
Ohne dass es als Einschränkung der Erfindung verstanden werden darf wird ferner vermutet, dass vorteilhafterweise eine freie Bindungsstelle zur Anbindung an den Metallpartikel gegeben sein sollte. Bei Bestimmten der vorgenannten
Ausführungsformen ist es daher bevorzugt, das mindestens ein R1 des mindestens einen Polyalkylenglykols H ist. Vorzugsweise sind beide R1 H. Bei weiteren Ausführungsformen ist es bevorzugt, dass das Massenmittel von n mindestens 60, mehr bevorzugt mindestens 70, noch mehr bevorzugt mindestens 75, ist.
Gemäß weiteren Ausführungsformen ist es bevorzugt, dass das Massenmittel von n höchstens 200, mehr bevorzugt höchstens 160, noch mehr bevorzugt höchstens 140, ist.
Insbesondere ist es bei bestimmten der vorgenannten Ausführungsformen bevorzugt, dass das Massenmittel von n im Bereich von 60 bis 200, mehr bevorzugt im Bereich von 70 bis 160, noch mehr bevorzugt im Bereich von 75 bis 140 liegt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist Polyalkylenglykole mit spezifischem Schmelzpunkt einzusetzen. Gemäß weiteren Ausführungsformen weist das mindestens eine Polyalkylenglykol einen Schmelzpunkt oder eine Untergrenze des Schmelzpunktbereiches von mindestens 35 °C, mehr bevorzugt mindestens 42 °C, noch mehr bevorzugt mindestens 51 °C, auf. Der Druck hat nur minimalen Einfluss auf den Schmelzpunkt, jedoch wird die Messung vorzugsweise bei 1 ,013 bar durchgeführt.
Ferner ist es bei weiteren Ausführungsformen bevorzugt, dass das mindestens eine Polyalkylenglykol einen Schmelzpunkt oder Obergrenze des Schmelzpunktbereiches von höchstens 75°C, mehr bevorzugt höchstens 70°C, noch mehr bevorzugt höchstens 68°C, aufweist.
Insbesondere ist es bei weiteren Ausführungsformen bevorzugt, dass das mindestens eine Polyalkylenglykol einen Schmelzpunkt oder Schmelzpunktbereich in einem
Bereich von 35°C bis 75°C, mehr bevorzugt in einem Bereich von 42°C bis 70°C, noch mehr bevorzugt in einem Bereich von 51 °C bis 68°C, aufweist. Ferner hat es sich bei Anwendungen wie dem Porenbeton zumindest in bestimmten Zusammensetzungen als vorteilhaft erwiesen, wenn die Wasserlöslichkeit des mindestens einen Polyalkylenglykols mindestens 300 g/l, mehr bevorzugt mindestens 370 g/l, noch mehr bevorzugt mindestens 420 g/l, beträgt.
Weiterhin hat es bei weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als vorteilhaft erwiesen, wenn das mindestens eine Polyalkylenglykol einen definierten HLB-Wert aufweist. Vorzugsweise liegt bei diesen Ausführungsformen der HLB-Wert des mindestens einen Polyalkylenglykols im Bereich von 16 bis 24, mehr bevorzugt im Bereich von 16,3 bis 22,1 , noch mehr bevorzugt im Bereich von 16,5 bis 19,8.
Zwar können theoretisch auch nicht erfindungsgemäß eingesetzte Polyalkylenglykole zugesetzt werden deren mittlere Molmasse mindestens 1000 beträgt und wobei mindestens 50 mol-% der Alkylenglykoleinheiten Propylenglykoleinheiten sind.
Vorzugsweise beträgt der Anteil derartiger Polyalkylenglykole jedoch höchstens 10 Gew.-%, mehr bevorzugt höchstens 5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt höchstens 1 Gew.-%, bezogen auf die Masse der Metallpartikel. Insbesondere durch die nachträgliche Zugabe von Polyalkylenglykolen mit höherem Anteil an Propylenglykoleinheiten scheint ein breiteres Anwendungsspektrum erschließbar zu sein. Ohne dass es als Einschränkung der Erfindung verstanden werden darf wird vermutet, dass die verschiedenen Polyalkylenglykole mit höherem und niederen Anteil an Ethylenglykoleinheiten untereinander eine Verträglichkeit vermitteln und die Polyalkylenglykole mit niedrigem Anteil an Ethylenglykoleinheiten wiederum eine Verträglichkeit zu unpolaren Medien vermitteln. Für viele Anwendungen wie den Porenbeton ist eine derartige Änderung der Verträglichkeit jedoch nicht erforderlich oder unerwünscht. Bei weiteren Ausführungsformen ist es daher bevorzugt, dass das Verhältnis von Polyalkylenglykolen mit einer mittleren Molmasse von mindestens 1000 und mehr als 50 mol-% Propylenglykoleinheiten als
Alkylenglykoleinheiten zu Polyalkylenglykolen mit einer mittleren Molmasse von mindestens 1000 und mindestens 50 mol-% Ethylenglykoleinheiten als
Alkylenglykoleinheiten höchstens 1 :1 , mehr bevorzugt höchstens 0,5:1 , noch mehr bevorzugt höchstens 0,1 :1 , noch mehr bevorzugt höchstens 0,01 :1 , beträgt.
Ferner hat es sich für viele Anwendungsgebiete als vorteilhaft erwiesen, wenn die Alkylenglykoleinheiten des mindestens einen Polyalkylenglykols zu mindestens 60 mol- %, mehr bevorzugt zu mindestens 75 mol-%, noch mehr bevorzugt zu mindestens 92 mol-%, Ethylenglykoleinheiten, sind, bezogen auf die Gesamtmolmenge der Alkylenglykoleinheiten. Insbesondere für Anwendungsgebiete wie den Porenbeton scheinen hiermit besonders gute Ergebnisse erzielt zu werden. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um reine Polyethylenglykole.
Die Begriff„Polyalkylenglykol"/„Polyethylenglykol"/„Polypropylenglykol" bezeichnet Polymere entsprechender Monomere, wobei die Endgruppen gegebenenfalls substituiert sein können. Der Begriff„Polyalkylenglykol" umfasst die Polyethylenglykole und Polypropylenglykole, sowie Copolymerisate von Ethylenglykol und Propylenglykol.
