DD279682A5 - Verfahren zur herstellung einer niedrigen formaldehyd-emission von oberflaechenbeschichteten gegenstaenden - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer niedrigen formaldehyd-emission von oberflaechenbeschichteten gegenstaenden Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer niedrigen Formaldehyd-Emission von oberflaechenbeschichteten Gegenstaenden, die mit klaren und/oder pigmentierten Lacken oberflaechenbeschichtet sind, in denen das Bindemittel vollstaendig oder teilweise aus einem oder mehreren Amin-Formaldehyd-Harzen besteht, wobei diese Lacke ausserdem andere Komponenten enthalten koennen, die ueblicherweise in Lacken und Farben anwesend sind, wie Harze, Loesungsmittel, Pigmente, Fuellstoffe, Zusatzmittel usw. Erfindungsgemaess werden dem klaren und/oder pigmentierten Lack zwischen 5 und 70 Prozent einer ungesaettigten organischen Verbindung, insbesondere ein Polymer, naemlich ein Alkydharz, beispielsweise ein Talloel-Alkydharz, ein DCO-Alkydharz oder ein Sojaoel-Alkydharz und zwischen 0,1 und 2 Prozent eines Peroxids, insbesondere Benzoylperoxid vor seiner Anwendung auf den zu beschichtenden Gegenstand zugesetzt. Die Erfindung betrifft auch einen Lack, der diese Komponenten enthaelt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer niedrigen Formaldehyd-Emission von Gegenständen, die mit klaren und/oder pigmentierten Lacken oberflächenbehandelt sind, wobei die Harzbindemittel davon vollständig oder teilweise aus einem oder mehreren Amin-Formaldehyd-Harzen bestehen und die außerdem noch andere Komponenten enthalten können, z. B. Bindemittel, Lösungsmittel, Pigmente, Füllstoffe, Zusatzmittel, Härter usw.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Durch die Oberflächenbeschichtung von z.B. Holzgegenständen wie Möbeln, Panelen, Paßteilen usw. mit Lacken oder Anstrichen, die Aminoharze, z. B. Harnstoff-Formaldehyd-Harze oder Melamin-Formaldehydharze, enthalten wird während und nach verschiedenen Phasen des Oberflächenbehandlungsverfahrens eine gewisse Emission von Formaldehyd an die umgebende Atmosphäre auftreten. Diese kann unter ungünstigen Umständen bei empfindlichen Personen eine Reizwirkung hervorrufen. Tatsächlich vermindert sich jedoch die Emission an Formaldehyd aus den oberflächenbehandelten Gegenständen, z. B. einem Möbelstück, mit der Zeit und hört schließlich einmal vollständig auf, wenn jedoch die Umstände ungünstig sind, können sich mehrere Monate nach dem Oberflächenbehandlungsverfahren Probleme ergeben.
Es wurden bisher verschiedene Lösungen zur Lösung des Problems solcher Formaldehyd-Emissionen vorgeschlagen. So haben z. B. die Hersteller von Aminoharzen spezielle Abmischungen von Harzen mit einem niedrigen Gehalt an sogenannten freien Formaldehyd eingeführt, wodurch eine niedrigere Emission erroicht wird, jedoch kann auch bei diesen Harzen eine zu Problemen führende Emission an Formaldehyd auftreten.
In der SE-Patentanmeldung 8106537-7 (Tikkurilan Väritehtaat Oy) wird ein Verfahren beschrieben, durch das die Formaldehyd-Emission von Möbelteilen durch die Obarf lächenbeschichtung mit einer Zusammensetzung, die cyclischen Harnstoff enthält, vermindert wird. Durch dieses Verfahren wird jedoch nicht das Problem gelöst, die Emission aus einer lackierten Oberfläche zu erniedrigen.
In der EP-Patentanmeldung 43.036 (Vianova) wird ein Verfahren zur Erniedrigung der Formaldehyd-Emission aus säurehärtenden Alkyd-Harnstoff-Harz-Lacken durch Zugabe von Ethylenharnstoff beschrieben. Die nach diesem Verfahren erzielte Wirkung ist jedoch nicht von langer Dauer. Darüber hinaus wirkt die Zugabe von Ethylenharnstoff auf den Härtungsprozeß inhibierend und verschlechtert dadurch die Eigenschaften des erhaltenen Films.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens, mit dem eine dauerhafte Erniedrigung der rormaldehyd-Emission von Gegenständen erreicht wird, deren Oberfläche mit Zusammensetzungen, die Aminoharze enthalten, beschichtet sind.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem für die Oberflächenbehandlung verwendeten Lack Komponenten zuzusetzen, welche die Formaldehyd-Emission herabsetzen.
