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Wasserverdünnbarer Einbrennlack
Die Erfindung betrifft einen wasserverdünnbaren Einbrennlack auf der Basis einer Lösung bzw. Dispersion eines Phenolharze, Melaminharzes, Harnstoffharzes, Alkydharzes, Öles, Acrylates, Methacrylates oder Styrol-Butadiens in Wasser. Solche Einbrennlacke ergeben bekanntlich bei Einbrenntemperaturen von über 1500C eine durchschnittlichen Anforderungen entsprechende Wasserfestigkeit. Diese Lacke haben abgesehen von dem höheren Flammpunkt gegenüber nur organische Lösungsmittel enthaltenden Lacken den Vorteil, dass sie als Grundierung oder Einschichtlack auf Metallen eine gute Hartfestigkeit aufweisen und vor dem Einbrennen abwaschbar sind, so dass sich auch die Spritzkabinen mit Wasser leicht säubern lassen.
Sowohl normale als auch wasserverdünnbare Deckemaillen zeigen auf wasserverdünnbaren Grundierungen oft einen höheren Glanz als auf üblichen Grundierungen. Nachteilig ist die längere Ablüftzeit, die grössere Empfindlichkeit bezüglich Kraterbildung bei ungenügend gereinigtem Untergrund, die höhere Neigung zu Läufer- und Gardinenbildung und das oft zu beobachtende Aufkochen an den Rändern, sowie hohe Einbrenntemperaturen und lange Einbrennzeit zur Erzielung höchster Wasserfestigkeit.
Die Verarbeitungskonsistenz ist höher als die eines Lackes mit organischen Lösungsmitteln.
Es wurde nun gefunden, dass diese Nachteile überwunden, insbesondere die vergleichsweise hohen Einbrenntemperaturen und relativ langen Einbrennzeiten von wasserverdünnbaren Lacken zur Erzielung höchster Wasserfestigkeit wesentlich erniedrigt und gleichzeitig die Wasserfestigkeit gesteigert werden können, wenn man die angegebenen wasserverdünnbaren Lacke mit einem Chelatkomplex aus einer metallorganischen Verbindung (Komponente a) und einem Lösungsmittel für diese Verbindung (Komponente b) versetzt. Als metallorganische Verbindung kommen z. B. Aluminiummethyl- oder Äthylglykolat, insbesondere aber ein monomerer oder polymerer aliphatischer bzw. aromatischer Titansäureester der Formel [TiO R] n in Frage, in der R Äthyl-, Butyl-, Propyl-, Phenyl- oder Kresyl- und n 1 und mehr bedeuten.
Als Beispiel für Lösungsmittel seien Diacetonalkohol, Acetylaceton, Acetessigester oder ein Alkanolamin wie Äthanolamin oder Cholin genannt. Der Chelatkomplex besteht z. B. aus einem Gew.-Teil Ti- tansäureester und 1 - 4 Gew. -Teilen Lösungsmittel. Der Chelatkomplex verhindert die Hydrolyse der metallorganischen Verbindung in dem wasserverdünnbaren Einbrennlack. Um nun aber auch die manchmal zu beobachtende, vermutlich auf einer Umesterung beruhende Kristallisation des Titansäureesters zu verhindern, ist die wässerige Dispersion bzw.
Lösung mit einer weiteren Menge eines wasserlöslichen Äther-
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einem Furan, wie normalem Furan, Monomethyl- oder Dimethylfuran zu versetzen, u. zw. vorzugsweise in solchen Mengen, dass der Einbrennlack etwa die Hälfte bis zweifache Menge der metallorganischen Verbindung an einem Ätheralkohol, Alkanolamin oder Furan neben dem chelatbildenden Lösungsmittel aufweist. Es wurde ferner gefunden, dass ein Gehalt eines Einbrennlackes der angegebenen Art von 0, 1 bis 5, 0 Gew.-% Titansäureester die Lösung der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ermöglicht.
