DE1045652B

DE1045652B - Verfahren zur Verbesserung von Hydroxylgruppen enthaltenden Alkydharzen

Info

Publication number: DE1045652B
Application number: DES36372A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl-Heinz Hauck; Fritz Hecker-Over
Original assignee: FRITZ HECKER OVER; KARL HEINZ HAUCK DR ING
Current assignee: FRITZ HECKER OVER; KARL HEINZ HAUCK DR ING
Priority date: 1953-11-16
Filing date: 1953-11-16
Publication date: 1958-12-04

Description

Verfahren zur Verbesserung von Hydroxylgruppen enthaltenden Alkydharzen Viele in der Lack- und Kunststofftechnik verwendeten Kunstharze haben einen unerwünschten Gehalt an Hydroxylgruppen. So zeigen z. B. unverseifte Polyvinylacetate eine gewisse Wasserempfindlichkeit, Aldehydkondensationsprodukte vom Typ der Pheno-oder Aminoplaste durch den Gehalt an Methylolgruppen und/oder phenolischen OH-Gruppen eine Unbeständigkeit gegen aggressive Chemikalien. Besonders empfindlich werden Alkydharze von einem Gehalt an Hydroxylgruppen beeinflußt, indem sich mit steigendem Gehalt an Hydroxylgruppen sowohl ihre Trocknungseigenschaften als auch ihre Wasserbeständigkeiten verschlechtern.
Gegenstand der Erfindung ist die Blockierung der GH-Gruppen in GH-Gruppen enthaltenden Kunstharzen vom Alkydharztyp durch chemische Umsetzung mit Additionsprodukten aus einem Monoisocyanat und Äthylenimin und damit ein Verfahren zur Veredlung solcher Kunstharze.
Alkydharze für lufttrocknende Lacke werden bekanntlich so hergestellt, daß mehrwertige Alkohole, z. B. Glycerin, Pentaerythrit, Trimethylolpropan, Sorbit, mit Dicarbonsäuren, z. B. Phthalsäure, Maleinsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure oder deren Anhy driden, bei gleichzeitiger Anwendung von einwertigen Fettsäuren der trocknenden Öle, z. B. Leinöl, Holzöl, Ricinusöl, Sojaöl, verestert werden. Für die Eigenschaften der Endprodukte ist der Herstellungsweg nicht von wesentlichem Einfluß. Es ist z. B. gleichgültig, ob die freien Fettsäuren zur Mischveresterung gebraucht werden oder ob über die Umsetzungsprodukte von fetten, insbesondere trocknenden Ölen mit Glycerin oder anderen Polyalkoholen, d. h. die sogenannte-n Mono- und Diglyceride, gearbeitet wird oder ob ein nichttrocknendes Öl, wie z. B. Ricinusöl, während der Veresterung durch Dehydratisierung in eine trocknende Komponente verwandelt wird.
Die Eigenschaften der Endprodukte werden vorwiegend beeinflußt durch die Art des verwendeten Öles, den Mengenanteil oxydabler Fettsäuren und durch den Grad der Veresterung, der im allgemeinen durch die Säurezahl (SZ) bestimmt wird.
Da die Veresterungsreaktion eine Gleichgewichtsreaktion ist, kann eine bestimmte SZ von etwa l Omg K O H j e g Substanz nicht unterschritten-werden, ohne daß die Reaktionsprodukte einer quälenden und in lacktechnischer Hinsicht schädlichen Weiterbehandlung unterworfen werden müssen. Bei übertriebener Reduktion der S Z entstehen leicht dunkelgefärbte oder hochviskose Produkte, die lacktechnisch zahlreiche Pachteile aufweisen.
Die mit zunehmendem Veresterungsgrad der Alkydharze zunehmende Unbeweglichkeit der Makromoleküle verzögert aber nicht nur den weiteren Umsatz der in der SZ gemessenen Carboxylgruppen, sondern auch den in der Hydroxylzahl (OHZ) ausgedrückten Umsatz der Hydroxylgruppen.
Es wurde nun gefunden, daß Alkydharze mit wesentlich verbesserten Trocknungseigenschaften erhalten werden können, wenn der Herstellungsvorgang bei den üblichen Säurezahlen von etwa 10 bis 15 abgebrochen wird und wenn die noch vorhandenen Hydroxylgruppen nachträglich durch chemische Umsetzung mit Additionsprodukten aus einem Monoisocyanat und Äthylimin blockiert werden. Die Hydroxylzahlen normal kondensierter Alkydharze liegen bei etwa 40 bis 80 und können durch das Verfahren gemäß der Erfindung unter 5 gedrückt werden, wobei in einzelnen Fällen gleichzeitig die Säurezahl reduziert wird, was aber für die Trocknungseigenschaft nicht von ausschlaggebender Bedeutung ist.
Additionsprodukte aus Monoisocyanat und Äthylenimin reagieren unter Aufspaltung des Dreiringes mit den Hydroxylgruppen in Kunstharzen vom Alkydharztyp nach einer üblichen Additionsreaktion entsprechend der folgenden Gleichung in der R ein beliebiger aliphatischer oder aromatischer oder auch heterocyclischer Rest sein kann. Die Kondensation von Äthylenimin und Isocyanaten, gegebenenfalls in Gegenwart von organischen Oxysäuren, und die Polymerisation der Kondensationsprodukte in der Wärme und gegebenenfalls in Gegenwart von Katalysatoren zu harzartigen Produkten ist bekannt. Die Oxysäuren dienen zur Modifikation der Kondensationsprodukte, die sich nunmehr gut mit sauren Farbstoffen einfärben lassen und die zur Animalisierung künstlicher Fasern dienen-können.
Beim Verfahren gemäß der Erfindung werden dagegen die OH-Gruppen in Alkydharzen durch die Additionsprodukte aus Äthylenimin und Monoisocyanaten blockiert, d. h. chemisch umgesetzt, und es werden auf diese Weise modifizierte Alkydharze erhalten. Beispiel 1000 g Alkydharz mit einem Ölgehalt von 52%, hergestellt in üblicher Weise aus 347 g Sojaöl, 173 g Ricinusöl, 132 g Pentaerythrit, 107 g Glycerin, 355 g Phtalsäureanhydrid, 60 g Benzoesäure mit einer OH -Zahl von 84 und einer Säurezahl von 13 werden mit 243 g eines Additionsproduktes aus Phenylisocyanat und Äthylenimin gemischt und unter einer Kohlensäureatmosphäre 2 Stunden auf 125° C erwärmt. Das Reaktionsprodukt ist etwas dunkler als das Ausgangsharz, trocknet aber nach der Sikkativierung mit üblichen Trockenstoffen erheblich schneller. Ein getrockneter Lackfilm aus dem Reaktionsprodukt hat eine höhere Wasserfestigkeit als ein aus der Lösung des Ausgangsharzes hergestellter Lackfilm.

Claims

PATL\TA\SPRUCH Verfahren zur Verbesserung von Hydroxylgruppen enthaltenden Alkydharzen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Alkydharz der genannten Art mit einem Additionsprodukt aus einem Monoisocyanat und Äthylenimin umgesetzt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 708 544, 737 951, 884109, 914 952; französische Patentschriften Nr. 869 243, 870 597.