DD257441A1 - Loesungsmittelreduzierte einbrenn-anstrichstoffe - Google Patents

Abstract

Loesungsmittelreduzierte waermehaertende Alkyd-Aminharz-Anstrichstoffe auf der Grundlage eines Gemisches aus bekannten Aminharzen und speziellen neuartigen Alkydharzen, die karboxylfunktionalisierte, oligomere Dicyclopentadien-Copolymere einkondensiert enthalten. Die Anwendung erfolgt vorwiegend als Einbrenngrundierungen, -vorlacke und -decklacke im industriellen Bereich.

Description

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Wärmehärtende Anstrichstoffe auf der Basis von Alkyd-Aminharz-Kombinationen sind seit langem bekannt. Sie besitzen eine

Reihe anerkannt guter Eigenschaften, wie z. B. Glanz, Wetterbeständigkeit, und gute mechanische Eigenschaften, wie

beispielsweise hohe Elastizität bei gleichzeitig hoher Härte der daraus hergestellten Überzüge. Ein wesentlicher Mangel dieser

Anstrichstoffe besteht in ihrem verhältnismäßig hohen Lösungsmittelgehalt bei Verarbeitungsviskosität (siehe

Vergleichsbeispiel 1 in Tabelle 4). Wärmehärtende Anstrichstoffe mit erhöhtem Verarbeitungsfestkörper und damit verringerter

Umweltbelastung auf der Grundlage verschiedener Bindemittelklassen, wie Epoxidharze, Polyester, Polyurethane, Acrylate,

aber auch Alkydharze, gewinnen immer mehr an Bedeutung.

Bei der Klasse der Alkydharze, die besonders in Kombination mit wärmereaktiven Aminharzen angewendet werden, handelt es

sich vorwiegend um besonders niedermolekulare, fettsäuremodifizierte Alkydharze. Derartige Harze sind aus der US- . j

PS 4175063 und aus der DE-OS 2918511 bekannt. In der DE-OS 2907477 werden solche Alkydharze gegebenenfalls noch in !

speziellen Lösungsmittelgemischen gelöst. Die mit diesen Harzen gefertigten Anstrichstoffe weisen zwar einen deutlich höheren i

Festkörpergehalt bei Verarbeitungsviskosität gegenüber konventionellen wärmehärtenden Alkyd-Aminharz-Anstrichstoffen

auf, jedoch entsprechen die lacktechnischen, insbesondere die mechanischen Eigenschaften nicht dem von herkömmlichen

Anstrichstoffen bekannten Niveau. So gelingt es nicht, für die Parameter Elastizität und Härte der Filme gleichzeitig gute Werte

zu erreichen (siehe Vergleichsbeispiele 2 und 3 in Tabelle 4). , i

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Lösungsmittelbedarf zur Einstellung der Verarbeitungsviskosität von wärmehärtenden Alkyd- I

Aminharz-Anstrichstoffen deutlich zu reduzieren, ohne daß die lacktechnischen, insbesondere die mechanischen Eigenschaften i

der resultierenden Filme beeinträchtigt werden. j

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, wärmehärtende Alkyd-Aminharz-Anstrichstcffe, die bei erhöhtem j

Verarbeitungsfestkörper gleichzeitig gute mechanische Eigenschaften, insbesondere gute Härte und Elastizität, besitzen, auf der j

Grundlage spezieller neuartiger Alkydharze zu entwickeln. I Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Bindemittel eine Kombination, bestehend aus 10 bis 33 Masse-Teilen eines Aminharzes und 90 bis 67 Masse-Teilen mindestens eines Alkydharzes, das 10 bis 50Ma.-% eines karboxylfunktionalisierten,

oligomeren Dicyclopentadien-Copolymeren einkondensiert enthält, zum Einsatz kommt. i

Anstrichstoffe auf Basis dieser Bindemittel benötigen wesentlich weniger Lösungsmittel zur Einstellung der j

Verarbeitungsviskosität, wobei die Eigenschaften der Anstrichfilme, insbesondere Härte und Elastizität, gleichzeitig gute Werte ; aufweisen. · . , j

Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Anstrichstoffe können praktisch alle handelsüblichen verätherten Melamin- und j

Harnstoff-Formaldehydharze, vorteilhafterweise solche, die einen erhöhten Festkörpergehalt besitzen, verwendet werden. j

Die neuartigen Alkydharze werden nach bekannten Verfahren synthetisiert. Sie enthalten neben den üblichen Rohstoffen, wie ! Öle oder Fettsäuren, Dikarbonsäuren und/oder deren Anhydride und Polyalkoholen, stets 10 bis 50 Ma.-% eines karboxylfunktionalisierten, oligomeren Dicyclopentadien-Copolymeren einkondensiert.

