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Verfahren zur Herstellung von Lacken, Imprägnierungen und Klebstoffen
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, nach welchem es möglich ist, Alkydharze oder Polyesterharze, die normalerweise nicht in Wasser löslich sind, mit Wasser mischbar zu machen, ohne ihre Struktur chemisch zu verändern. Die Verwendung von Wasser als Lösungsmittel bietet grosse Vorteile, weil es unbrennbar und physiologisch völlig indifferent ist.
Alkydharze sind vielseitig verwendbare Kondensationsharze, die in der Hauptsache zur Herstellung von Lacken und Imprägnierungen dienen und in Form von Lösungen in organischen Lösungsmitteln z. B. in solchen Fällen verarbeitet werden, in denen Lacküberzüge oder Imprägnierungen auf Metallen, Holz, Papieren, Textilien od. dgl. hergestellt werden. Nach dem Aufbringen solcher Harzlösungen auf die Unterlage verdunsten die Lösungsmittel, und es hinterbleibt ein Kunstharzfilm, der gegebenenfalls noch einer Wärmehärtung unterworfen wird. Zum Lösen solcher Alkydharze können alle geeigneten organischen Lösungsmittel oder Gemische mehrerer Lösungsmittel verwendet werden. Die Auswahl richtet sich lediglich nach ihrem Lösevermögen und den gegebenen Verarbeitungsbedingungen.
Nur in wenigen Spezialfällen sollen gewisse Lösungsmittel, wie z. B. Styrol u. a. monomere Vinylverbindungen nicht verdunsten, sondern durch Mischpolymerisation mit dem betreffenden Kunstharz an der Fimbildung teilnehmen.
Alle unter Verwendung von organischen Lösungsmitteln hergestellten Kunstharzlösungen haben den Nachteil der leichten Brennbarkeit oder gar der Explosivität. Sie dürfen nur verarbeitet werden unter Beachtung besonderer Brandschutz- und Sicherheits-Vorschriften. Durch das Abdunsten von mitunter physiologisch bedenklichen Lösungsmitteln sind gesundheitliche Gefahren für den Verarbeitenden nicht ausgeschlossen. Aus diesen Gründen hat es nicht an Versuchen gefehlt, die organischen Lösungsmittel ganz oder teilweise durch das unbrennbare und gesundheitlich unbedenkliche Wasser zu ersetzen.
So sind bereits andere Kunstharze, die nicht zur Gruppe der Alkydharze gehören, als wasserlöslich bekannt. Dazu gehören z. B. der zahlreiche hydrophile Hydroxylgruppen enthaltende Polyvinylalkohol, ferner Amino-Formaldehydharze oder Phenol-Formaldehydharze niedrigen Kondensationsgrades. Stark saure Kunstharze, wie z. B. Carboxyalkylcellulosen, werden durch Neutralisation mit Alkalien ebenfalls wasserlöslich. Naturharze, wie z. B. Schellack, Kopal u. a. enthalten hochmolekulare Säuren und sind daher gleichfalls in Form ihrer Salze mit Wasser mischbar. Alle diese beschriebenen wasserlöslichen Harze sind zur Herstellung von hochwertigen Lacküberzügen ungeeignet und dafür praktisch nur von untergeordneter Bedeutung.
Es sind auch schon Verfahren beschrieben worden, nach denen Kunstharze für Anstrichzwecke mit Hilfe von Emulgatoren zu wässerigen Emulsionen verarbeitet werden können. Solche Emulsionen sind zwar mit Wasser verdünnbar, aber es handelt sich bei ihnen nicht um klare, durchsichtige Lösungen, sondern um milchig trübe Dispersionen, in denen das Kunstharz in Wasser, in Tröpfchenform fein verteilt, in der Schwebe gehalten wird. Der Nachteil einer solchen Emulsion liegt darin, dass ihre Lagerstabilität nur begrenzt ist. Emulsionen haben leicht die Neigung, sich im flüssigen Zustand zu trennen. Ausserdem ist die Filmoberfläche einer aufgetrockneten Emulsion in ihren technologischen Eigenschaften, z. B. Verlauf, Glanz und Schaumbildung, schlechter als eine solche, die aus einer klaren Harzlösung entstanden ist.
Als Emulgatoren hat man Stoffe wie Kasein, Seifen, Wachsseife, Gelatine, Aluminiumstearat und Eiweissverbindungen u. a. vorgeschlagen.
Polyesterharze und Alkydharze, die durch Veresterung von Polycarbonsäuren mit Polyalkoholen erhalten werden und vielfach noch mit Fettsäuren modifiziert sind, enthalten stets noch unveresterte Carboxylgruppen, die dem Harz einen sauren Charakter verleihen. Der Säuregrad solcher Harze wird durch die Säurezahl ausgedrückt, deren Höhe von den Veresterungsbedingungen abhängt. Diese Harze sind in saurem Zustand überhaupt nicht mit Wasser verdünnbar. Es kann eine gwisse Wassermischbarkeit erreicht werden, wenn genügend saure Gruppen vorhanden sind und diese neutralisiert werden. Dazu ist nach den bisher bekannten Verfahren eine Mindestacidität der Harze unbedingt notwendig, d. h. ihre Säurezahl muss höher sein als 40. Im allgemeinen liegt sie über 100.
Ausser der hohen Säurezahl sind diese Harze grundsätzlich durch eine auffallend hohe Hydroxylzahl-entsprechend einer auffallend niedrigen
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Hydroxyläquivalentzahl - charakterisiert. Der Gehalt eines Harzes an freien Hydroxylgruppen wird entweder meist durch die Angabe der Hydroxylzahl (definiert durch die Anzahl von mg KOH, die not- wendig ist, um die von l g eines Stoffes bei der Acetylierung verbrauchte Essigsäure zu neutralisieren) oder der Hydroxyläquivalentzahl (definiert als Gramm Harz, in dem 1 Gramm-Mol Hydroxylgruppen enthalten ist) festgestellt. Die Hydroxylzahl steht in einem reziproken Verhältnis zur Hydroxyläquivalent- zahl. Einer hohen Hydroxylzahl entspricht demnach eine niedrige Hydroxyläquivalentzahl.
Zur Neutralisation der Carboxylgruppen verwendet man neben anorganischen Alkalien auch Ammoniak oder Amine. Nach verschiedenen Verfahren hat man die Neutralisation dieser Alkydharze so vorgenom- men, dass sie sofort in der letzten Phase ihres Herstellungsprozesses bei höheren Temperaturen mit einer heissen wässerigen Ammoniaklösung versetzt wurden. Dabei entstanden nach dem Abkühlen wässerige
Emulsionen und bei genügend hoher Säurezahl des Alkydharzes bisweilen auch Lösungen, die man z. B. als Imprägniermittel für Papier vorgeschlagen hat. Nach andern Verfahren hat man das Neutralisieren des fertigen, sauren Alkydharzes erst dann vorgenommen, wenn es mit Wasser vermischt werden sollte.