Eine wichtige Gruppe der Copolymerisate von Ethylenglykol und Propylenglykol sind die Blockpolymere wie insbesondere Diblockpolymere und Triblockpolymere. Für bestimmte Einsatzgebiete hat es sich jedoch als vorteilhaft erwiesen das mittels der Vermahlung erhaltene Pulver anzupasten, um beispielsweise die Staubbildung bei der weiteren Verarbeitung zu unterbinden oder eine Zuführung der Metallpartikel in einen kontinuierlichen Prozess mittels simpler Pumptechnik zu ermöglichen. Bei weiteren Ausführungsformen ist es bevorzugt, dass die erfindungsgemäß hergestellten Metallpartikel in Form einer Paste vorliegen. Hierbei hat es sich typischerweise als vorteilhaft erwiesen Alkylenglykole oder Polymere hiervon mit einer mittleren Molmasse bis zu 550 einzusetzen. Diese unter Standardbedingungen flüssigen Verbindungen erwiesen sich als besonders vorteilhaft. Ein Beispiel hierfür ist Diethylenglykol. Für spezifische Anwendungen, beispielsweise wenn ein besonders gleichmäßiges Aufschäumen des Porenbetons gewünscht ist oder für optische Einsatzzwecke, ist es bei weiteren Ausführungsformen bevorzugt, dass die plastisch verformten
Metallpartikel plättchenförmig sind. Unter dem Begriff„plättchenförmig" wird im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden, dass entsprechende Partikel ein Aspektverhältnis von mindestens 10 aufweisen. Partikel mit einem Aspektverhältnis von weniger als 10 werden im Sinne der vorliegenden Erfindung als„nichtplättchenförmig" bezeichnet. Bei weiteren Ausführungsformen wird das Metall der Metallpartikel zu mindestens
90 Gew.-% ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Kupfer, Eisen, Zink, Zinn, Titan, Chrom, Silber, Gold, Vanadium, Nickel, Magnesium, Legierungen der vorgenannten wie Messing und Stahl und Mischungen hiervon, mehr bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Kupfer, Eisen, Zink, Silber, Legierungen der vorgenannten wie Messing und Stahl und Mischungen hiervon, noch mehr bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Eisen, Legierungen der vorgenannten und Mischungen hiervon. Insbesondere ist es bevorzugt, dass Aluminiumpartikel verwendet werden. Beispiele vorteilhafter Legierungsbestandteile sind Silizium und Bor.
Vorzugsweise wird das Metall der Metallpartikel zu mindestens 95 Gew.-%, mehr bevorzugt zu mindestens 99 Gew.-%, noch mehr bevorzugt vollständig, aus den vorgenannten Gruppen ausgewählt.
Bei weiteren Ausführungsformen umfasst das Metall der Metallpartikel höchstens 5 Gew.-%, mehr bevorzugt höchstens 2 Gew.-%, mehr bevorzugt höchstens 1 Gew.- %, Metalle die ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Silber, Palladium, Platin, Gold, Mischungen davon und Legierungen davon.
Bei weiteren Ausführungsformen werden die Metallpartikel vorzugsweise ausgewählt aus unbeschichteten Metallpartikeln und beschichteten Metallpartikeln, wobei die Menge der Beschichtung der beschichteten Metallpartikel höchstens 15 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 12 Gew.-%, mehr bevorzugt höchstens 10 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der beschichteten Metallpartikel.
Ferner hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäßen Metallpartikel bei weiteren Ausführungsformen vorzugsweise eine bestimmte Mindestmenge des mindestens einen Polyalkylenglykols aufweisen. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Menge des mindestens einen Polyalkylenglykols mindestens 1 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens 1 ,2 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 1 ,5 Gew.-%, beträgt, jeweils bezogen auf das Gewicht der Metallpartikel, wobei auch gegebenenfalls infolge der Vermahlung vorhandene Zersetzungsprodukte des mindestens einen
Polyalkylenglykols umfasst sind.
Ferner wurden über einer bestimmten Menge typischerweise keinen ausreichend verbesserten Eigenschaften beobachtet, die die Zusatzkosten und die Verringerung des aktiven Metalls rechtfertigten. Bei weiteren Ausführungsformen beträgt die Menge des mindestens einen Polyalkylenglykols daher vorzugsweise höchstens 5,7 Gew.-%, mehr bevorzugt höchstens 4,6 Gew.-%, noch mehr bevorzugt höchstens 3,3 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Metallpartikel, wobei auch gegebenenfalls infolge der Vermahlung vorhandene Zersetzungsprodukte des mindestens einen
Polyalkylenglykols umfasst sind.
Bei weiteren Ausführungsformen liegt die Menge des mindestens einen
Polyalkylenglykols im Bereich von 1 Gew.-% bis 5,7 Gew.-%, mehr bevorzugt im Bereich von 1 ,2 Gew.-% bis 4,6 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 1 ,5 Gew.-% bis 3,3 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Metallpartikel, wobei auch gegebenenfalls infolge der Vermahlung vorhandene Zersetzungsprodukte des mindestens einen Polyalkylenglykols umfasst sind.
Bei weiteren Ausführungsformen ist es bevorzugt, dass die erfindungsgemäßen Metallpartikel im Wesentlichen aus elementaren Metall, mindestens einem
Polyalkylenglykol und gegebenenfalls infolge der Vermahlung vorhandene
Zersetzungsprodukte des mindestens einen Polyalkylenglykols bestehen.
Vorzugsweise bestehen die erfindungsgemäßen Metallpartikel zu mindestens 90 Gew.- %, mehr bevorzugt zu mindestens 95 Gew.-%, noch mehr bevorzugt zu mindestens 98 Gew.-%, aus elementaren Metall, mindestens einem Polyalkylenglykol und gegebenenfalls infolge der Vermahlung vorhandene Zersetzungsprodukte des mindestens einen Polyalkylenglykols, wobei das mindestens eine Polyalkylenglykole ausgewählt wird aus Polyalkylenglykolen bei denen mindestens 50 mol-% der
Alkylenglykoleinheiten Ethylenglykoleinheiten sind,
die mittlere Molmasse der Polyalkylenglykole mindestens 1000, vorzugsweise mindestens 1300, mehr bevorzugt mindestens 1400, noch mehr bevorzugt mindestens 2900, beträgt und das mindestens eine Polyalkylenglykol unter Standardbedingungen fest ist.