Die zur Herstellung der Alkydharze verwendeten Copolymerisate werden durch an sich bekannte thermische Polymerisation bei j

Temperaturen >423KausDicyclopentadien und dessen Alkylderivaten oder technischen Dicyclopentadien-Fraktionen mit !

einem Mindestgehalt von 80Ma.-%Dicyclopentadien einschließlich seiner Alkylderivate oder Codimeren des Cyclopentadiene j

mit weiteren Dienen und α,/3-ethylenisch ungesättigten Dikarbonsäuren oder deren Anhydriden oder Gemischen dieser mit ]

ethylenisch ungesättigten Monokarbonsäuren hergestellt. Besonders geeignet sind Maleinsäure, Fumarsäure, Acryl-und i Methacrylsäure. Die Molmassen dieser Copolymerisate liegen im allgemeinen unter 1 OOOg/mol, ihre Säurezahl liegt im Bereich

' von 200 bis 350 mg KOH/g. Ihre Funktionalität liegt im Bereich von etwa 2 bis 4, vorzugsweise 2,5 bis4funktionelle Gruppen pro i

Mol. ' . . !

Diese Alkydharze weisen einen Fettsäuregehalt von etwa 20 bis 45, vorzugsweise 20 bis 30 Ma.-% auf, ihre Säurezahl liegt unter \ 25mg KOH/g, und sie haben eine Molmasse im Bereich von etwa 800 bis 2000, vorzugsweise 1 000 bis 1 600g/mol. Sie werden

mit einem Festkörpergehalt von 75 bis 90 Ma.-% gelöst und besitzen so eine Viskosität von maximal 500OmPa s. j

Zur Herstellung derfür die erfindungsgemäße Anstrichstoffe verwendbaren Bindemittelkonzentrationen können diese Alkydharze allein oder auch Gemische aus ihnen eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäßen Anstrichstoffe werden nach bekannten Verfahren hergestellt und können neben der Bindemittelkombination, den Lösungsmitteln und Pigmenten gegebenenfalls weitere Zusätze, wie Verlaufmittel, Stabilisatoren

u. a., enthalten. Sie können als Grundierungen, Vorlacke und Decklacke nach den üblichen Applikationsverfahren verarbeitet .

werden. Als Einbrennbedingungen werden je nach Formulierung ab etwa 353K, vorzugsweise im Bereich von 373 bis 423 K, angewendet.

Ausführungsbeispiele

Alle Anstrichstoffe der nachfolgenden Beispiele, einschließlich Vergleichsbeispiele, wurden durch Pigmentieren des Alkydharzes und nachfolgendes Mischen mit Melaminharz im Verhältnis von 3:1, bezogen auf die ungelösten Harze, hergestellt.

Das verwendete Melaminharz ist ein butanolveräthertes Melaminformaldehydharz mittlerer Reaktivität mit einem Festkörpergehalt von 60 Ma.-% und einer Viskosität der butanolischen Lösung von 1 000 mPa · s. Der Pigmentanteil wurde in allen Beispielen konstant gehalten, er betrug 40 Masse-Teile Pigment TiCVR zu 100 Teilen Bindemittelgemisch ungelöst. Zur Applikation wurde der Anstrichstoff mit einem Lösungsmittel aus 8 Masse-Teilen Xylen und 2 Masse-Teilen Butanol auf eine Verarbeitungsviskosität von 30 ± 1 s Auslaufdauer verdünnt und so appliziert, daß nach dem Einbrennen während 20 Minuten bei 403 K eine Trockenschichtdicke von 35 bis 40 Mikrometer erreicht wurde.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen und der Vergleichsanstrichstoffe wurden Alkydharze verwendet, deren Zusammensetzung in Tabelle 1 wiedergegeben ist.