Für lacktechnische Zwecke sind solche Harze wegen der hohen Säure- und Hydroxylzahl als Selbstbinde- mittel wenig geeignet. Die technologischen Eigenschaften der daraus erhaltenen Filme sind hinsichtlich ihrer Wasserbeständigkeit und Wetterfestigkeit solchen Filmen, die aus üblicherweise verwendeten Alkyd- harzen mit niedriger Säurezahl entstehen, deutlich unterlegen.
Aus diesem Grunde hat man bisher solche Alkydharze, die eine Säurezahl von über 40 und eine Hy- droxyläquivalentzahl von 150 bis 250, entsprechend einer Hydroxylzahl von 225 bis 375, haben und die durch Neutralisation mit Ammoniak oder Aminen in Wasser löslich gemacht worden sind, nur als weich- machenden Bestandteil und nur in Kombinationen mit anderen wasserlöslichen, dem ausgehärteten Film
Härte gebenden Kunstharzen, besonders Phenol- und Aminoharzen, in Einbrennlacken zugesetzt. Damit diese Weichharze durch gegenseitige Vernetzung in den aushärtenden Kunstharzfilm chemisch eingebaut werden, sind in der Regel längere Einbrennzeiten und über 1000 C liegende Einbrenntemperaturen erforder- lich. Auch hat man solchen Kombinationen bestimmte Mengen organischer Lösungsmittel, wie z. B.
Butanol u. a. zugesetzt.
Bekanntlich werden zur Herstellung hochwertiger Anstrichmittel, wie sie für langlebige Maschinen- lackierungen oder für scharfen Beanspruchungen unterworfenen Kraftfahrzeuglackierungen erforderlich sind, vorwiegend nur solche Alkydharze eingesetzt, die eine niedrige Säurezahl und eine niedrige Hydroxyl- zahl bzw. eine hohe Hydroxyläquivalentzahl besitzen. Diese gebräuchlichen Lackharze konnten bisher nur in organischen Lösungsmitteln gelöst und in dieser Form zu Lacken, Lackfarben u. dgl. verarbeitet werden. Bestenfalls gelang es noch, die schon erwähnten wässerigen Emulsionen mit ihren bekannten, bereits beschriebenen Nachteilen daraus herzustellen. Es war bisher nicht gelungen, solche Alkydharze derartig in Lösung zu bringen, dass sie mit Wasser zu klaren Lösungen weiterverdünnt werden konten.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass es auch möglich ist, aus Alkydharzen oder Polyesterharzen mit niedriger Säurezahl von weniger als 30 und einer Hydroxylzahl unter 120, entsprechend einer Hydroxyläquivalentzahl von mehr als 460, und unter Verwendung von Wasser als Verdünnungsmittel, klare, blanke Harzlösungen herzustellen, deren anwendungstechnische Eigenschaften nicht von denen der Harzlösungen in rein organischen Lösungsmitteln abweichen. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren ist die Auswahl an geeigneten Alkydharzen oder Polyesterharzen gross. Man kann sie genauso treffen, als wenn man einen Lack der herkömmlichen Art unter ausschliesslicher Verwendung von organischen Lösungsmitteln herstellen will. Allein die lacktechnischen Eigenschaften der auszuwählenden Alkydharze sind ausschlaggebend.
Bekanntlich sind Alkydharze Polykondensationsprodukte aus Polyalkoholen einerseits und Polycarbonsäuren anderseits. Als Polyalkohole werden vor allem Glycerin, Pentaerythrit, Trimethylolpropan, aber darüber hinaus noch zahlreiche andere, zum Teil abgewandelte Verbindungen angewandt. Als Polycarbonsäure wird in erster Linie Phthalsäure oder ihr Anhydrid benutzt. Es können aber auch Isophthalsäure und Terephthalsäure, Maleinsäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure sowie deren Derivate, ferner Zitronensäure, Aconitsäure und viele ähnliche Verbindungen benutzt werden. Die Alkydharze sind meistens modifiziert durch den Einbau von gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren, wie z. B. Leinöl-, Rizinusöl-, Rizinenöl-, Kokosnussöl-, Erdnussöl-, Holzöl-, Oiticicaöl-, Baumwollsaatölfettsäuren usw.
Auch der Einbau von Kolophonium und Copalharzsäuren in das Alkydharzmolekül ist möglich. Auf diese Weise lässt sich eine Vielzahl von möglichen Alkydharzen herstellen. Das beanspruchte Verfahren befasst sich mit allen hierunter fallenden Harzen mit einer Säurezahl von weniger als 30 und einer Hydroxylzahl von unter 120, entsprechend einer Hydroxyläquivalentzahl von mehr als 460.
Es war nicht zu erwarten, dass die üblicherweise zur Herstellung von luft-und ofentrocknenden Lacken benutzten Alkydharze mit niedriger Säurezahl und niedriger Hydroxylzahl ohne chemische Veränderung ihrer Struktur zu Lacken verarbeitet werden können, die mit Wasser derartig verdünnbar sind, dass klare Lösungen und keine trüben, milchigen Emulsionen entstehen. So lassen sich nach dem erfindunggemässen Verfahren wasserhaltige Alkydharzlösungen herstellen, die die gleiche Anwendungsbreite besitzen wie Alkydharzlösungen in organischen Lösungsmitteln. Die bisher bekannten wasserlöslichen Alkydharze weichen in ihrer Struktur von den üblicherweise verwendeten Alkydharzen ab, sei es, dass ihre Säurezahl übermässig hoch ist oder sei es, dass wasserlöslichmachende Gruppen chemisch in das Harzmolekül eingebaut sind.
Bevor solche chemisch abgewandelte Harze in der Praxis verwendet werden können,
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müssen erst ihre technologischen Eigenschaften durch langwierige, zeitraubende Prüfungen ermittelt werden. Das ist nach dem erfindungsgemässen Verfahren nicht erforderlich. Als bewährt bekannte und bereits verwendete, übliche Alkydharze können ohne weitere zusätzliche Prüfung eingesetzt werden. Sie verändern auch in der wässerigen Lösung nicht ihre bereits bekannten, guten technologischen Eigenschaften, weil der aus der wässerigen Lösung entstandene Lackfilm der gleiche ist, wie der unter Verwendung organischer Lösungsmittel entstandene Film.