Bei weiteren Ausführungsformen ist es bevorzugt, dass das Metall der Metallpartikel ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Kupfer, Eisen, Zink, Zinn, Titan, Chrom, Silber, Gold, Vanadium, Nickel, Magnesium, Legierungen der vorgenannten wie Messing und Stahl und Mischungen hiervon, mehr bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Kupfer, Eisen, Zink, Silber, Legierungen hiervon wie Messing und Stahl und Mischungen hiervon, noch mehr bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Eisen, Legierungen hiervon und Mischungen hiervon.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass Aluminiumpartikel verwendet werden. Beispiele vorteilhafter Legierungsbestandteile sind Silizium und Bor. Bei weiteren Ausführungsformen weisen die Metallpartikel vorzugsweise ein
Aspektverhältnis von mindestens 10, mehr bevorzugt mindestens 20, noch mehr bevorzugt mindestens 50, auf. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung Metallpartikel, die mittels des
erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere wie es in einem der Ansprüche 2 bis 9 oder einem der Aspekte 2 bis 21 beschrieben ist, hergestellt wurden.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Metallpartikelzusammensetzung umfassend die erfindungsgemäßen Metallpartikel.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass bereits sehr geringe Menge an
Polyalkylenglykol ausreichend sind um beispielsweise eine hervorragende
Dispergierbarkeit in Porenbetonmassen zur erreichen. Bei weiteren
Ausführungsformen ist es bevorzugt, dass die Menge des mindestens einen
Polyalkylenglykols mindestens 0,6 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens 0,8 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 1 ,0 Gew.-%, beträgt, jeweils bezogen auf das Gewicht der Metallpartikel. Sofern eine zumindest partielle Zersetzung des
Polyalkylenglykols aufgetreten ist, so bezieht sich die vorgenannte Angabe auf das Gewicht umfassend die Zersetzungsprodukte.
Ferner zeigte sich, dass mit großen Mengen an Polyalkylenglykol keine essentielle Verbesserung der Eigenschaften erzielt werden konnte. Zudem führte dies neben einer Erhöhung der Kosten zu einer Verringerung des aktiven Metallgehalts. Bei weiteren Ausführungsformen ist es daher bevorzugt, dass die Menge des mindestens einen Polyalkylenglykols höchstens 5,2 Gew.-%, mehr bevorzugt höchstens 4,1 Gew.-%, noch mehr bevorzugt höchstens 3,0 Gew.-%, beträgt, jeweils bezogen auf das Gewicht der Metallpartikel. Derartige Zusammensetzungen sind beispielsweise für
Lackformulierungen und die Herstellung von Porenbeton von Vorteil.
Ferner kann es hingegen bevorzugt weiteres Polyalkylenglykol aufzubringen, beispielsweise mittels Aufpolieren. Diese zusätzlichen Alkylenglykole können beispielsweise als Bindemittel dienen, um aus den erfindungsgemäßen Metallpartikeln Granulate oder Formkörper herzustellen. Bei weiteren Ausführungsformen beträgt die Menge des mindestens einen Polyalkylenglykols höchstens 12 Gew.-%, mehr bevorzugt höchstens 7,0 Gew.-%, noch mehr bevorzugt höchstens 5,7 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Metallpartikel. Derartige Metallpartikel bieten für Einsatzgebiete wie den Porenbeton zwar den Vorteil der einfacheren Handhabung, jedoch sind die Zusatzkosten des zusätzlichen Polyalkylenglykols typisch erweise unerwünscht. Besonders vorteilhaft sind diese Formen beispielsweise für
Verwendungen wie die Herstellung von Masterbatches oder der Einsatz in
Beschichtungsverfahren wie das Flammspritzen, Hochgeschwindigkeitsflammspritzen, thermisches Plasmaspritzen, nichtthermisches Plasmaspritzen und Kaltgasspritzen.
Insbesondere ist es bei weiteren Ausführungsformen bevorzugt, dass die Menge des mindestens einen Polyalkylenglykols im Bereich von 0,8 Gew.-% bis 5,2 Gew.-%, mehr bevorzugt im Bereich von 1 ,0 Gew.-% bis 4,1 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im
Bereich von 1 ,2 Gew.-% bis 3,0 Gew.-%, liegt, jeweils bezogen auf das Gewicht der Metallpartikel.
Ohne dass es als Einschränkung der Erfindung verstanden werden darf deuten die erhaltenen Ergebnisse darauf hin, dass möglichst gleichmäßige und dünne
Beschichtungen des Polyalkylenglykols bevorzugt sind. Bei weiteren
Ausführungsformen ist es bevorzugt, dass die mittlere Schichtdicke des mindestens einen Polyalkylenglykols auf der Oberfläche höchstens 15 nm, mehr bevorzugt höchstens 12 nm, noch mehr bevorzugt höchstens 10 nm, beträgt.
Ferner konnten mittels der erfindungsgemäßen Metallpartikel hochkonzentrierte Metallpartikelzusammensetzungen erhalten werden. Bei weiteren Ausführungsformen ist es bevorzugt, dass das Gesamtgewicht der Metallpartikel und des mindestens einen Polyalkylenglykols mindestens 90 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens 93 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 97 Gew.-%, beträgt, jeweils bezogen auf das
Gesamtgewicht der Metallpartikelzusammensetzung ohne Lösungsmittel. Bei weiteren Ausführungsformen besteht die Metallpartikelzusammensetzung aus Metallpartikeln und dem mindestens einen Polyalkylenglykol sowie gegebenenfalls Lösungsmitteln. Die Lösungsmittel dienen hierbei dem Anpasten der Metallpartikel um insbesondere die Verarbeitung zu erleichtern. Vorzugsweise beträgt die Lösungsmittelmenge höchstens 15 Gew.-%, mehr bevorzugt höchstens 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt höchstens 7 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der
Metallpartikelzusammensetzung. Ferner kann es für weitere Anwendungen von Vorteil sein im Wesentlichen
lösungsmittelfreie Metallpartikelzusammensetzungen einzusetzen. Beispielsweise zeigten sich bestimmte Vorteile bei Anwendungsgebieten wie der Einarbeitung in Kunststoffe. Bei weiteren Ausführungsformen ist es daher bevorzugt, wenn der Lösungsmittelgehalt der Metallpartikelzusammensetzungen höchstens 7 Gew.-%, mehr bevorzugt höchstens 5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt höchstens 2 Gew.-%, beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Metallpartikelzusammensetzung.
