DE1010677B

DE1010677B - Verfahren zur Herstellung von Lacken auf der Grundlage von Harzen aus Diphenolen und Halogenhydrinen (AEthoxylinharzen)

Info

Publication number: DE1010677B
Application number: DEF15425A
Authority: DE
Inventors: Dr Reinhard Hebermehl; Dr Heinz-Walter Krauss
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1954-08-09
Filing date: 1954-08-09
Publication date: 1957-06-19

Description

Verfahren zur Herstellung von Lacken auf der Grundlage von Harzen aus Diphenolen und Halogenhydrinen (Äthoxylinharzen) Durch Umsetzung von Diphenolen mit Halogenhydrinen und Natronlauge erhält man bekanntlich hydroxylgruppenhaltige, harzartige Polyäther, die als Endgruppen einer meist gemischt aliphatisch aromatischen Kette Epoxydgruppen tragen. Diesen Produkten, die im amerikanischen Schrifttum Epoxy- oder Epoxydharze und in schweizerischen Veröffentlichungen Äthoxylinharze genannt werden, kommt etwa folgende Konstitution zu: Die Harze werden als Lackrohstoffe, als Kunstharze und als Klebematerialien verwendet. Ihre Eigenschaften können durch Zufügung von anderen Stoffen, die auf Grund ihrer chemischen Konstitution mit den freien Hydroxyl- oder Epoxydgruppen reagieren können, verbessert werden. Einige Bedeutung hat die Kombination mit Polyaminen, vornehmlich mit Äthylendiamin oder Diäthylentriamin erlangt, weil diese Kombinationen schon in der Kälte härtende Lacke, Kleber und Kunstharze ergeben. Diese kalthärtenden Kombinationen haben nun den Nachteil, daß sie als 2-Komponenten-System eingesetzt werden müssen, daß also die gebrauchsfertigen Ansätze nur eine beschränkte Lebensdauer haben. Die Zeit bis zur Gelierung und zum Unlöslichwerden der Ansätze schwankt je nach dem Verdünnungsgrad und der Temperatur zwischen 24 und 40 Stunden. Es wurde nun gefunden, daß man die Standzeit von Lackansätzen bedeutend heraufsetzen kann, wenn die Aminkomponente in einem Keton gelöst der Äthoxylinharzlösung zugesetzt wird. Am günstigsten verhalten sich hierbei Mischungen, die auf 1 Mol Polyamin 1 bis 2 Mol Keton enthalten; jedoch sind auch größere oder kleinere Ketonzusätze durchaus verwendbar. Bei höheren Zusätzen jedoch besteht die Gefahr, daß die An- und Durchtrocknung der Filme etwas verzögert wird. Das Neuartige an diesem Verfahren ist das vorherige Lösen des Polyamins in einem Keton. Falls ein Keton nur zum Lösen der Epoxydkomponente benutzt wird, wird die Standzeit der Ansätze nicht beeinflußt.
Im Prinzip sind alle Ketone, soweit sie als Löser für Polyamine in Frage kommen, geeignet; doch zeigen manche die unangenehme Eigenschaft, daß die Viskosität der mit ihnen hergestellten Aminlösungen im Verlauf längerer Zeit ganz langsam steigt und daß ihre Lösungen sich etwas dunkler färben. Beim Vermischen der beiden Komponenten kann dann eine Trübung eintreten, die aber nach einiger Zeit wieder verschwunden ist. Die Wahl des Ketons hat so gut wie keinen Einfluß auf die Standzeit der Ansätze, die bei einer Mischung von mindestens 1 Mol Keton auf 1 Mol Diamin etwa 60 bis 70 Stunden beträgt. Nach 60 Stunden sind die meisten Ansätze noch glatt verdünnbar und zeigen beim Aufstreichen keinerlei Verzögerung der An- und Durchtrocknung. Alle Aufstriche waren in 20 Minuten staubtrocken und in etwa 7 Stunden durchgetrocknet.
Neben der verbesserten Standzeit erzielt man bei Mitverwendung von Ketonen zum Verdünnen der Aminkomponente auch noch einen bedeutend klarer auftrocknenden Film. Das Ausschwitzen und Trübwerden der üblichen kaltgehärteten Epikotefilme unterbleibt ganz.
Es ist möglich, daß die Amine mit den ketonischen Lösungsmitteln reagieren, was aus den sehr hohen Wärmemengen geschlossen werden muß, die beim Lösen der Amine in den ketonischen Lösungsmitteln frei werden. Diese Annahme stützt sich auf die Tatsache, daß beim Zusammengeben von Triäthylentetramin und Cyclohexanon ein Niederschlag entsteht, der isoliert und umkristallisiert werden kann.. Bei Verwendung dieser festen Substanz in gelöster Form als Härtungsmittel der Äthoxylinharze werden ebenfalls die oben angeführten Vorteile beobachtet. Aus diesem Verhalten kann geschlossen werden, daß in der ketonischen Polyaminlösung Polyamin-Keton-Additionsverbindungen oder so= gar Schiffsche Basen vorliegen.
Gemäß der deutschen Patentschrift 889 501 ist ein Verfahren zum -Schutz - metallischer -Niederschläge geringer Dicke auf beliebigem Material, z. B. der Metallschicht auf Spiegeln, bekannt. Der Schütz der metallischen Niederschläge wird durch einen Lack auf der Basis von Äthoxylinharz und einem Härtungsmittel, wie z. B. Triäthylentetramin,- erreicht. Zwar werden in- der genannten Patentschrift unter anderem auch Ketone als Lösungsmittel genannt, aber daraus kann nicht entnommen werden, daß die Polyäthylenamine vor der Zugabe zum Äthoxylinharz gelöst werden sollen.
Zusammensetzung der in den nachfolgenden Beispielen genannten Stammlösung:

100 Teile Äthoxyhnharz (Epoxydgehalt etwa 0,2 Mol

je 100 g)

40 " Methylglykolacetat -

40 " Toluol

20 " Methylisobutylketon.

Das Verhalten eines Lackansatzes ohne Zusatz eines Ketons bei Verwendung dieser Stammlösung wird im folgenden gezeigt 5,6 g Äthylendiamin (0,1 Mol) werden in einer Mischung aus 1,5 g Töluol und 1,4 g Butanol gelöst. 1,5 g dieser Lösung werden zu 17,9 g z@Stammlösunga gegeben. Standzeit des Lackansatzes etwa 35 bis 40 Stunden; die Aufgüsse und Aufstriche auf Glasplatten sind nach 20 Minuten staubtrocken und nach etwa 7 Stunden durchgetrocknet, zeigen aber Trübung.
In den folgenden Beispielen wird die Wirkung des Ketonzusatzes gezeigt.
Beispiel 1 5,6 g Äthylendiamin (0,1 Mol) werden in 5,8 g Aceton (0,1 Mol) gelöst. Dabei erwärmt sich die Mischung auf etwa 50°C. Nach dem Abkühlen werden 1,5g dieser Lösung zu 24,8g der Stammlösung gegeben. Der vernetzte Ansatz ist nach etwa 70 Stunden gelatiniert. Die Aufstriche auf Glasplatten sind nach 20 Minuten staubtrocken und nach 6 Stunden durchgetrocknet. Durch -vorheriges Lösen des Diamins in Aceton wird also die Standzeit des -Ansatzes auf das Doppelte verlängert gegenüber demselben, aber acetonfreien Ansatz, außerdem werden.klare' Filme erhalten.
Beispiel 2 5,6 g Äthylendiamin (0,1 Mol) und 22,4 g Methylcyclohexanon (0,2 Mol) werden miteinander vermischt. Dabei steigt die Temperatur auf etwa 60°C. 1,5 g dieser Lösung wird nach dem Abkühlen mit 10 g Stammlösung versetzt. Der Ansatz hat eine Standzeit von 100 bis 120 Stunden, die Aufstriche auf Glasplatten sind nach 20 Minuten staubtrocken und nach 6 Stunden durchgetrocknet. Hierbei wird die Standzeit des Ansatzes durch vorheriges Lösen des Amins in Methylcyclohexanon auf das Dreifache verlängert, gegenüber demselben Ansatz ohne Zusatz- dieses Kefions.
Beispiel 3 , 5,6 g (0,1 Mol) Äthylendiamin werden mit 5,8 g (0;1 Mol) Aceton und 5,8 g Butanol versetzt. Die Mischung erwärmt sich auf etwa 50°C. Nach dem Abkühlen werden 1,5 g dieser Lösung mit 16,3 g Stammlösung versetzt. Die Lösung geliert nach etwa 50 Stunden. Die Aufstriche auf Glasplatten sind nach 30 Minuten staubtrocken und nach 6 Stunden durchgetrocknet. Durch Mitverwendung von Butanol verändert die Aminlösung auch bei längerem Stehen ihre Viskosität nicht; die vernetzten Lösungen sind 'klar und ergeben vollkommen klare Aufstriche.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Lacken unter Verwendung von Harzen aus Diphenolen und Halogenhydrinen (Äthöxylinharzen)'-ünter Zusatz von Polyaminen, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyamin in einem Keton gelöst der Lösung des Äthoxylinharzes zugesetzt wird. ` 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung von 1 Mol Polyamin und 1 bis 2 Mol Keton benützt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 889 501; USA.-Patentschriften Nr. 2 642 412, 2 542 664; Prospekt der Fa. Deutsche Shell Aktiengesellschaft über Shell Epikote, Nr. W 5009/353/16, S. 1 bis 3;