Somit können solche Alkydharze, die eine Säurezahl von weniger als 30, aber vorzugsweise von mehr als 15 und eine Hydroxylzahl von unter 120, aber vorzugsweise von mehr als 50, entsprechend einer Hydroxyläquivalentzahl von über 460, aber vorzugsweise unter 1200, besitzen, nunmehr auch in wasserhaltigen Lacken zur Herstellung erstklassiger luft- oder ofentrocknender Lacke, Lackfarben od. dgl. benutzt werden. Solchen erfindungsgemäss hergestellten wasserhaltigen Alkydharzlösungen können gegebenenfalls aber auch andere Harze, wie z. B. wasserlösliche Phenol-, Kresol-, Harnstoff-, Thioharnstoff-, Melamin- oder andere Aminoharze oder Mischungen davon zugemischt werden, sofern diese Harze mit den wasserhaltigen Alkydharzlösungen verträglich sind. Auf diese Weise kann man gut füllende, körperreiche Einbrennlacke erhalten.
Um lufttrocknende Lacke zu erhalten, werden zweckmässigerweise Schwermetallsalze, wie z. B. Cobalt, Mangan, Blei in Form von wasserlöslichen Verbindungen zugesetzt.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Lacke erweitern das Einsatzgebiet von wasserverdünnbaren Lacken beträchtlich und stellen somit eine Bereicherung der Technik dar.
Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die verwendeten Alkydharze in ihrer Struktur chemisch nicht verändert werden müssen, um die Wassermischbarkeit herbeizuführen. Vielmehr beruht das Verfahren auf der Ausnutzung intermolekular wirksamer, physikalischer Kräfte zwischen den Molekülen des neutralisierten Alkydharzes und den Molekülen polarer, vorzugsweise flüchtiger, amphiphiler Verbindungen, die durch den Besitz von mindestens einer freien Hydroxylgruppe und gegebenenfalls mindestens einer hydrophilen Ätherbrücke charakterisiert sind. Dabei können sich intermediäre Addukte bilden, die je nach der Art der amphiphilen Verbindung und gegebenenfalls unter Zusatz geeigneter organischer Lösungsmittel mit Wasser mischbar sind.
Die Adduktbildung ist völlig reversibel. Es ist auch möglich, die Addukte durch Einwirkung höherer Temperaturen beschleunigt in ihre Bestandteile zu zerlegen. Dabei verdampfen die flüchtigen amphiphilen Verbindungen und die gegebenenfalls mitverwendeten organischen Lösungsmittel, sowie das als Verdünnungsmittel verwendete Wasser, und es bleibt in dem Lackfilm das Alkydharz praktisch in der gleichen Beschaffenheit zurück wie bei der alleinigen Verwendung von organischen Lösungsmitteln.
Die verwendbaren vorwiegend amphiphilen Verbindungen müssen mindestens eine freie Hydroxyl-
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tischer, substituierter aromatischer, gemischt aromatisch aliphatischer, cycloaliphatischer Rest oder eine Hydroxyalkyl-, Hydroxyarylgruppe bedeutet.
Einzelne Verbindungen dieser Stoffklässe wurden bereits als Lösungsvermittler zur Herstellung von wasservermischbaren Lösungen von z. B. ätherischen Ölen benutzt. In keinem Fall gelang es jedoch bisher, unter Ausnutzung der lösungsvetmittelnden Wirkung von amphiphilen Verbindungen Alkydharze mit einer Säurezahl von weniger als 30 und einer Hydroxylzahl von unter 120, entsprechend einer Hydroxyläquivalentzahl von über 460, in wasserverdünnbare Lösungen zu überführen.
Die wasserlöslich machende Wirkung der amphiphilen Verbindungen, vorzugsweise der Verbindungen der bereits genannten Formel : HO. RiR. CRgR . O . Rs, gegenüber Alkydharzen od. dgl. Polyesterharze ist schon deshalb überraschend und war nicht vorauszusehen, weil einige, besonders die niedrigen Glieder dieser Stoffklasse viel verwendete Lösungsmittel bei der Herstellung von Lacken und Lackfarben auf der Basis organischer Lösungsmittel sind. Der Solubilisationseffekt, durch den die Alkydharze wassermischbar werden, erfordert die vorherige, zumindest teilweise Neutralisation der in den Alkydharzen noch vorhandenen geringen Restacidität durch geeignete Basen. Der erforderlich pH-Wert kann zwischen 6, 5 und 8, 5 liegen.
Zum Neutralisieren können verwendet werden Ammoniak oder wasserlösliche, organische, primär, sekundäre, tertiäre, aliphatische Mono- oder Polyamine, ferner Mono-, Di-, Trialkanolamine, oder gemischte Alkyla1kanolamine. Beispielsweise seien genannt : Methylamin, Äthylamin, Dimethylamin, Triäthylamin, Diäthylentriamin, Dipropylentriamin, Mono-, Di-, Triäthanolamin. Verwendet werden können auch aus diesen Aminen entstandene quaternäre Ammoniumbasen.
Lösungen der neutralisierten Alkydharze in den amphiphilen Verbindungen sind mit Wasser verdünnbar. Zweckmässigerweise werden solche amphiphilen Verbindungen ausgewählt, die selbst wasserlöslich sind. Die Wassermischbarkeit wird aber nicht beeinträchtigt, wenn eine Lösung von Alkydharzen in wasserlöslichen amphiphilen Verbindungen noch solche Verbindungen der Formel HO. (CRiR. CRgR .
0) n. Rg enthält, die selbst nicht wasserlöslich sind, aber durch die Mitverwendung amphiphiler Produkte ebenfalls wassermischbar werden. Solche Harzlösungen sind für viele Zwecke verwendbar, so z. B. als Imprägnierlösungen, als Klebmittel oder zur Herstellung von Lacken oder Lackfarben.
Die Viskosität solcher Harzlösungen ist vielfach sehr hoch, so dass zur Herstellung eines verarbeitungsfähigen Lackes mit viel Wasser verdünnt werden muss. Dadurch besteht die Gefahr, dass der Lack körper-
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arm wird. Deshalb ist es mitunter zweckmässig, diesen Alkydharzlösungen noch kleine Mengen an organi- schen Lösungsmitteln beizumischen. Hiezu können nicht nur wasserlösliche, sondern auch mit Wasser nicht mischbare, sauerstoffhaltige Lösungsmittel benutzt werden. Auf die Wassermischbarkeit der Lacke hat der Zusatz solcher organischer Lösungsmittel keinen nachteiligen Einfluss.