Bevorzugte Formen der erfindungsgemäßen Metallpartikelzusammensetzungen sind Pulver und Pasten.
Pulver sind vorzugsweise im Wesentlichen lösemittelfreie Metallpartikelzusammen- Setzungen. Beispielsweise weisen derartige Pulver weniger als 5 Gew.-%, mehr bevorzugt weniger als 2 Gew.-%, noch mehr bevorzugt weniger als 1 Gew.-%,
Lösungsmittel auf, bezogen auf das Gesamtgewicht der
Metallpartikelzusammensetzung. Pasten werden typischerweise durch das Anpasten von Pulvern mit Lösungsmitteln erhalten. Ein Vorteil hierbei ist die Verringerung oder gar Vermeidung einer
Staubbildung bei der Handhabung, wobei der Metallpartikelgehalt nicht zu stark herabgesetzt werden soll. Vorzugsweise beträgt der Lösungsmittelgehalt der Pasten höchstens 40 Gew.-% , mehr bevorzugt höchstens 35 Gew.-%, noch mehr bevorzugt höchstens 32 Gew.-%. Besonders effektive Pasten wurden bei einem
Lösungsmittelgehalt von mindestens 15 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens 18 Gew.- %, noch mehr bevorzugt mindestens 22 Gew.-%, erhalten.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Beschichtungsmittel oder Kosmetikum umfassend die erfindungsgemäßen Metallpartikel. Beispiele für Beschichtungsmittel sind Nasslacke, Pulverlacke, Coil-Coating Lacke und Farben wie Druckfarben und Tinten.
Beispiele für Druckfarben, wie Flexo-, Tief- und Siebdruckfarben, Pulverlacke, Coil- Coating-Lacke, lösemittelbasierende Farben und wasserbasierende Farben.
Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Metallpartikel in wasserbasierenden Systemen.
Jedoch vereinfacht die erhöhte Wasserbenetzbarkeit auch beispielsweise die
Aufbringung von Schutzschichten in Beschichtungssystem mit hydrophilen
Lösungsmitteln wie in gebräuchlichen Sol-Gel-Systemen. Hierin erzeugte
Schutzschichten stabilisieren nicht nur die Metallpartikel, sondern können beispielsweise die Affinität für Beschichtungsmittel basierend auf organischen
Lösungsmitteln erhöhen.
Beispiele für Kosmetika sind Körperpuder, Gesichtspuder, gepresster und loser Puder, Gesichtsmakeup, Pudercreme, Crememakeup, Emulsionsmakeup, Wachsmakeup, Foundation, Moussemakeup, Wangenrouge, Augenmakeup wie Lidschatten, Mascara, Eyeliner, flüssige Eyeliner, Augenbrauenstift, Lippenpflegestift, Lippenstift, Lip Gloss, Lip Liner, Haarstylingkompositionen wie Haarspray, Haarmousse, Haargel, Haarwachs, Haarmascara, permanente oder semi-permanente Haarfarben, temporäre Haarfarben, Hautpflegekompositionen wie Lotions, Gele, Emulsionen sowie
Nagellackkompositionen.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Metallpartikel zur Wasserstoffentwicklung, in einem Kosmetikum, in einem Kunststoff oder in einem Beschichtungsmittel.
Eine besonders vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen Metallpartikel ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Metallpartikel, vorzugsweise Aluminiumpartikel, zur Wasserstoffentwicklung. Dies kann beispielsweise bei der Herstellung von
Porenbeton genutzt werden.
Ferner können die erfindungsgemäßen Metallpartikel beispielsweise in
Beschichtungsmittel eingearbeitet werden. Beispiele derartiger Beschichtungsmittel sind Nasslacke, Pulverlacke und Farben wie Druckfarben und Tinten.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Gegenstand hergestellt unter Einsatz der erfindungsgemäßen Metallpartikel oder beschichtet mit einem Beschichtungsmittel umfassend die erfindungsgemäßen Metallpartikel. Insbesondere handelt es sich bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen um
Porenbeton hergestellt unter Einsatz der erfindungsgemäßen Metallpartikel.
Bei weiteren Ausführungsformen handelt es sich bei dem Gegenstand um einen beschichteten Gegenstand umfassend ein Beschichtungsmittel umfassend die erfindungsgemäßen Metallpartikel. Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel können zur Beschichtung verschiedenster Gegenstände eingesetzt werden. Beispiele sind Automobilkarosserien, Fassadenelemente, Drucksachen, wie beispielsweise bedruckte Folien, Papier, Kartonagen, Kunststoffformteile, usw..
Ferner können die erfindungsgemäßen Metallpartikel auch in ein Kunststoffmaterial eingearbeitet werden. Hierbei kann das metallpartikelenthaltende Kunststoffmaterial direkt in die gewünschte Form gebracht werden oder nachträglich mittels
zerspanenden Schritten umgeformt werden.
Gemäß einem Aspekt 1 betrifft die vorliegende Erfindung vorzugsweise ein Verfahren zur Herstellung plastisch verformter Metallpartikel, wobei Metallpartikel unter Einsatz mindestens eines Polyalkylenglykol vermählen werden,
die Alkylenglykoleinheiten des mindestens einen Polyalkylenglykols ausgewählt werden aus Ethylenglykol und Propylenglykol,
mindestens 50 mol-% der Alkylenglykoleinheiten Ethylenglykoleinheiten sind, die mittlere Molmasse des mindestens einen Polyalkylenglykols mindestens 1000, vorzugsweise mindestens 1300, mehr bevorzugt mindestens 1400, noch mehr bevorzugt mindestens 2900, beträgt und das mindestens eine Polyalkylenglykol unter Standardbedingungen fest ist. Gemäß einem Aspekt 2 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß Aspekt 1 , wobei das mindestens eine Polyalkylenglykol eine Struktur gemäß Formel (I) aufweist
R1-(0-Alk)n-0-R1 (I), wobei die R1 unabhängig voneinander ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus H, C1 -C4 aliphatischen Gruppen und (Meth)acrylatgruppen,
die Alk unabhängig voneinander ausgewählt werden aus Ethyleneinheiten und Propyleneinheiten, und
das Massenmittel von n mindestens 30 ist. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die aliphatischen Gruppen ausgewählt werden aus der Gruppe der Alkylgruppen und Alkenylgruppen, mehr bevorzugt aus der Gruppe der Alkylgruppen und Allylgruppen, noch mehr bevorzugt aus der Gruppe der Alkylgruppen.
