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Verfahren zur Herstellung einer zur Gewinnung von Lacken, tjberzugsmassen oder geformten Gegen- ständen geeigneten harzartigen Kunstmasse.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Überzugsmassen aus Phenolharzen und fetten Ölen, welche die Eigenschaft besitzen, unter Bildung eines brauchbaren homogenen Films an der Luft zu trocknen.
Es ist bekannt, dass man Phenolharze in fetten Ölen löslich bzw. mit diesen mischbar machen kann, indem man Kolophonium oder andere natÜrliche Harze von saurem Chrarakter den rohen Bestandteilen, aus denen das Harz hergestellt wird, oder dem in geschmolzenem Zustande befindlichen Harz selbst hinzugefügt und sie dadurch für die Herstellung von Lacken geeignet macht. Nach der amerikanischen Patentschrift Nr. 1677417 kann man fette Öle und Phenolharze enthaltende Lacke dadurch herstellen, dass man fette Öle auf Phenolkörper in Gegenwart eines Reaktionsbeschleunigers, wie z. B. Phosphorsäure, einwirken lässt und das Reaktionsprodukt mit einem Härtungsmittel gemeinsam mit einem Lösungvermittler, wie z. B. Kolophonium, behandelt, um die Polymerisation zu beeinflussen und die Ausscheidung der harzartigen Bestandteile aus dem Lösungsmittel zu verhindern.
Das erhaltene Produkt besitzt die wertvolle Eigenschaft, aus der Lösung nach dem Verdunsten der flüchtigen Lösungsmittel einen nicht klebrigen, homogenen Film zu bilden, ohne von der Oxydation des Öles abhängig zu sein. Das Hinzufügen eines Lösungsvermittlers, wie z. B. Kolophonium, ist insofern nachteilig, als es die Dauerhaftigkeit des gebildeten Films beeinträchtigt und den ihn enthaltenden Lacken sauren Charakter verleiht, wodurch die Lacke für viele Verwendungszwecke ungeeignet werden. Ein weiterer Nachteil des Kolophoniumzusatzes besteht darin, dass das Hinzufügen von basischen Pigmenten, wie z. B. Zinkoxyd, sich wegen der Neigung zum Gelatinieren verbietet.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Lacke vom Phenolharzcharakter, welche ohne Einverleibung von Kolophonium bei Zimmertemperatur zu einem klaren, homogenen und brauchbaren Film trocknen. Die Erfindung beruht im wesentlichen auf der neuen Beobachtung, dass beim schnellen Erhitzen eines Phenolkörpers, wie z. B. Kresol, mit einem fetten Öl, wie z. B. Tungöl, und Hexamethylentetramin auf 2000 C sich schnell eine komplexe Verbindung bildet, die im Gegensatz zu den bisher bekannten, beträchtliche Phenolharzmengen enthaltenden Produkten leicht und vollständig in Lösungmitteln, wie z. B. Terpentinöl und Petroleumdestillaten, löslich ist. Die so gebildeten Lacke sind unter den Einflüssen der Witterung ausserordentlich haltbar und besitzen ausgezeichnete Haftfähigkeit, Glanz und Zähigkeit.
Bei der oben geschilderten Reaktion dient das Hexamethylentetramin nicht nur als ein methylenhaltiger Körper oder Härtungsmittel zur Herstellung eines harzartigen Produktes, sondern es liefert ausserdem den Reaktionsbeschleuniger oder Katalysator zur Beschleunigung der Reaktion zwischen Kresol und Tungöl. Hiebei ersetzt es die sauren Katalysatoren, wie z. B. Phosphorsäure usw., die in der amerikanischen Patentschrift von Byck Nr. 1590079 beschrieben sind, jedoch ohne den Nachteil der letzteren zu zeigen, durch Waschen oder Neutralisation entfernt werden müssen, insbesondere bei Anwendung in grösseren Mengen als 3% des Phenolgewichts. Wenn man ferner das Hexamethylentetramin in genügenden Mengen anwendet, um die erforderlichen Methylengruppen für die Reaktion mit dem
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vor sich und dauert nur einige Minuten anstatt mehrerer Stunden.