In einigen Fällen ver- bessern organische Lösungsmittel, auch solche, die selbst nicht wasserlöslich sind, noch die Wasserauf- nahmefähigkeit der Harzlösung Diese Beobachtung ist deshalb überraschend, weil Lösungen von neu- tralisierten Alkydharzen in wasserlöslichen Lösungsmitteln, wie z. B. Dimethylformamid, Dimethyl- sulfoxyd, Tetrahydrofuran, Dioxan, Milchsäureäthylester, 2-Methyl-2, 4-Pentandiol, Diacetonalkohol, durch Zusatz von Wasser trübe werden und das Harz sich aus der Lösung abscheidet.
Ein Zusatz geeigneter organischer Lösungsmittel zu den Lösungen der neutralisierten Alkydharze in amphipbilen Verbindungen kann die Viskosität der Harzlösung beträchtlich erniedrigen. Dadurch können körperreichere Lacke erhalten werden.
Zusatz von organischen Lösungsmitteln verringert ferner auch die Gefahr von Pigmentagglomerationen in pigmentierten, wasserhaltigen Lackfarben und verhindert damit auch eine Glanzeinbusse der fertig- lackierten Oberfläche, z. B. bei Anwendung des Tauchen, Flutens, Giessens od. dgl.
Die hohe Verdunstungszahl des Wassers kann durch den Zusatz geeigneter Lösungsmittel so be- einflusst werden, dass Gemische entstehen, deren gemeinsame Verdunstungszahl niedriger ist als die des
Wassers. Dies ermöglicht einen Spritzauftrag an senkrechten Flächen, ohne die Gefahr des Ablaufens.
Wasserhaltige Lacke neigen dazu, während der Verarbeitung zu schäumen. Durch den Zusatz von organischen Lösungsmitteln können diese Nebenerscheinungen reduziert und die Bildung von Blasen oder Kratern auf der lackierten Oberfläche vermindert werden.
Den erfindungsgemässen Harzlösungen können auch nach den üblichen Verfahren mit Hilfe von Kugel- mühlen, Walzenstühlen u. dgl. Pigmente, Pigmentfarbstoffe und/oder Füllmittel einverleibt werden.
Auf diese Weise lassen sich wertvolle Anstrichmittel herstellen, u. zw. sowohl luft-als auch ofentrocknende
Typen. Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen Lacke und Lackfarben können mit den gebräuchlichen Auftragsmethoden, wie z. B. dem Streichen, Spritzen, Tauchen, Walzen, Giessen usw. auf die zu lackierende Oberfläche aufgebracht werden. Lackiert werden kann jedes Material, das für einen Lackauftrag geeignet ist, wie z. B. Metalle, Holz, Kunststoff, Papier, Pappe u. dgl.
Die wasserverdünnbaren Alkydharzlösungen können verarbeitet werden zu Imprägnierungen, Klebstoffen, farblosen und gefärbten und pigmentierten Lacken, ferner zu Spachteln, Grundierfarben u. dgl. und können im Einschichtlackierverfahren oder im Mehrschichtverfahren aufgetragen werden. Ihre Verarbeitungsweise unterscheidet sich also in keiner Weise von der Verarbeitung der bisher gebräuchlichen gleichen Produkte, die ausschliesslich unter Verwendung organischer Lösungsmittel hergestellt worden sind. Die nachfolgend aufgeführten Beispiele sollen das erfindungsgemässe Verfahren erläutern.
Beispiel l : A. Ein in bekannter Weise durch Mischveresterung hergestelltes trocknendes mittel- öliges Rizinenalkydharz mit einem Ölgehalt von 40%, einem Phthalsäureanhydridgehalt von 38%, einer Säurezahl von zirka 25 und einer Hydroxylzahl von zirka 80, entsprechend einer Hydroxyläquivalentzahl von zirka 680, wird in Äthylenglykolmono-n-propyläther gelöst und auf einen Festkörpergehalt von 85% eingestellt. Dieser Lösung wird soviel Methylisopropanolamin unter Rühren zugesetzt, dass der pH-Wert des weiter unten beschriebenen, mit Wasser verdünnten Endproduktes zwischen 7 und 7, 5 liegt.
B. 100 Gew.-Teile des neutralisierten Produktes A werden mit 15 Gew.-Teilen Sekundär-Butanol versetzt und mit 55 Gew.-Teilen Wasser weiter verdünnt, so dass eine 50%ige Harz enthaltende, klare Lösung entsteht. Diese Lösung liefert nach dem Aufbringen auf eine sorgfältig gereinigte und entfettete Metallplatte einen Film, der nach dem Einbrennen bei 1300 C während einer Stunde eine gut haftende, harte, sehr widerstandsfähige und glänzende Lackierung ergibt. Vor dem Einbrennen sollte man den nassen Lackfilm zweckmässig 20 min an der Luft abdunsten lassen.
Beispiel 2 : Aus 100 g der nach Beispiel 1 B hergestellten, mit Wasser verdünnten Alkydharzlösung mit einem Festkörpergehalt von zirka 50%, 40 g Titandioxyd Rutil, 3 g Elfenbeinschwarz wird mittels Kugelmühle eine fein dispergierte Lackfarbe hergestellt. Diese kann durch Spritzen oder Tauchen auf einen sorgfältig gereinigten und entfettete Metallgegenstand aufgebracht werden, wobei sie im Bedarfsfall mit Wasser auf die zweckmässigste Verarbeitungskonsistenz weiter verdünnt werden kann. Nach 20 min langem Abdunsten des nassen Filmes an der Luft wird l h bei 1300 C eingebrannt und eine gut haftende, harte, sehr widerstandsfähige und glänzende Lackierung mit grauem Farbton erhalten.
Beispiel 3 : 140 g der nach Beispiel l B erhaltenen, mit Wasser verdünnten Alkydharzlösung mit einem Festkörpergehalt von zirka 50% werden mit 50 g einer wässerigen Lösung eines Melaminharzes mit einem Festkörpergehalt von zirka 60%, welches in bekannter Weise durch Kondensation von Melamin mit Formaldehyd und Methanol erhalten wurde, zu einem Klarlack gemischt und auf eine sorgfältig gereinigte, entfettete oder gegebenenfalls auch chemisch oder mechanisch vorbehandelte Metallplatte gegossen und anschliessend 15 min an der. Luft abgedunstet. Anschliessend wird 30 min bei 120 C eingebrannt. Es entsteht ein harter, kratzfester Einbrennlackfilm.
Beispiel 4 : Ein in bekannter Weise durch Mischveresterung hergestelltes, nicht trocknendes Rizinus- ölalkydharz mittleren Ölgehaltes mit einem Ölgehalt von 52%, einem Phthalsäureanhydridgehalt von 27%, einer Säurezahl von 17, 5, einer Hydroxylzahl von 107, entsprechend einer Hydroxyläquivalentzahl von 523, wird in Äthylenglykolmono-n-butoxyäthyläther gelöst und auf einen Festkörpergehalt von 70% eingestellt.