Gemäß einem Aspekt 3 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 2, wobei mindestens ein R1 des mindestens einen Polyalkylenglykols H ist. Vorzugsweise sind beide R1 H. Gemäß einem Aspekt 4 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 3, wobei das Massenmittel von n mindestens 60, mehr bevorzugt mindestens 70, noch mehr bevorzugt mindestens 75, ist.
Gemäß einem Aspekt 5 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 4, wobei das Massenmittel von n höchstens 200, mehr bevorzugt höchstens 160, noch mehr bevorzugt höchstens 140, ist. Gemäß einem Aspekt 6 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 5, wobei vorzugsweise die mittlere Molmasse des mindestens einen Polyalkylenglykols höchstens 53000, mehr bevorzugt höchstens 17000, mehr bevorzugt höchstens 13000, mehr bevorzugt höchstens 9000, mehr bevorzugt höchstens 8000, noch mehr bevorzugt höchstens 4750, beträgt.
Gemäß einem Aspekt 7 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 6, wobei vorzugsweise die Wasserlöslichkeit des mindestens einen Polyalkylenglykols mindestens 300 g/l, mehr bevorzugt mindestens 370 g/l, noch mehr bevorzugt mindestens 420 g/l, beträgt.
Gemäß einem Aspekt 8 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 7, wobei vorzugsweise der HLB-Wert des mindestens einen
Polyalkylenglykols im Bereich von 8 bis 24, mehr bevorzugt im Bereich von 9,3 bis 22,1 , noch mehr bevorzugt im Bereich von 10,2 bis 19,8, liegt.
Gemäß einem Aspekt 9 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 8, wobei die Menge des mindestens einen Polyalkylenglykols mindestens 0,9 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens 1 ,0 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 1 ,2 Gew.-%, beträgt, jeweils bezogen auf das Gewicht der Metallpartikel.
Gemäß einem Aspekt 10 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 9, wobei die Menge des mindestens einen Polyalkylenglykols höchstens 5,7 Gew.-%, mehr bevorzugt höchstens 4,6 Gew.-%, noch mehr bevorzugt höchstens 3,3 Gew.-%, beträgt, jeweils bezogen auf das Gewicht der Metallpartikel. Gemäß einem Aspekt 1 1 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 10, wobei die Menge des mindestens einen Polyalkylenglykols im Bereich von 0,9 Gew.-% bis 5,7 Gew.-%, mehr bevorzugt im Bereich von 1 ,0 Gew.-% bis 4,6 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 1 ,2 Gew.-% bis 3,3 Gew.-%, liegt, jeweils bezogen auf das Gewicht der Metallpartikel.
Gemäß einem Aspekt 12 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 1 1 , wobei vorzugsweise die Alkylenglykoleinheiten des mindestens einen Polyalkylenglykols zu mindestens 60 mol-%, mehr bevorzugt zu mindestens 75 mol-%, noch mehr bevorzugt zu mindestens 92 mol-%, Ethylenglykoleinheiten sind, bezogen auf die Gesamtmolmenge der Alkylenglykoleinheiten. Insbesondere ist es bevorzugt, dass das mindestens eine Polyalkylenglykol aus der Gruppe der
Polyethylenglykole ausgewählt wird. Gemäß einem Aspekt 13 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 12, wobei vorzugsweise ein Gemisch umfassend Metallpartikeln und mindestens einem Polyalkylenglykol vermählen wird, wobei das Gesamtgewicht der Metallpartikel und des mindestens einen Polyalkylenglykols mindestens 60 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens 68 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 74 Gew.-%, beträgt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches. Bei weiteren
Ausführungsformen besteht das Gemisch aus Metallpartikeln und dem mindestens einen Polyalkylenglykol.
Gemäß einem Aspekt 14 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 13, wobei vorzugsweise ein Gemisch umfassend Metallpartikeln und mindestens einem Polyalkylenglykol vermählen wird, wobei das Gesamtgewicht der Metallpartikel und des mindestens einen Polyalkylenglykols höchstens 99,8 Gew.-%, mehr bevorzugt höchstens 99 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 94 Gew.-%, beträgt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches.
Gemäß einem Aspekt 15 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 14, wobei vorzugsweise das mindestens eine Polyalkylenglykol einen Schmelzpunkt oder eine Untergrenze des Schmelzpunktbereiches von mindestens 35 °C, mehr bevorzugt mindestens 42 °C, noch mehr bevorzugt mindestens 51 °C, aufweist. Gemäß einem Aspekt 16 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 15, wobei vorzugsweise das mindestens eine Polyalkylenglykol einen Schmelzpunkt oder eine Obergrenze des Schmelzpunktbereiches von höchstens 75°C, mehr bevorzugt höchstens 70°C, noch mehr bevorzugt höchstens 68°C, aufweist.
Gemäß einem Aspekt 17 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 16, wobei vorzugsweise das mindestens eine Polyalkylenglykol einen Schmelzpunkt in einem Bereich von 35°C bis 75°C, mehr bevorzugt in einem Bereich von 42°C bis 70°C, noch mehr bevorzugt in einem Bereich von 51 °C bis 68°C, aufweist.