Werden geringe Mengen von Hexamethylentetramin verwendet, so ist die Reaktion langsamer, und das Produkt kann, falls gewünscht, mit einem andern Härtungsmittel erhitzt werden, wie z. B. Formaldehyd, Paraformaldehyd oder andern methylenhaltigen Körpern, um die restlichen erforderlichen Methylengruppen zu erhalten.
Die beschriebenen Produkte unterscheiden sieh von dem bisher bekannten härtbaren Typus der Phenolharze dadurch, dass sie bis zu 200 C oder selbst bis zu 250 C eine kurze Zeit lang erhitzt werden können, ohne dass eine Polymerisation zu einer gummiartigen oder unlöslichen Masse erfolgt. Sie können auch Sauerstoff aus der Luft aufnehmen, wenn man die fetten Öle im Überschuss verwendet, und bei Zimmertemperatur zu einem harten, zähen Film trocknet. Das Trocknen kann man durch Hinzufügen von metallhaltigen Trockenmitteln, wie z. B. Kobalt, Blei oder Mangan, Resinaten oder Linoleaten, wie sie gewöhnlich für Öllacke gebraucht werden, beschleunigen.
Für die bei der Herstellung dieser Lacke anwendbaren Mengenverhältnisse und Arbeitsweisen sind nachstehend einige Beispiele angegeben.
Beispiel 1 : 100 Teile Handelskresol, 200 Teile Tungöl und 25 Teile Hexamethylentetramin (sämtlich Gewichtsteile) werden schnell bis zu 190 oder 200 C unter lebhaftem Rühren in einem Gefäss erhitzt, das offen sein kann, das aber vorteilhaft mit einem Rückflusskühler versehen ist, der das Entweichen des Ammoniakgases gestattet, jedoch den Verlust von Kresol verhindert. Während dieser Reaktion verbindet sich das Hexamethylentetramin offenbar mit dem Kresol, wodurch das wasserfreie Ammoniakgas frei wird und seinerseits als Katalysator bei der Vereinigung von Kresol und Tungöl wirkt.
Bei dem Fortschreiten der Reaktion wird das Ammoniakgas ausgetrieben. Das Erhitzen wird fortgesetzt, bis die Substanz die gewünschte Konsistenz erreicht hat, und es werden dann Lösungsmittel, wie z. B.
Terpentinöl, Petroleumdestillate, Toluol, Xylol usw. hinzugefügt. Man fügt dem Lack nach dem Abkühlen vorteilhaft eine kleine Menge Trockenmittel, wie z. B. einen Teil Linoleatpaste, zu. Dann ist der Lack gebrauchsfertig.
Beispiel 2 100 Teile Kresol und 200 Teile Tungöl werden bis zu etwa 190-200 C erhitzt
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erhalten wird, bis die gewünschte Konsistenz erreicht ist. Darauf werden Lösungsmittel usw. wie in Beispiel 1 zur Bildung des Lackes hinzugefügt. Nach diesem Verfahren kann man die Reaktion besser kontrollieren, und man erhält gleichmässigere Endpredukte als nach dem Verfahren des ersten Beispiels.
Beispiel 3 : 100 Teile Kresol, 200 Teile Tmigol und 10 Teile Hexamethylentetramin werden zusammen erhitzt wie in Beispiel 1 oder in Beispiel 2 bei etwa 2000 C. Nach Abkühlung der Reaktionmasse auf etwa 100 C werden 25 Teile Paraformaldehyd hinzugefügt. Das Erhitzen bei dieser niedrigen Temperatur wird eine Weile fortgesetzt, und die Temperatur wird dann auf etwa 1600 C erhöht und auf dieser Höhe gehalten, bis die gewünschte Konsistenz erreicht ist. Die Masse wird dann mit Lösungmitteln usw., wie oben beschrieben, weiter behandelt. Nach diesem Verfahren wird ein besonders heller Lack erzielt.