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Diese Lösung wird mit Diäthanolamin so neutralisiert, dass der pH-Wert des weiter unten beschriebenen, mit Wasser verdünnbaren Endproduktes zwischen 6, 8 und 7, 7 liegt.
100 Gew.-Teile der 70%igen Alkydharzlösung, 60 Gew.-Teile einer 50%igen, mit Wasser verdünnbaren Melaminharzlösung in vorwiegend Butanol, die in bekannter Weise durch Kondensation von Melamin mit Formaldehyd in einem Gemisch aus Methanol und Butanol erhalten wurde, 60 Gew.-Teile Wasser, 68 Gew.-Teile Titandioxyd Anatas, 42, 5 Gew. - Teile Zinksulfid, 59, 5 Gew. - Teile Schwerspat werden auf einem 3-Walzenstuhl zu einer Lackfarbe angerieben.
Diese so erhaltene Lackfarbe wird als Tauchlack verwendet und mit einem Gemisch von n-Propanol und Wasser (l : l) auf 17 sec im DIN-Becher 4 mm tauchfertig eingestellt. Die sorgfältig gereinigten und entfetteten Eisenteilewerden nach dem Lackauftrag und genügendem Ablüftenlassen (zirka 20 min) des nassen Lackfilmes etwa 10 min bei 160 C in einem Infrarot-Trockenofen eingebrannt. Es entsteht eine haftfeste, harte, wasserfeste Grundierschicht.
Beispiel 5 : Ein in bekannter Weise durch Mischveresterung hergestelltes, trocknendes mittelöliges Rizinenalkydharz mit einem Ölgehalt von 40%, einem Phthalsäureanhydridgehalt von 38%, einer Säurezahl von 25 und einer Hydroxylzahl von etwa 80, entsprechend einer Hydroxyläquivalentzahl von etwa 680, wird in Äthylenglykolmono-n-propyläther gelöst, auf einen Festkörpergehalt von 85% eingestellt und mit Triäthylamin neutralisiert, bis der pH-Wert des weiter unten beschriebenen, mit Wasser verdünnbaren Endproduktes zwischen 7, 3 und 8, 2 liegt.
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- Teile Äthy1en-glykolmonophenyläther und 30 Gew. - Teile Wasser werden zu einer klaren Lösung gemischt und mittels einer Lackwalze auf sorgfältig gereinigte und entfettete Bleche aufgewalzt, nachdem gegebenenfalls noch mit Wasser die zweckmässigste Walzkonsistenz des Lackes eingestellt worden ist. Der aufgewalzte Blech- lack wird 1 h bei 1600 C eingebrannt und gibt einen zähelastischen Film mit hornartiger Oberflächen- beschaffenheit.
Beispiel 6 : Ein in bekannter Weise durch Mischveresterung hergestelltes trocknendes Alkydharz mittlerer Öllang- auf der Basis von Oiticicaöl mit einem Ölgehalt von 39%, einem Phthalsäureanhydrid- gehalt von 40%, einer Säurezahl von 24, einer Hydroxylzahl von 105, entsprechend einer Hydroxyläqui- valentzahl von 535, wird in Äthylenglykolmono-n-propyläther gelöst und auf einen Festkörpergehalt von 70% eingestellt.
100 Gew.-Teile dieser 70% igen Lösung werden mit 6 Gew.-Teilen einer 25%igen wässerigen Ammoniak lösung neutralisiert und mit 10 Gew.-Teilen Sekundär-Butanol, 5 Gew.-Teilen Hexylenglykol, 60 Gew.-
Teilen Wasser, 0, 01 Gew.-Teilen Manganmetall in Form von Manganacetat, 51 Gew.-Teilen Eisen- oxydrot zu einer streichfertigen Rostschutzfarbe verarbeitet, die gegebenenfalls mit Wasser noch nachverdünnt werden kann. Es entsteht ein lufttrocknender rotbrauner Farbauftrag.
Beispiel 7 : Ein in bekannter Weise durch Mischveresterung hergestelltes trocknendes Rizinenalkydharz mit einem Ölgehalt von 40%, einem Phthalsäureanhydridgehalt von 38%, einer Säurezahl von 25 und einer Hydroxylzahl von 80, entsprechend einer Hydroxyläquivalentzahl von 680, wird in Äthylen- g'ykolmono-n-Butyläther gelöst und auf einen Festkörpergehalt von 70% eingestellt.
100 Gew. - Teile dieser 70%igen Lösung werden mit 4 Gew.-Teilen Diäthanolamin neutralisiert und mit 18 Gsw.-Teilen ÄthylenglykoImono-n-Butyläther und 48 Gew.-Teilen Wasser zu einer klaren Lösung weiterverdünnt. Um eine Imprägnierlösung zu erhalten, wird diese Lösung mit der dreifachen Gewichtsmenge Wasser weiterverdünnt. Das Alkydharz bleibt klar gelöst und die verdünnte Lösung kann zur Imprägnierung von Holz benutzt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Imprägnierungen, Klebstoffen, Lacken, Lackfarben od. dgl. unter Verwendung von Alkydharzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkydharze, die eine Säurezahl von weniger als 30 und eine Hydroxylzahl unter 120, entsprechend einer Hydroxyläquivalentzahl von mehr als 460, besitzen, neutralisiert und mit vorwiegend flüchtigen, polaren, amphiphilen Verbindungen, die mindestens eine freie Hydroxylgruppe und mindestens eine hydrophile Ätherbrücke besitzen, gegebenenfalls unter Mitverwendung von organischen Lösungsmitteln vereinigt werden und die derart hergestellten Herzlösungen mit Wasser zu einer verarbeitungsfähigen klaren Lösung verdünnt werden.
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Process for the production of paints, impregnations and adhesives
The subject of the invention is a process by which it is possible to make alkyd resins or polyester resins, which are normally not soluble in water, miscible with water without chemically changing their structure. The use of water as a solvent offers great advantages because it is non-flammable and physiologically completely indifferent.
Alkyd resins are versatile condensation resins, which are mainly used for the production of paints and impregnations and in the form of solutions in organic solvents such. B. processed in cases in which lacquer coatings or impregnations on metals, wood, paper, textiles od. The like. Are made. After such resin solutions have been applied to the substrate, the solvents evaporate and a synthetic resin film remains, which may be subjected to heat curing. All suitable organic solvents or mixtures of several solvents can be used to dissolve such alkyd resins. The selection depends solely on their solvency and the given processing conditions.
Only in a few special cases should certain solvents such as B. styrene u. a. monomeric vinyl compounds do not evaporate, but rather take part in film formation through interpolymerization with the synthetic resin concerned.