Die Verwendung von Titansäureestern mit und ohne Beigabe von Peroxyden zu Lacken mit organischen Lösungsmitteln ist schon bekannt, ebenso die Wirkung von monomeren und polymeren Titanaten in der Kunststoffindustrie als Polymerisationskatalysator sowie als Katalysator für Umesterungen in Aldolkondensationsreaktionen, bei Merwein-Ponndorf-Reaktionen und als "Bindemittel" in Hochtemperaturlacken. Hingegen ist der Zusatz von Titansäureestern in chelatartiger Bindung mit den dafür geeigneten Lösungsmitteln zu wasserverdünnbaren Lacken in der Literatur noch nicht beschrieben. Ihre vorteilhafte
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Wirkung beruht wohl auf der Fähigkeit der Titansäureester zur Vernetzung und Komplexbildung. Die Vernetzungsreaktion tritt erst ein, wenn sich der Chelatbildner beim Erhitzen verflüchtigt hat.
Beispiel: Eine graue, wasserverdünnbare Grundierung auf Phenolharzbasis hat erfindungsgemäss folgende Zusammensetzung :
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<tb>
<tb> Wasserverdünnbares <SEP> Phenolharz <SEP> 25 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Wasser <SEP> 15 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Isopropylalkohol <SEP> 7 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Lithopone <SEP> 40 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Oxydschwarz <SEP> 2 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Äthylglykol <SEP> 6 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Titan-Chelat <SEP> 5 <SEP> Gew.-Teile
<tb> (bestehend <SEP> aus <SEP> 25% <SEP> Butyl-Titanat
<tb> und <SEP> 75% <SEP> Diacetonalkohol)
<tb> 100 <SEP> Gew.-Teile
<tb>
Die erfindungsgemässen titansäureesterhaltigen Lacke haben eine Lagerfähigkeit von über 6 Monaten und neigen nur wenig zum Absetzen.
Als Beispiel für die Wirksamkeit des Titanatzusatzes in chelatartiger Bindung zu wasserverdünnbaren Lacken ergibt sich aus folgender Zusammenfassung einer Reihe von Vergleichsversuchen.
EMI2.2
<tb>
<tb>
Wasserverdünnbarer <SEP> Einbrennzeit- <SEP> und <SEP> Aussehen <SEP> der <SEP> Lackschicht <SEP> bei <SEP> Auslagerung
<tb> Lack <SEP> auf <SEP> Phenol- <SEP> Temperatur <SEP> in <SEP> destilliertem <SEP> Wasser
<tb> harzbasis <SEP> nach <SEP> 1 <SEP> Tg. <SEP> nach <SEP> 4 <SEP> Tg. <SEP> nach <SEP> 14 <SEP> Tg. <SEP> nach <SEP> 35 <SEP> Tg.
<tb> ohne <SEP> Zusatz <SEP> matt <SEP> matt <SEP> matt <SEP> vollk.
<tb>
40 <SEP> min <SEP> und <SEP> weich <SEP> und <SEP> weich <SEP> erweicht
<tb> 1600C
<tb> mit <SEP> Zusatz <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut
<tb> ohne <SEP> Zusatz <SEP> matt <SEP> matt <SEP> matt <SEP> vollk.
<tb>
30 <SEP> min <SEP> und <SEP> weich <SEP> und <SEP> weich <SEP> erweicht
<tb> 1700C
<tb> mit <SEP> Zusatz <SEP> * <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut
<tb> ohne <SEP> Zusatz <SEP> gut <SEP> matt <SEP> matt <SEP> vollk.
<tb>
15 <SEP> min <SEP> und <SEP> weich <SEP> erweicht
<tb> 1800C
<tb> mit <SEP> Zusatz <SEP> * <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut
<tb> ohne <SEP> Zusatz <SEP> gut <SEP> matt <SEP> matt <SEP> sehr
<tb> - <SEP> 10 <SEP> min <SEP> und <SEP> weich <SEP> weich
<tb> 190 C
<tb> mit <SEP> Zusatz <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut
<tb> ohne <SEP> Zusatz <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut
<tb> 30 <SEP> min
<tb> 1900C
<tb> mit <SEP> Zusatz <SEP> * <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut
<tb>
* Zusatz: 5% einer zuigen monomeren Butyltitanat-Lösung in Diacetonalkohol sowie Methylisopropanolamin.
Aus vorstehender Zusammenstellung ist zu ersehen, dass der erfindungsgemässe Zusatz von organi- schen Titanaten, die chelatartig gebunden sind, in wasserverdünnbaren Lacken neben einer erheblichen Verbesserung der Wasserfestigkeit bei gebräuchlichen Einbrenntemperaturen auch eine Reduzierung der Einbrennzeit erbringt, welche besonders bei kontinuierlicher Fertigung von Vorteil ist.