Gemäß einem Aspekt 18 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 17, wobei vorzugsweise die Metallpartikel zu mindestens 90 Gew.-%, mehr bevorzugt zu mindestens 95 Gew.-%, noch mehr bevorzugt zu mindestens
99 Gew.-% unbeschichtete Metallpartikel sind, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Metallpartikel. Insbesondere ist es bevorzugt, dass alle Metallpartikel unbeschichtet sind. Gemäß einem Aspekt 19 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 18, wobei vorzugsweise das Metall der Metallpartikel ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Kupfer, Eisen, Zink, Zinn, Titan, Chrom, Silber, Gold, Vanadium, Nickel, Magnesium, Legierungen der vorgenannten wie Messing und Stahl und Mischungen hiervon, mehr bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Kupfer, Eisen, Zink, Silber, Legierungen hiervon wie
Messing und Stahl und Mischungen hiervon, noch mehr bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Eisen, Legierungen hiervon und Mischungen hiervon.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass Aluminiumpartikel verwendet werden. Gemäß einem Aspekt 20 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 19, wobei vorzugsweise die plastisch verformten Metallpartikel ein Aspektverhältnis von mindestens 10, mehr bevorzugt mindestens 20, noch mehr bevorzugt mindestens 50, aufweisen. Gemäß einem Aspekt 21 betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 20, wobei vorzugsweise nachfolgend ein Verzögerungsmittel auf die plastisch verformten Metallpartikel aufgetragen wird. Gemäß einem Aspekt 22 betrifft die vorliegende Erfindung Metallpartikel, wobei die Metallpartikel unter Einsatz mindestens eines Polyalkylenglykols vermählen wurden, die Alkylenglykoleinheiten des mindestens einen Polyalkylenglykols ausgewählt werden aus Ethylenglykol und Propylenglykol,
mindestens 50 mol-% der Alkylenglykoleinheiten Ethylenglykoleinheiten sind, die mittlere Molmasse des mindestens einen Polyalkylenglykols mindestens 1000, vorzugsweise mindestens 1300, mehr bevorzugt mindestens 1400, noch mehr bevorzugt mindestens 2900, beträgt und das mindestens eine Polyalkylenglykol unter Standardbedingungen fest ist.
Gemäß einem Aspekt 23 betrifft die vorliegende Erfindung Metallpartikel gemäß Aspekt 22, wobei vorzugsweise die mittlere Molmasse des mindestens einen
Polyalkylenglykols höchstens 53000, mehr bevorzugt höchstens 17000, mehr bevorzugt höchstens 13000, mehr bevorzugt höchstens 9000, mehr bevorzugt höchstens 8000, noch mehr bevorzugt höchstens 4750, beträgt.
Gemäß einem Aspekt 24 betrifft die vorliegende Erfindung Metallpartikel gemäß einem der Aspekte 22 bis 23, wobei vorzugsweise die mittlere Schichtdicke des mindestens einen Polyalkylenglykols auf der Oberfläche höchstens 15 nm, mehr bevorzugt höchstens 12 nm, noch mehr bevorzugt höchstens 10 nm, beträgt.
Gemäß einem Aspekt 25 betrifft die vorliegende Erfindung Metallpartikel gemäß einem der Aspekte 22 bis 24, wobei vorzugsweise die Menge des mindestens einen
Polyalkylenglykols mindestens 0,6 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens 0,8 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 1 ,0 Gew.-%, beträgt, jeweils bezogen auf das Gewicht der Metallpartikel, wobei auch gegebenenfalls infolge der Vermahlung vorhandene Zersetzungsprodukte des mindestens einen Polyalkylenglykols umfasst sind.
Gemäß einem Aspekt 26 betrifft die vorliegende Erfindung Metallpartikel gemäß einem der Aspekte 22 bis 25, wobei vorzugsweise die Menge des mindestens einen
Polyalkylenglykols höchstens 12 Gew.-%, mehr bevorzugt höchstens 7,0 Gew.-%, noch mehr bevorzugt höchstens 5,7 Gew.-%, beträgt, jeweils bezogen auf das Gewicht der Metallpartikel, wobei auch gegebenenfalls infolge der Vermahlung vorhandene Zersetzungsprodukte des mindestens einen Polyalkylenglykols umfasst sind. Gemäß einem Aspekt 27 betrifft die vorliegende Erfindung Metallpartikel gemäß einem der Aspekte 22 bis 26, wobei vorzugsweise die Menge des mindestens einen
Polyalkylenglykols im Bereich von 0,6 Gew.-% bis 12 Gew.-%, mehr bevorzugt im Bereich von 0,8 Gew.-% bis 7,0 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von
1 ,0 Gew.-% bis 5,7 Gew.-%, liegt, jeweils bezogen auf das Gewicht der Metallpartikel, wobei auch gegebenenfalls infolge der Vermahlung vorhandene Zersetzungsprodukte des mindestens einen Polyalkylenglykols umfasst sind.
Gemäß einem Aspekt 28 betrifft die vorliegende Erfindung Metallpartikel gemäß einem der Aspekte 22 bis 27, wobei vorzugsweise die Metallpartikel zu mindestens 90 Gew.- %, mehr bevorzugt zu mindestens 95 Gew.-%, noch mehr bevorzugt zu mindestens 99 Gew.-% unbeschichtete Metallpartikel sind, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Metallpartikel. Insbesondere ist es bevorzugt, dass alle Metallpartikel unbeschichtet sind.
Gemäß einem Aspekt 29 betrifft die vorliegende Erfindung Metallpartikel gemäß einem der Aspekte 22 bis 28, wobei vorzugsweise das Metall der Metallpartikel ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Kupfer, Eisen, Zink, Zinn, Titan, Chrom, Silber, Gold, Vanadium, Nickel, Magnesium, Legierungen der vorgenannten wie Messing und Stahl und Mischungen hiervon, mehr bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Kupfer, Eisen, Zink, Silber, Legierungen hiervon wie Messing und Stahl und Mischungen hiervon, noch mehr bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Eisen, Legierungen hiervon und Mischungen hiervon.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass Aluminiumpartikel verwendet werden.
Gemäß einem Aspekt 30 betrifft die vorliegende Erfindung Metallpartikel gemäß einem der Aspekte 22 bis 29, wobei vorzugsweise die Metallpartikel ein Aspektverhältnis von mindestens 10, mehr bevorzugt mindestens 20, noch mehr bevorzugt mindestens 50, aufweisen.