All synthetic resin solutions produced using organic solvents have the disadvantage of being easily combustible or even explosive. They may only be processed in compliance with special fire protection and safety regulations. The evaporation of sometimes physiologically harmful solvents does not rule out health risks for the processor. For these reasons, there has been no lack of attempts to replace the organic solvents in whole or in part with the non-flammable and non-hazardous water.
Other synthetic resins that do not belong to the group of alkyd resins are already known to be water-soluble. These include B. polyvinyl alcohol containing numerous hydrophilic hydroxyl groups, amino-formaldehyde resins or phenol-formaldehyde resins with a low degree of condensation. Strongly acidic synthetic resins such as B. carboxyalkyl celluloses are also water-soluble by neutralization with alkalis. Natural resins such as B. shellac, copal u. a. contain high molecular acids and are therefore also miscible with water in the form of their salts. All of these water-soluble resins described are unsuitable for the production of high-quality lacquer coatings and are only of minor importance for this in practice.
Processes have also already been described according to which synthetic resins for paint purposes can be processed into aqueous emulsions with the aid of emulsifiers. Such emulsions can be diluted with water, but they are not clear, transparent solutions, but milky, cloudy dispersions in which the synthetic resin is kept in suspension in water, finely distributed in droplet form. The disadvantage of such an emulsion is that its storage stability is only limited. Emulsions have a tendency to separate easily in the liquid state. In addition, the film surface of a dried emulsion is in its technological properties, z. B. flow, gloss and foam formation, worse than those that arose from a clear resin solution.
Substances such as casein, soaps, wax soap, gelatine, aluminum stearate and protein compounds and the like are used as emulsifiers. a. suggested.
Polyester resins and alkyd resins, which are obtained by esterifying polycarboxylic acids with polyalcohols and are often modified with fatty acids, always contain unesterified carboxyl groups, which give the resin an acidic character. The degree of acidity of such resins is expressed by the acid number, the level of which depends on the esterification conditions. In the acidic state, these resins cannot be diluted with water at all. A certain water miscibility can be achieved if there are enough acidic groups and these are neutralized. For this, according to the previously known processes, a minimum acidity of the resins is absolutely necessary; H. their acid number must be higher than 40. In general, it is over 100.
In addition to the high acid number, these resins are basically characterized by a conspicuously high hydroxyl number - corresponding to a conspicuously low one
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Hydroxyl equivalent number - characterized. The free hydroxyl group content of a resin is usually determined either by specifying the hydroxyl number (defined by the number of mg of KOH that is necessary to neutralize the acetic acid consumed by 1g of a substance during acetylation) or the hydroxyl equivalent number (defined as Grams of resin containing 1 gram-mole of hydroxyl groups). The hydroxyl number has a reciprocal relationship to the hydroxyl equivalent number. A high hydroxyl number accordingly corresponds to a low hydroxyl equivalent number.
In addition to inorganic alkalis, ammonia or amines are also used to neutralize the carboxyl groups. Various processes have been used to neutralize these alkyd resins in such a way that a hot aqueous ammonia solution was added immediately in the last phase of their production process at higher temperatures. After cooling, aqueous ones were formed
Emulsions and, if the acid number of the alkyd resin is high enough, sometimes also solutions that can be used for. B. has proposed as an impregnating agent for paper. According to other methods, the finished, acidic alkyd resin has only been neutralized when it should be mixed with water.
Because of their high acid and hydroxyl number, such resins are not very suitable as self-binders for coating purposes. The technological properties of the films obtained therefrom, in terms of their water resistance and weather resistance, are clearly inferior to those films which are formed from commonly used alkyd resins with a low acid number.
For this reason, one has hitherto only such alkyd resins which have an acid number of over 40 and a hydroxyl equivalent number of 150 to 250, corresponding to a hydroxyl number of 225 to 375, and which have been made soluble in water by neutralization with ammonia or amines as a plasticizing component and only in combination with other water-soluble, the cured film
Hardness-giving synthetic resins, especially phenolic and amino resins, added to stoving enamels. In order for these soft resins to be chemically incorporated into the hardening synthetic resin film through mutual crosslinking, longer stoving times and stoving temperatures of over 1000 C are required. You also have such combinations certain amounts of organic solvents, such as. B.
Butanol and a. added.
It is known that for the production of high-quality paints, such as those required for long-lasting machine paintwork or for motor vehicle paintwork subject to severe stress, only those alkyd resins are used which have a low acid number and a low hydroxyl number or a high hydroxyl equivalent number. These common lacquer resins could previously only be dissolved in organic solvents and converted into lacquers, lacquer paints and the like in this form. Like. Be processed. At best, it was still possible to produce the already mentioned aqueous emulsions with their known, already described disadvantages. So far it has not been possible to bring such alkyd resins into solution in such a way that they could be further diluted with water to give clear solutions.
Surprisingly, it has now been found that it is also possible to produce clear, bright resin solutions from alkyd resins or polyester resins with a low acid number of less than 30 and a hydroxyl number below 120, corresponding to a hydroxyl equivalent number of more than 460, and using water as a diluent, whose application properties do not differ from those of the resin solutions in purely organic solvents. In the process according to the invention, the choice of suitable alkyd resins or polyester resins is great. You can hit them in the same way as if you want to produce a conventional type of lacquer using only organic solvents. The lacquer properties of the alkyd resins to be selected are the only decisive factor.
It is known that alkyd resins are polycondensation products made from polyalcohols on the one hand and polycarboxylic acids on the other. Glycerol, pentaerythritol, trimethylolpropane, but also numerous other, in some cases modified, compounds are used as polyalcohols. Phthalic acid or its anhydride is primarily used as the polycarboxylic acid. However, isophthalic acid and terephthalic acid, maleic acid, adipic acid, succinic acid and their derivatives, as well as citric acid, aconitic acid and many similar compounds can also be used. The alkyd resins are mostly modified by the incorporation of saturated or unsaturated fatty acids, such as. B. linseed oil, castor oil, castor oil, coconut oil, peanut oil, wood oil, oiticica oil, cottonseed oil, etc.
It is also possible to incorporate rosin and resin acids into the alkyd resin molecule. A large number of possible alkyd resins can be produced in this way. The claimed process deals with all resins covered by this with an acid number of less than 30 and a hydroxyl number of less than 120, corresponding to a hydroxyl equivalent number of more than 460.