Erfindungsgemäß werden dem klaren und/oder pigmentierten Lack vor seiner Anwendung auf den zu beschichtenden Gegenstand zwischen 5 und 70% einer ungesättigten, organischen Verbindung (A) und zwischen 0,1 und 2% eines Peroxids (B), bezogen auf das Gewicht des Lackes zugesetzt.
Als ungesättigte organische Verbindung (A) wird erfindungsgemäß ein Polymer, insbesondere ein Alkydharz, beispielsweise ein Tallöl-Alkydharz, ein DCO-Alkydharz oder ein Sojaöl-Alkydharz zugesetzt. Als Peroxid (B) wird erfindungsgemäß Benzoylperoxid zugesetzt.
Die nach dieser Erfindung erzielte Wirkung der Erniedrigung der Formaldehyd-Emission ist abhängig von einer Reaktion zwischen einer ungesättigten Verbindung, vorzugsweise einer Komponente des Bindemittels, z. B. einem Alkyd wie Tallölalkyd, DCO-Alkyd oder Sojaöl-Alkyd, und Formaldehyd, wobei diese Reaktion durch ein Peroxid, z. B. Benzoylperoxid, katalysiert wird. Eine geeignete Zusammensetzung der Oberflächenbeschichtungszusamrnensetzung besteht aus 5 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 40Gew.-% der ungesättigten Verbindung und 0,1 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 0,5Gew.-% des Peroxids. Durch die Verwendung einer solchen Oberflächenbeschichtungszusammensetzung wird eine wesentlich erniedrigte Formaldehyd-Emission erzielt.
Die Beschichtung von Oberflächen entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren führt weiterhin zu verbesserten Filmeigenschaften der oberflächenbeschichteten Gegenstände in Hinblick auf die Widerstandsfähigkeit der Oberfläche gegenüber verschiedenen Flüssigkeiten, siehe Tabelle 2.
Dieso Erfindung ist vorgesehen für oberflächenbeschichtete Gegenstände im allgemeinen, insbesondere jedoch für Gegenstände aus Holz, Hartfaser und Spanplatten usw., deren Oberflächen mit Kiar- und/oder pigmentierten Lacken beschichtet sind, die ein oder mehrere Aminoharze enthalten. Beispiele für solche Harze sind Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Melamin-Formaldehyd-Harze, Phenolharze, Benzguanamin-Harze und Derivate dieser Stoffe, z. B. die Methyl- oder Butylether. Beispiele für andere Komponenten, die üblicherweise in solchen Lacken anwesend sind, sind Bindemittel wie Alkydharze, Polyester, Polyacrylate, Katalysatoren wie p-Toluensulfonsäure, Phosphorsäure, Ethylphosphorsäure und organische Lösungsmittel, Pigmente, Füllstoffe und Zusatzmittel.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird nachstehend an einigen Beispielen näher erläutert.
Die Wirkung der vorliegenden Erfindung zur Erniedrigung der Formaldehyd-Emission, die in den folgenden Beispielen und Tabellen erläutert wird, ist angegeben im „Zimmerwert, mg/m3" und bezieht sich auf den Test nach der sogenannten Zimmermethode: CENTC N 76 D, 1982. Nach dieser Testmethode wird das zu untersuchende Objekt unter definierten Bedingungen in ein Zimmer mit einem bestimmten Luftwechsel verbracht; danach wird die Gleichgewichtskonzentration an Formaldehyd in der Luft in mg/m3 gemesson. Eine Beschreibung dieser Methode kann erhalten werden von: Comito Europeene de Coordination des Normes, c/o Afnor, Tour Europe, Cedex 7,92080 Paris.
Beispiel 1 (Vergleichsbaispiel)
Ein Klarlack ohne eine ungesättigte Verbindung oder ein Peroxid wird mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt:
57,3 Netrocellulose, VF2,20% in Ethanol/Essigsäureethylester
34 Soja-Alkyd 11-628,75% gesättigte synthetische Fettsäuren im Alkyd enthaltend 3,4 Soamin M80, Butylverestertes Melaminharz
5,3 Soamin 888EB, Butylverestertes Harnstoffharz 60%
100 Volumenteile des Lackes werden mit 5 Volumentoilen einns Härters (38Gew.-% p-Toluensulfonsäure + 2% Phosphorsäure in Ethanol) vermischt und auf eine Glasplatte ausgestrichen, so daß ein trockener Film mit 100g/m2 erhalten wird. Der nasse Film wurde getrocknet und 1 Stunde bei 500C gehärtet. Nach 26 Tagen wurde die Formaldehyd-Emission gemessen, und sie betrug nach der Zimmermethode 1,6mg/m3.