Gemäß einem Aspekt 31 betrifft die vorliegende Erfindung Metallpartikel gemäß einem der Aspekte 22 bis 30, wobei vorzugsweise die beschichteten Metallpartikel im
Wesentlichen aus elementaren Metall und mindestens einem Polyalkylenglykol bestehen. Vorzugsweise bestehen die beschichteten Metallpartikel zu mindestens 90 Gew.-%, mehr bevorzugt zu mindestens 95 Gew.-%, noch mehr bevorzugt zu mindestens 98 Gew.-%, aus elementaren Metall und mindestens einem Polyalkylenglykol, wobei die Polyalkylenglykole auch infolge der Vermahlung entstandene Zersetzungsprodukte umfassen.
Gemäß einem Aspekt 32 betrifft die vorliegende Erfindung Metallpartikel gemäß einem der Aspekte 22 bis 31 , wobei vorzugsweise die Metallpartikel mittels des Verfahrens gemäß einem der Aspekte 1 bis 21 hergestellt wurden.
Gemäß einem Aspekt 33 betrifft die vorliegende Erfindung eine Metallpartikelzusammensetzung umfassend Metallpartikel gemäß einem der Aspekte 22 bis 32.
Gemäß einem Aspekt 34 betrifft die vorliegende Erfindung eine Metallpartikelzusammensetzung gemäß Aspekt 33, wobei vorzugsweise die Metallpartikelzusammensetzung ein Pulver oder eine Paste, mehr bevorzugt ein Pulver, ist. Gemäß einem Aspekt 35 betrifft die vorliegende Erfindung Metallpartikelzusammensetzung gemäß einem der Aspekte 33 bis 34, wobei vorzugsweise das Gesamtgewicht der Metallpartikel und des mindestens einen Polyalkylenglykols mindestens 90 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens 93 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 97 Gew.-%, beträgt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Metall- partikelzusammensetzung ohne Lösungsmittel.
Gemäß einem Aspekt 36 betrifft die vorliegende Erfindung Metallpartikelzusammensetzung gemäß einem der Aspekte 33 bis 35, wobei vorzugsweise die Lösungsmittelmenge höchstens 40 Gew.-% , mehr bevorzugt höchstens 35 Gew.-%, noch mehr bevorzugt höchstens 32 Gew.-%, beträgt.
Gemäß einem Aspekt 37 betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von Metallpartikeln gemäß einem der Aspekte 22 bis 32 zur Wasserstoffentwicklung, wobei das Metall Aluminium, Zink oder Mischungen hiervon ist; in einem Kosmetikum; in einem Kunststoff oder in einem Beschichtungsmittel.
Gemäß einem Aspekt 38 betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung gemäß Aspekt 37, wobei vorzugsweise Aluminiumpartikel zur Wasserstoffentwicklung bei der Herstellung von Porenbeton eingesetzt werden.
Gemäß einem Aspekt 39 betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung gemäß einem der Aspekte 37 bis 38, wobei vorzugsweise das Beschichtungsmittel ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Nasslacken, Pulverlacken und Farben wie Druckfarben und Tinten.
Gemäß einem Aspekt 40 betrifft die vorliegende Erfindung ein Beschichtungsmittel umfassend Metallpartikel, die nach dem Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 21 hergestellt wurden, Metallpartikel gemäß einem der Aspekte 22 bis 32 oder einer Metallpartikelzusammensetzung gemäß einem der Aspekte 33 bis 36, wobei vorzugsweise das Beschichtungsmittel ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Nasslacken, Pulverlacken und Farben wie Druckfarben und Tinten.
Gemäß einem Aspekt 41 betrifft die vorliegende Erfindung eine Beschichtung umfassend Metallpartikel, die nach dem Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 21 hergestellt wurden, Metallpartikel gemäß einem der Aspekte 22 bis 32 oder eine Metallpartikelzusammensetzung gemäß einem der Aspekte 33 bis 36.
Gemäß einem Aspekt 42 betrifft die vorliegende Erfindung einen Gegenstand, der hergestellt wurde unter Einsatz von Metallpartikel, die nach dem Verfahren gemäß einem der Aspekte 1 bis 21 hergestellt wurden, Metallpartikel gemäß einem der Aspekte 22 bis 32 oder einer Metallpartikelzusammensetzung gemäß einem der Aspekte 33 bis 36.
Gemäß einem Aspekt 43 betrifft die vorliegende Erfindung einen Gegenstand gemäß Aspekt 42, wobei der Gegenstand aus Porenbeton besteht. Beispiel 1 :
Ein Aluminiumgrieß mit einem d50 von 30 μηη wird mittels der Trockenvermahlung unter Einsatz von Eisenkugeln und 2 Gew.-% des Vermahlungshilfsmittel gemäß
nachstehender Tabelle, bezogen auf das Gewicht der Metallpartikel, vermählen.
Beispiel Vermahlungshilfsmittel
Vergleichsbeispiel 1 -1 Ölsäure
Vergleichsbeispiel 1 -2 Stearinsäure
Beispiel 1 -3 Polyethylenglykol mittlere Molmasse 1500
Beispiel 1 -4 Polyethylenglykol mittlere Molmasse 3000
Beispiel 1 -5 Polyethylenglykol mittlere Molmasse 4000
Beispiel 1 -5 Polyethylenglykol mittlere Molmasse 6000 Beispiel 1 -6 Polyethylenglykol mittlere Molmasse 8000
Beispiel 1 -7 Polyethylenglykol mittlere Molmasse 35000
Beispiel 1 -8 Polyglykol M 4000 (Polyethylenglykolmonomethylether mittlere Molmasse im Bereich von 3500-4770)
Beispiel 1 -9 Polyethylenglykolallylmethylether mittlere Molmasse 5000
Beispiel 1 -10 Polyglykol MA 5000/50 (Polyethylenglykolmonomethacrylat mittlere Molmasse 5000)
Beispiel 2:
Vermahlung analog den unter Beispiel 1 aufgeführten Vermahlungen unter Einsatz Polyethylenglykol mit einer mittleren Molmasse von 3000.
Figure imgf000030_0001
Die Vermahlung funktionierte gut in den vorgenannten Fällen. Bei Beispiel 2-5 wiesen einzelne Beobachtungen jedoch auf ein beginnendes Agglomerieren der erhaltenen Partikel hin. Für einige bei der Trockenvermahlung eingesetzte kontinuierliche Verfahren könnte dies gegebenenfalls Probleme bereiten.