It was not to be expected that the alkyd resins usually used for the production of air- and oven-drying lacquers with a low acid number and low hydroxyl number can be processed into lacquers without chemical change in their structure that can be diluted with water in such a way that clear solutions and none are cloudy milky emulsions arise. Thus, by the process according to the invention, water-containing alkyd resin solutions can be produced which have the same range of applications as alkyd resin solutions in organic solvents. The previously known water-soluble alkyd resins differ in their structure from the alkyd resins usually used, be it that their acid number is excessively high or that water-solubilizing groups are chemically incorporated into the resin molecule.
Before such chemically modified resins can be used in practice,
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their technological properties must first be determined through lengthy, time-consuming tests. This is not necessary according to the method according to the invention. As well-known and already used, customary alkyd resins can be used without further additional testing. Even in the aqueous solution, they do not change their already known, good technological properties because the paint film produced from the aqueous solution is the same as the film produced using organic solvents.
Thus, those alkyd resins which have an acid number of less than 30, but preferably more than 15 and a hydroxyl number of less than 120, but preferably more than 50, corresponding to a hydroxyl equivalent number of over 460, but preferably less than 1200, can now also be used in Water-based paints for the production of first-class air or oven-drying paints, paints or the like. Can be used. Such water-containing alkyd resin solutions prepared according to the invention can optionally also use other resins, such as. B. water-soluble phenol, cresol, urea, thiourea, melamine or other amino resins or mixtures thereof are mixed in, provided that these resins are compatible with the water-containing alkyd resin solutions. In this way, you can obtain well-filling, full-bodied stoving enamels.
In order to obtain air-drying paints, heavy metal salts, such as. B. cobalt, manganese, lead added in the form of water-soluble compounds.
The paints produced by the process according to the invention expand the field of application of water-thinnable paints considerably and thus represent an enrichment of technology.
The method according to the invention is characterized in that the alkyd resins used do not have to be chemically changed in their structure in order to bring about the water miscibility. Rather, the method is based on the utilization of intermolecularly effective physical forces between the molecules of the neutralized alkyd resin and the molecules of polar, preferably volatile, amphiphilic compounds, which are characterized by the possession of at least one free hydroxyl group and possibly at least one hydrophilic ether bridge. Intermediate adducts can be formed which, depending on the type of amphiphilic compound and, if appropriate, with the addition of suitable organic solvents, are miscible with water.
The adduct formation is completely reversible. It is also possible to break down the adducts into their constituent parts more quickly by exposure to higher temperatures. The volatile amphiphilic compounds and any organic solvents used, as well as the water used as diluent, evaporate, and the alkyd resin remains in the paint film in practically the same consistency as when organic solvents were used alone.
The predominantly amphiphilic compounds that can be used must have at least one free hydroxyl
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denotes a table, substituted aromatic, mixed aromatic, aliphatic, cycloaliphatic radical or a hydroxyalkyl, hydroxyaryl group.
Individual compounds of this class of substances have already been used as solubilizers for the production of water-miscible solutions of z. B. essential oils used. In no case, however, has so far been successful in converting alkyd resins with an acid number of less than 30 and a hydroxyl number of less than 120, corresponding to a hydroxyl equivalent number of over 460, into water-thinnable solutions using the solvent-releasing effect of amphiphilic compounds.
The water-solubilizing effect of the amphiphilic compounds, preferably the compounds of the formula already mentioned: HO. RiR. CRgR. O Rs, compared to alkyd resins or the like. Polyester resins is surprising and could not be foreseen because some, especially the lower members of this class of substances, are solvents that are widely used in the production of varnishes and paints based on organic solvents. The solubilization effect, through which the alkyd resins become water-miscible, requires the previous, at least partial, neutralization of the low residual acidity still present in the alkyd resins by means of suitable bases. The required pH value can be between 6.5 and 8.5.
Ammonia or water-soluble, organic, primary, secondary, tertiary, aliphatic mono- or polyamines, and also mono-, di-, trialkanolamines, or mixed alkylalkanolamines can be used for neutralization. Examples include: methylamine, ethylamine, dimethylamine, triethylamine, diethylenetriamine, dipropylenetriamine, mono-, di-, triethanolamine. Quaternary ammonium bases formed from these amines can also be used.
Solutions of the neutralized alkyd resins in the amphiphilic compounds can be diluted with water. It is expedient to choose those amphiphilic compounds which are themselves water-soluble. However, the water miscibility is not impaired if a solution of alkyd resins in water-soluble amphiphilic compounds also contains compounds of the formula HO. (CRiR. CRgR.
0) n. Rg contains, which are themselves not water-soluble, but also become water-miscible through the use of amphiphilic products. Such resin solutions can be used for many purposes, e.g. B. as impregnation solutions, as an adhesive or for the production of lacquers or paints.
The viscosity of such resin solutions is often very high, so that it has to be diluted with a lot of water to produce a workable paint. This means that there is a risk that the paint will
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becomes poor. It is therefore sometimes advisable to add small amounts of organic solvents to these alkyd resin solutions. For this purpose, not only water-soluble but also water-immiscible, oxygen-containing solvents can be used. The addition of such organic solvents has no adverse effect on the water-miscibility of the paints.
In some cases organic solvents, even those which are not themselves water-soluble, improve the water absorption capacity of the resin solution. This observation is surprising because solutions of neutralized alkyd resins in water-soluble solvents, such as e.g. B. dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran, dioxane, lactic acid ethyl ester, 2-methyl-2,4-pentanediol, diacetone alcohol, become cloudy by adding water and the resin separates out of the solution.
The addition of suitable organic solvents to the solutions of the neutralized alkyd resins in amphiphilic compounds can reduce the viscosity of the resin solution considerably. This allows paints with a higher body to be obtained.
The addition of organic solvents also reduces the risk of pigment agglomeration in pigmented, water-based paints and thus prevents a loss of gloss of the finished painted surface, e.g. B. when using dipping, flooding, casting or the like.
The high evaporation rate of the water can be influenced by the addition of suitable solvents in such a way that mixtures are formed whose common evaporation rate is lower than that of the
Water. This enables spray application on vertical surfaces without the risk of runoff.
Water-based paints tend to foam during processing. The addition of organic solvents can reduce these side effects and the formation of bubbles or craters on the painted surface.
The resin solutions according to the invention can also be prepared using conventional methods with the aid of ball mills, roller mills and the like. Like. Pigments, pigment dyes and / or fillers are incorporated.
In this way, valuable paints can be produced, u. between both air-drying and oven-drying
Types. The paints and paints obtained by the process according to the invention can be applied using conventional application methods, such as. B. painting, spraying, dipping, rolling, pouring, etc. can be applied to the surface to be painted. Any material that is suitable for a paint application, such as B. metals, wood, plastic, paper, cardboard and. like
The water-thinnable alkyd resin solutions can be processed into impregnations, adhesives, colorless and colored and pigmented lacquers, as well as spatulas, primers and the like. Like. And can be applied in a single-coat or multi-coat process. The way they are processed does not differ in any way from the processing of the same products that have been used up to now and that have been produced exclusively using organic solvents. The examples listed below are intended to explain the process according to the invention.