Beispiel 2
Es wird wie in Beispiel 1 vf rfahron, jedoch werden der nassen Farbe 0,5 Gew.-% Benzoylperoxid (BPO) zugesetzt. Zimmerwert nach 26 Tagen: 0,6.
Beispiel 3
Es wird wie in Beispiel I verfahren, jedoch wird an Stelle des Soalkyds 11 -628 das Soalkyd 11-704, ein Alkydharz auf der Basis von ungesättigtem Tallöl, eingesetzt. Zimmerwert nach 18 Tagen: 0,24.
-3- 279
Beispiel 4
Es wird wie in Beispiel 3 verfahren, jedoch werden der nassen Farbe 0,35Gew.-% BPO zugesetzt. Zimmervvert nach 20 Tagen:
Beispiel 5
Eine Spanplatte mit Eichenfurnier wurde mit der folgenden Lackzusammensetzung beschichtet:
57,3 Nitrocellulose VF2,20% 34 Soalkyd 11-704 75%, Tallöl-Alkydharz 3,4 Luwipal 044 Melaminharz 5,3 Plastopal 8736,50% Harnstoffharz 100
Zugabe von 0,35% BPU Zugabe von Katalysator wie in Beispiel Anwendung 2x 100g/rn2 = 90g/m2 trockener Film durch Überlauf-Beschichtungsanlage. Trocknung 1 Stunde bei 50°C für jede Beschichtung. Verdunnung:Essigsäurebutylester:Ethanol = 1:1.
Luwipal 044 ist ein n-butyliertes monomeres Melaminharz. Plastopal 8736 ist ein i-butyliertes Harnstoffharz, 60%ig in Isobutanol.
Zimmerwert nach 33 Tagen: 0,045.
Tabelle 1
Beispiel Trockenfilm Ungesättigter Anteil Peroxid Zeit Zimmer
g/m2 Tage wert
1 100 _ — 26 0,6
2 100 - BPO 26 0,6
3 100 Tallöl-Alkydharz - 18 0,24
4 100 Tallöl-Alkydharz BPO 20 0,049
5 90 Tallöl-Alkydharz BPO 33 0,045
Tabelle 2
Oberflächenwiderstand gegenüber Flüssigkeiten, SIS 839118
Flüssigkeit
Zeit Tage
LackvonBsp.3
Lack von Bsp. + 1 % BPO
Wasser Ethanol 48% Kaffee
24 16 16
4 3 4
Substrat: dunkles, gefärbtes Holz Die Bewertung der Oberflächenschädigung erfolgt nach einer Skala 1 bis 5, wobei 5 der Bestwert ist (keine Veränderung).
Beispiele 6 bis 11: verschiedene Peroxide Rezeptur: 57,3 NC VF2 20% 34 Soalkyd 11-875,75% Tallöl-Alkydharz 3,4 Luwipal 5,3 Plastopal 8736 1,0 Peroxid 50%
Tabelle 3 Beispiel Peroxid Zeit Ziinmerwert
Tage mg/m3
6(VgI) - 21 0,15
7 BPO 21 0,05
8 MEK 21 0,10
9 MIKP 21 0,13
10 CuHP 21 0,16
11 LP 21 0,06
BPO: Benzoylperoxid
MEK: Methylethylketon-peroxid
MIKP: Methylisobutylketon-peroxid
CuHP: Cumenhydroperoxid
LP: Laurylperoxid
Beispiel 12-17: Verschiedene ungesättigte Anteile Rezeptur: 57,3NCVF2 20%
34 ungesättigter Alkyd, 75% 3,4 Luwipal 044 5,3 Plastopal 8746 1,0BPO, 50%
Tabelle 4 Art Alkyd Zeit Zimmer
Beispiel Tage wert
Tallöl Soalkyd 11-875 21 0,05
7(VgI) DCO UralacS4682 21 0,07
12 Conjugiertes Sojaöl UralacS4683 21 0,07
13 ConjugiertesDCO UralacS4684 21 0,06
14 Technisches Leinöl UralacS4685 21 0,07
15 Leinöl/Holzöl 9:1 UralacS4686 21 0,06
16 Leinöl/Holzöl 75:25 UralacS4687 21 0,06
17
Uralac sind Alkydharze der DSM Resins, Niederlande.