Anwendungsbeispiel 1 : Wasserstoffentwicklung Zu 2 I Wasser (40 °C) werden 2 kg Quarzmehl Dorsilit 1600, 200 g Zement und 1 kg Weißfeinkalk und 2,5 g Metallpartikel gegeben und für 30 s intensiv vermischt, bevor das Gemisch in die Gießform überführt wird. Hierbei wird die Höhe des Gemisches in Bezug auf die Zeit detektiert.
Beispiel Beobachtung
Vergleichsbeispiel 1 -1 Metallpartikel schwimmen auf, kein reelles
Volumenwachstum
Vergelichsbeispiel 1 -2 Metallpartikel schwimmen auf, kein reelles Volumenwachstum
Beispiele 1 -3 bis 1 -10 Sehr ähnliches Verhalten bei diesen Beispielen, Metallpartikel verteilen sich scheinbar gleichmäßig, gleichmäßiges
Wachstum, Setzmaß sehr gering bis nahezu nicht vorhanden
Es zeigte sich, dass die erfindungsgemäßen Metallpartikel direkt zur Erzeugung von Porenbeton eingesetzt werden können. Hierbei bieten sie neben einen gleichmäßigen Wachstum des Testbetons ein sehr niedriges Setzmaß. Unter Setzmaß wird der
Höhenunterschied zwischen maximaler Treibhöhe und Endhöhe verstanden.
Anwendungsbeispiel 2: Dispergierbarkeit in Wasser
Die qualitative Bestimmung der Dispergierbarkeit in Wasser wurde mittels des
nachfolgenden Verfahrens getestet. Eine Spatelspitze des zu testenden Metallpulver wurde aus einer Höhe von 1 cm über der Wasseroberfläche in ein 100 ml Becherglas mit 80 ml Wasser gegeben. Hiernach wurde die Geschwindigkeit des Absinkens des Pulvers, sowie dessen Verteilbarkeit mittels Umrühren beobachtet.
Beispiel Beobachtung bei Zugabe Beobachtung bei Umrühren
Vergleichsbeispiel 1 -1 kein Absinken im Wasser, kein Dispergieren möglich,
schwimmt auf Oberfläche schwimmt weiterhin auf
Oberfläche
Vergleichsbeispiel 1 -2 kein Absinken im Wasser, kein Dispergieren möglich,
schwimmt auf Oberfläche schwimmt weiterhin auf
Oberfläche
Beispiele 1 -3 bis 1 -10 schnelles Absinken des optisch sehr gute Verteilung im
Metallpulvers und bereits Wasser, an der Wasseroberfläche beim Absinken partielle keine Ausbildung eines
Verteilung im Wasser Silberspiegels

Claims

1 . Verfahren zur Herstellung plastisch verformter Metallpartikel, wobei
Metallpartikel unter Einsatz mindestens eines Polyalkylenglykols vermählen werden, die Alkylenglykoleinheiten des mindestens einen Polyalkylenglykols ausgewählt werden aus Ethylenglykol und Propylenglykol,
mindestens 50 mol-% der Alkylenglykoleinheiten Ethylenglykoleinheiten sind, die mittlere Molmasse des mindestens einen Polyalkylenglykols mindestens 1000 beträgt und das mindestens eine Polyalkylenglykol unter Standardbedingungen fest ist.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei das mindestens eine Polyalkylenglykol eine Struktur gemäß Formel (I) aufweist R1-(0-Alk)n-0-R1 (I), wobei die R1 unabhängig voneinander ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus H, C1 -C4 aliphatischen Gruppen und (Meth)acrylatgruppen,
die Alk unabhängig voneinander ausgewählt werden aus Ethyleneinheiten und
Propyleneinheiten, und
das Massenmittel von n mindestens 30 ist.
3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei mindestens ein R1 des mindestens einen Polyalkylenglykols H ist.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Massenmittel von n im Bereich von 60 bis 200 liegt.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die mittlere Molmasse des mindestens einen Polyalkylenglykols höchstens 53000 beträgt.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Wasserlöslichkeit des mindestens einen Polyalkylenglykols mindestens 300 g/l beträgt.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der HLB-Wert des mindestens einen Polyalkylenglykols im Bereich von 8 bis 24 liegt.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die
Alkylenglykoleinheiten des mindestens einen Polyalkylenglykols zu mindestens 60 mol- % Ethylenglykoleinheiten sind.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei nachfolgend ein
Verzögerungsmittel auf das Metallpartikelpulver aufgetragen wird.
10. Metallpartikel, wobei die Metallpartikel unter Einsatz mindestens eines
Polyalkylenglykols vermählen wurden,
die Alkylenglykoleinheiten des mindestens einen Polyalkylenglykols ausgewählt werden aus Ethylenglykol und Propylenglykol,
mindestens 50 mol-% der Alkylenglykoleinheiten Ethylenglykoleinheiten sind, die mittlere Molmasse des mindestens einen Polyalkylenglykols mindestens 1000 beträgt und das mindestens eine Polyalkylenglykol unter Standardbedingungen fest ist.
1 1 . Metallpartikel gemäß Anspruch 10, wobei die Menge des mindestens einen Polyalkylenglykols im Bereich von 0,6 Gew.-% bis 5,7 Gew.-% liegt, bezogen auf das Gewicht der Metallpartikel, wobei auch gegebenenfalls infolge der Vermahlung vorhandene Zersetzungsprodukte des mindestens einen Polyalkylenglykols umfasst sind.
12. Metallpartikel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei die Metallpartikel im Wesentlichen aus elementaren Metall, mindestens einem Polyalkylenglykol und gegebenenfalls infolge der Vermahlung vorhandene Zersetzungsprodukte des mindestens einen Polyalkylenglykols bestehen.
13. Metallpartikelzusammensetzung umfassend Metallpartikel gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12,
wobei die Metallpartikelzusammensetzung ein Pulver oder eine Paste ist.
14. Verwendung der Metallpartikel gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12 zur Gasentwicklung, wobei das Metall Aluminium, Zink oder Mischungen hiervon ist; in einem Kosmetikum; in einem Kunststoff oder in einem Beschichtungsmittel.
15. Verwendung gemäß Anspruch 14, wobei Aluminiumpartikel zur Gasentwicklung bei der Herstellung von Porenbeton eingesetzt werden.
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