Example 1: A. A drying medium-oily rizinenalkydharz produced in a known manner by mixed esterification with an oil content of 40%, a phthalic anhydride content of 38%, an acid number of about 25 and a hydroxyl number of about 80, corresponding to a hydroxyl equivalent number of about 680 dissolved in ethylene glycol mono-n-propyl ether and adjusted to a solids content of 85%. Sufficient methylisopropanolamine is added to this solution, with stirring, that the pH of the end product, which is described below and diluted with water, is between 7 and 7.5.
B. 100 parts by weight of the neutralized product A are mixed with 15 parts by weight of secondary butanol and further diluted with 55 parts by weight of water so that a clear solution containing 50% resin is formed. When applied to a carefully cleaned and degreased metal plate, this solution produces a film which, after being stoved at 1300 C for one hour, produces a well-adhering, hard, very resistant and glossy finish. Before stoving, the wet paint film should be allowed to evaporate in the air for 20 minutes.
EXAMPLE 2 100 g of the alkyd resin solution diluted with water and prepared according to Example 1B with a solids content of about 50%, 40 g of rutile titanium dioxide and 3 g of ivory black are used to produce a finely dispersed paint by means of a ball mill. This can be applied by spraying or dipping onto a carefully cleaned and degreased metal object, whereby it can be further diluted with water to the most convenient processing consistency if necessary. After the wet film has evaporated in the air for 20 minutes, it is baked for 1 hour at 1300 ° C. and a well-adhering, hard, very resistant and glossy coating with a gray shade is obtained.
Example 3: 140 g of the alkyd resin solution diluted with water and having a solids content of about 50% obtained according to Example 1B are mixed with 50 g of an aqueous solution of a melamine resin with a solids content of about 60%, which is produced in a known manner by condensation of melamine with formaldehyde and methanol was obtained, mixed to a clear lacquer and poured onto a carefully cleaned, degreased or optionally chemically or mechanically pretreated metal plate and then 15 minutes on the. Air evaporated. This is followed by stoving at 120 ° C. for 30 minutes. A hard, scratch-resistant stoving paint film is created.
Example 4: A non-drying castor oil alkyd resin with an oil content of 52%, a phthalic anhydride content of 27%, an acid number of 17.5, a hydroxyl number of 107, corresponding to a hydroxyl equivalent number of 523, produced in a known manner by mixed esterification dissolved in ethylene glycol mono-n-butoxyethyl ether and adjusted to a solids content of 70%.
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This solution is neutralized with diethanolamine in such a way that the pH of the end product, which is described below and can be diluted with water, is between 6.8 and 7.7.
100 parts by weight of the 70% alkyd resin solution, 60 parts by weight of a 50%, water-dilutable melamine resin solution in predominantly butanol, which was obtained in a known manner by condensation of melamine with formaldehyde in a mixture of methanol and butanol, 60 Parts by weight of water, 68 parts by weight of titanium dioxide anatase, 42.5 parts by weight of zinc sulfide, 59.5 parts by weight of heavy spar are rubbed into a paint on a 3-roller mill.
The paint obtained in this way is used as a dip paint and adjusted to be ready for immersion for 17 seconds in a 4 mm DIN beaker with a mixture of n-propanol and water (1: 1). The carefully cleaned and degreased iron parts are baked in an infrared drying oven for about 10 minutes at 160 ° C after the paint has been applied and the wet paint film has been allowed to flash off sufficiently (approx. 20 minutes). The result is a firm, hard, waterproof primer layer.
Example 5: A drying, medium-oil rizinenalkydharz produced in a known manner by mixed esterification with an oil content of 40%, a phthalic anhydride content of 38%, an acid number of 25 and a hydroxyl number of about 80, corresponding to a hydroxyl equivalent number of about 680, is converted into ethylene glycol mono-n -propylether dissolved, adjusted to a solids content of 85% and neutralized with triethylamine until the pH value of the end product, which is described below and which can be diluted with water, is between 7.3 and 8.2.
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- Parts of Ethy1en-Glykolmonophenyläther and 30 parts by weight of water are mixed to a clear solution and rolled onto carefully cleaned and degreased metal sheets by means of a lacquer roller, after the most appropriate rolling consistency of the lacquer has been adjusted with water. The rolled-on sheet metal varnish is baked for 1 hour at 1600 C and gives a tough, elastic film with a horn-like surface texture.
EXAMPLE 6 A drying alkyd resin of medium oil length produced in a known manner by mixed esterification and based on oiticica oil with an oil content of 39%, a phthalic anhydride content of 40%, an acid number of 24, a hydroxyl number of 105, corresponding to a hydroxyl equivalent number of 535, is dissolved in ethylene glycol mono-n-propyl ether and adjusted to a solids content of 70%.
100 parts by weight of this 70% solution are neutralized with 6 parts by weight of a 25% aqueous ammonia solution and mixed with 10 parts by weight of secondary butanol, 5 parts by weight of hexylene glycol, 60 parts by weight
Parts of water, 0.01 parts by weight of manganese metal in the form of manganese acetate, 51 parts by weight of iron oxide red processed into a ready-to-use rust protection paint which, if necessary, can be further diluted with water. An air-drying red-brown paint application is created.
Example 7: A drying rizine alkyd resin produced in a known manner by mixed esterification and having an oil content of 40%, a phthalic anhydride content of 38%, an acid number of 25 and a hydroxyl number of 80, corresponding to a hydroxyl equivalent number of 680, is converted into ethylene glycol mono-n -Butyl ether dissolved and adjusted to a solids content of 70%.
100 parts by weight of this 70% solution are neutralized with 4 parts by weight of diethanolamine and further diluted with 18 parts by weight of ethylene glycol mono-n-butyl ether and 48 parts by weight of water to give a clear solution. In order to obtain an impregnation solution, this solution is further diluted with three times the amount by weight of water. The alkyd resin remains clear and the diluted solution can be used to impregnate wood.
PATENT CLAIMS:
1. A process for the production of impregnations, adhesives, lacquers, lacquer paints or the like using alkyd resins, characterized in that the alkyd resins, which have an acid number of less than 30 and a hydroxyl number below 120, corresponding to a hydroxyl equivalent number of more than 460, have, neutralized and combined with predominantly volatile, polar, amphiphilic compounds that have at least one free hydroxyl group and at least one hydrophilic ether bridge, optionally with the use of organic solvents, and the heart solutions prepared in this way are diluted with water to form a clear solution that can be processed.