Tabelle 2 zeigt die Kennwerte der so erhaltenen Alkydharze.

Tabelle 3 enthält die Charakteristik der verwendeten karboxylfunktionalisierten oligomeren Dicyclopentadien-Copolymeren für die Herstellung der Alkydharze der erfindungsgemäßen Anstrichstoffe.

Tabelle 4 enthält die Prüfwerte der Anstrichstoffe und der daraus hergestellten Überzüge.

Tabelle 1

	Alkydharz gemäß Erfindung	2	2	Zusammensetzung in Gewichtsteilen	3	Vergleichsalkydharz	2(2)	Vergleichsalkydharz	2	3(3)	-	3
Rohstoff	1	12,9			KD	18,5	1		26,7
	14,6	—	3	—	—		—
Trimethylolpropan	—	—	13,4	24,8	. 10,4	—
Glycerol	—	16,0	—	—	—	—
Ethylenglykol	18,6	—	—	—	—	15,8
1,3-Butandiol	—	15,2	14,3	—	12,7	37,0
1,6-Hexandiol	30,6	—	—	34,7	19,2	—
Phthalsäureanhydrid	—		19,1	—
Isophthalsäure		35,0	—		—	—
Dicyclopentadien-Copoly-	13,8	—		—	—	5,9
merisate	—	20,9	35,2	—	28,0	14,6
p-tert. Butylbenzoesäure	22,3	(5)	—	40,5	(4)	(6)
Fettsäure	(4)	—	28,1	(5)	11,2	—
	—		(4) ·	—
n-Butanol			—
(1) Rizinenalkyd	(2) gemäß Beispiel 1 US-PS 4175063
	(3) gemäß Beispiel 2 DE-OS 2907477
	(4) Tallölfettsäure
(5) Rizinenfettsäure
(6) Kokosölfettsäure
Tabelle 2	Alkydharz gemäß Erfindung
Kennwert	1

SaurezahlmgKOH/g	20,5	21,0	20,0	23,0	2,9	26,1
Festkörper %	75	75	80	60	85	80
Viskosität mPa- s	1 580	4320	3 650	4050	3190	3 550
Lösungsmittel	Xylen/Butanol	Xylen/Butanol	Xylen/Butanol	Xylen	Butylacetat	Butyl
	8:2	8:2	8:2			acetat

Tabelle 3

Charakteristik	Tabelle 4	1	Alkydharzgemäß Erfindung	64,3	2	61,8	3	65,8	2	3	1	54,2	2	3	62,0	Va
	Prüfwerte	3,1							3,4	3,9
Funktionalität		678		6,4	7,2	7,8	600	744	6,8	69,6	2,5	<5
Molmasseg/mol	Festkörpergehalt bei Verarbei	254					316	294				120
Säurezahl mg KOH/g	tungsviskosität (%)		1	Ί	. 1	Fumarsäure		1	8,4	100
Säurekomponente	Erichsentiefung nach	Fumarsäure/Acrylsäure				358
Schmelzpunkt K	TGL14302/03 (mm)	374	<5	• <5	<5			<5	' V2
Gitterschnitt-Kennwert nach		102	148	105			110
TGL14302/05		110	105	115			115	<5
Dornbiegeprobe nach			Maleinsäure	43
TGL14302/02 (mm)	Anstrichstoff gemäß Erfindung		383	89
Pendelhärte nach TGL 29 771 (s)	1
Glanz nach TGL 107-06104.1 (%)			Vergleichsanstrichstoff

Claims (1)

1. Lösungsrnittelreduzierte Einbrenn-Alkyd-Aminharz-Anstrichstoffe auf der Basis einer Kombination
   von Alkydharz mit Aminharz sowie gegebenenfalls weiteren Komponenten, wie Lösungsmitteln,
   Pigmenten, Füllstoffen und üblichen Lackhilfsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkydharz 10
   bis 50 Ma.-% karboxylfunktionalisierte, oligomere Dicyclopentadien-Copolymerisate einkondensiert
   enthält.

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft Einbrenn-Alkyd-Aminharz-Anstrichstoffe, die sich durch verminderten Lösungsmittelbedarf zur
   Einstellung der Verarbeitungsviskosität auszeichnen und besonders im Industrielackierungssektor zur Anwendung kommen
   können.