Beispiel 4 : 100 Teile Eresol, 100 Teile Tungöl und 5 Teile Hexamethylentetramin werden zusammen eine Zeit lang auf etwa 200 C erhitzt und nach Abkühlung auf etwa 100 C werden 90 Teile
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wird die Masse entwässert, und das Erhitzen bei dieser Temperatur wird fortgesetzt, bis eine erkaltete Probe Zähigkeit und nur leicht klebrige Beschaffenheit aufweist. Das Produkt wird in Toluol oder Xylol oder in Mischungen derselben mit Terpentinöl oder Petroleumdestillaten aufgelöst und ergibt einen Öllack, der in geschlossenen Räumeniür Möbel usw. verwendet werden kann und der auch bei Verwendung auf Metallen im Freien von zufriedenstellender Dauerhaftigkeit ist.
Beispiel 5 : 100 Teile Kresol, 75 Teile Tungöl, 25 Teile Hexamethylentetramin und 100 Teile eines Lösungsmittels, wie z. B. Hexalin (Cyclohexanol), werden mehrere Stunden unter Rückfluss erwärmt.
Nach Beendigung der Reaktion kann das Lösungsmittel abdestilliert und durch andere Lösungsmittel, wie z. B. Mischungen von Toluol und Alkohol, zur Bildung des Lackes ersetzt werden. Dieses Verfahren, bei dem die Reaktion in einem hochsiedenden Lösungsmittel ausgeführt wird, ist vorteilhaft, wenn das Verhältnis von Tungöl zu Kresol niedriger ist als etwa 1 : 1.
Zur Herstellung von Lacken gemäss der vorliegenden Erfindung können beliebige Phenole benutzt werden. Das Phenol selbst ergibt, wie gefunden wurde, nicht immer gleichmässig ein gutes Produkt ; dagegen zeigen Phenole mit steigendem Molekulargewicht eine entsprechend abnehmende Tendenz zur Bildung von unlöslichen und zur Ausscheidung neigenden Produkten. Daher sind die höheren Phenole des Steinkohlenteers, die zwischen 1950 C und 2400 C sieden, und Phenole von noch höherem Molekulargewicht einschliesslich Phenolen mit zwei oder mehr Benzolkernen für das Verfahren vorzüglich geeignet. Aus Paraoxydiphenyl erhält man z. B.
Lacke, die äusserst wasserfest und widerstandsfähig gegen schwache Alkalien sind, Zur Herstellung von billigen schwarzen Emaillaeken, die dauerhafter sind als die bekannten schwarzen Japanlacke, kann man Kresole oder andere Phenole verwenden, die beträchtliche Mengen Steinkohlenteer enthalten. Hellfarbige Lacke müssen frei von suspendierten
Bestandteilen oder dunkelgefärbten Verunreinigungen sein. Daher werden die Phenole vor dem Gebrauch zweckmässig destilliert.
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An Stelle von Tungöl kann man andere fette Öle verwenden, wie z. B. Leinöl, Perillaöl, Soyabohnenöl oder Mischungen der letzteren mit Tungöl.
Der beschriebene harzartige Körper kann gemeinsam mit andern Substanzen, wie z. B. Pigmenten, Füllstoffen usw., deren Zusatz zu den Lacken erwünscht ist, verwendet werden. Der gebildete Film ist jedoch schon für sich zäh und biegsam, und es sind daher weder Plastizierungsmittel noch hochsiedende Lösungsmittel erforderlich, so dass das Hinzufügen derartiger Bestandteile sieh erübrigt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung einer zur Gewinnung von Lacken, Überzugsmassen oder geformten Gegenständen geeigneten harzartigen Kunstmasse, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Phenol, z. B.
Kresol, mit einem fetten Öl, z. B. Tungöl, und einem aktive Methylengruppen enthaltenden Körper in Gegenwart von Hexamethylentetramin als Katalysator zur Reaktion bringt.