Beispiele 18-24: Unterschiedliche Konzentrationen an Peroxid
Rezeptur: 57.3NCVF2
34 Soalkyd 11-875 3,4 Luwipal 044 5,3 Plastopal 8736
Tabelle 5 Beispiel
%BPO
Zeit (Tage)
Zimmerwert (mg/m3)
18 19 20 21 22 ?3 24
0,05
0,15
0,25
0,5
1,0
1,5
23 23 23 23 23 23 23
0,15 0,13 0,10 0,07 0,06 0,06 0,06
Beispiele 25-32: Wirkung von Licht und Dunkelheit
Die Lagerungsbedingungen vor der Messung des Zimmerwertes der beschichteten Oberflächen entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren beeinflussen die Formaldehyd-Emission. In Abhängigkeit von der Lagerung im Licht oder in der Dunkelheit wurden folgende Ergebnisse erzielt:
Rezeptur: 57.3NCVF2
34 Uralac 3867,75% Tallöl-Alkydharz 3,4 Luwipal 044 5,3 Plastopal 8736
Tabelle 6 Peroxid (%) Hell/Dunkel Ze
Beispiel _ _ hell 23
25 BPO 0,5 hell 25
26 - - dunkel 19
27 BPO 0,5 dunkel 22
28
Zeit (Tage)
Zimmerwert (mg/m3
0,08 0,04 0,16 0,09
Rezeptur für weiße Farbe:
Alkyd: Soalkyd 11-875
Melaminharz: Luwipal 044
Harnstoffharz: Plastopal 8736
Pigment: Titandioxid
Alkyd:Aminharz = 75:25
Harnstoffharz:IVIelaminharz = 50:50
NC:3,I%VF2
Volumenkonzentration an Pigment (PVC): 17,6%
Feststoff: 63Gew.-%
Lösungsmittel: EthanohEssigsäurebutylester 10:90
Tabelle 7
Beispiel Peroxid % Hell/Dunkel Zeit (Tage) Zimmerwei\(mg/m3)
29 - - hell 19 0,06
30 BPO 0,5 hell 19 0,05
31 - - dunkel 13 0,10
32 BPO 0,5 dunkel 13 0,05

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung einer niedrigen Formaldehyd-Emission von oberflächenbeschichteten Gegenständen, die mit klaren und/oder pigmentierten Lacken beschichtet sind, in denen die Bindemittel vollständig oder teilweise aus einem oder mehreren Amin-Formaldehyd-Harzen bestehen und diese Lacke auch andere Komponenten enthalten können, die üblicherweise in Lacken und Farben enthalten sind wie Harze, Lösungsmittel, Pigmente, Füllstoffe, Zusatzmittel usw., gekannzeichnet dadurch, daß zwischen 5 und 70 % einer ungesättigten, organischen Verbindung (A) und zwischen 0,1 und 2% eines Peroxids (B), bezogen auf das Gewicht des Lackes, dem klaren und/oder pigmentierten ' ack vor seiner Anwendung auf den zu beschichtenden Gegenstand zugesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die ungesättigte organische Verbindung (A) ein Polymer ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Polymer ein Alkydharz ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Alkydharz ein Tallöl-Alkydharz, ein DCO-Alkydharz oder ein Sojaöl-Alkydharz ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Peroxid (B) Benzoylperoxid ist.
6. Lacke mit niedriger Formaldehyd Emission mit Bindemitteln, die vollständig oder teilweise aus einem oder mehreren Amin-Formaldehyd-Harzen bestehen und die außerdem noch andere Komponenten, die üblicherweise in Lacken und Farben enthalten sind wie Harze, Lösungsmittel, Pigmente, Füllstoffe, Zusatzmitit! usw., enthalten können, gekennzeichnet dadurch, daß der Lack zwischen 5 und 70% einer ungesättigten, organischen Verbindung (A) und zwischen 0,1 und 2% eines Peroxids (B), bezogen auf das Gewicht des Lackes, enthält.
7. Lack nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß die ungesättigte organische Verbindung (A) ein Polymer ist.
8. Lack nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß das Polymer ein Alkydharz ist.
9. Lack nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, daß das Alkydharz ein Tallöl-Alkydharz, ein DCO-Alkydharz ist.
10. Lack nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß das Peroxid (B) Benzoylperoxid ist.
DD87310555A 1986-12-16 1987-12-16 Verfahren zur herstellung einer niedrigen formaldehyd-emission von oberflaechenbeschichteten gegenstaenden DD279682A5 (de)

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