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Wäßrige überzugsmittel, Imprägnierungen und Klebstoffe auf der Grundlage
von ölmodifizierten Alkydharzen Gegenstand der Erfindung sind wasserverdünnbare
wäßrige Überzugsmittel, Imprägnierungen und Klebstoffe für Luft- und Ofentrocknung
auf der Grundlage von ölmodifizierten Alkydharzen, die normalerweise nicht in Wasser
löslich sind. Die Verwendung von Wasser als Lösungsmittel bietet große Vorteile,
weil es unbrennbar und physiologisch völlig indifferent ist.
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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.
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Nur in wenigen Spezialfällen sollen gewisse Lösungsmittel, wie z.
B. Styrol und andere monomere Vinylverbindungen, nicht verdunsten, sondern durch
Mischpolymerisation mit dem betreffenden Kunstharz an der Filmbildung teilnehmen.
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Alle unter Verwendung von organischen Lösungsmitteln hergestellten
Kunstharzlösungen haben den Nachteil der leichten Brennbarkeit oder gar der Explosivität.
Sie dürfen nur unter Beachtung besonderer Brandschutz- und Sicherheitsvorschriften
verarbeitet werden. Durch das Abdunsten von physiologisch bedenklichen Lösungsmitteln
sind gesundheitliche Gefahren für den Verarbeitenden möglich. Aus diesen Gründen
hat es nicht an Versuchen gefehlt, die organischen Lösungsmittel ganz oder teilweise
durch das unbrennbare und gesundheitlich unbedenkliche Wasser zu ersetzen.
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Es sind bereits andere wasserlösliche Kunstharze, die nicht zur Gruppe
der Alkydharze gehören, 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 wenig geeignet und dafür
praktisch nur von untergeordneter Bedeutung.
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Es sind auch schon Verfahren beschrieben worden, nach denen Kunstharze
für Anstrichzwecke mit Hilfe von Emulgatoren zu wäßrigen 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 Kasein, Seifen, Wachsseife, Gelatine, Aluminiumsteaiat und Eiweißverbindungen
u. a. vorgeschlagen.
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Polyesterharze und Alkydharze, die durch Veresterung von Polycarbonsäuren
mit Polyalkoholen enthalten 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 gewisse Wassermischbarkeit erreicht
werden, wenn genügend saure Gruppen vorlanden
sind und diese neutralisiert
werden. Dazu ist nach den bisher bekannten Verfahren eine Mindestacidität der Harze
unbedingt notwendig, d. h., ihre Säui ezahl 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 Hydroxyläquivalentzahl
- charakterisiert. Der Gehalt eines Harzes an freien Hydroxylgruppen wird entweder
meist durch die Angabe der Hydroxylzahl (definiert dusch die Anzahl von Milligramm
KOH, die notwendig ist, um die von 1 g eines Stoffes bei der Acetylierung verbrauchte
Essigsäure zu neutralisieren) oder der Hydroxyläquivalentzahl (definiert als Gramm
Harz, in dem 1 g Mol Hydroxylgruppen enthalten ist) festgestellt. Die Hydroxylzahl
steht in einem reziproken Verhältnis zur Hydroxyläquivalentzahl. Einer hohen Hydroxylzahl
entspricht demnach eine niedrige Hydroxyläquivalentzahl.
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Zur Neutralisation der Carboxylgruppen verwendet man neben anorganischen
Alkalihydroxyden auch Ammoniak oder Amine. Nach verschiedenenVerfahren hat man die
Neutralisation dieser Alkydharze so vorgenommen, daß sie sofort in der letzten Phase
ihres Herstellungsprozesses bei höheren Temperaturen mit einer heißen wäßrigen Ammoniaklösung
versetzt wurden. Dabei entstanden nach dem Abkühlen wäßrige Emulsionen und bei genügend
hoher Säurezahl des Alkydharzes bisweilen auch Lösungen, die man z. B. als Imprägniermittel
für Papier vorgeschlagen hat. Nach anderen 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 Selbstbindemittel wenig geeignet. Die technologischen Eigenschaften
der daraus erhaltenen Filme sind hinsichtlich ihrer Wasserbeständigkeit und Wetterfestigkeit
solchen Filmen, die aus üblicherweise verwendeten Alkydharzen mit niedriger Säurezahl
entstehen, deutlich unterlegen.
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Aus diesem Grunde hat man bisher solche Alkydharze, die eine Säurezahl
von über 40 und eine Hydroxyläquivalentzahl 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 weichmachenden 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 100°
C liegende Einbrenntemperaturen erforderlich. Auch hat man solchen Kombinationen
bestimmte Mengen organischer Lösungsmittel, wie z. B. Butanol u. a., zugesetzt.
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Es sind auch Alkydharze beschrieben worden, die durch den Einbau von
Polyalkylenglykolen als Veresterungskomponente in das Harzmolekül hydrophil gemacht
worden sind. Nach erfolgter Neutralisation der freien Carboxylgruppen sind diese
Harze mit Wasser mischbar. Zur Verbesserung des Inlösunggehens dieses Harze hat
man auch noch niedrige Alkohole, wie Methanol und Äthanol, oder Ketone, wie Methyläthylketon,
zugesetzt. Der Einbau von Polyalkylenglykolen in das Harzmolekül hat den Nachteil,
daß die lacktechnischen Eigenschaften dieser Alkydharze gegenüber den handelsüblichen,bewährten,
ölmodifizierten Alkydharzen verändert sind.
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Bekanntlich werden zur Herstellung hochwertiger Anstrichmittel, wie
sie für langlebige Maschinenlackierungen oder für scharfen Beanspruchungen unterworfenen
Kraftfahrzeuglackierungen erforderlich sind, vorwiegend nur solche Alkydharze eingesetzt,
die eine niedrige Säurezahl und eine niedrige Hydroxylzahl 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 wäßrigen 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 konnten.
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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. Die Auswahl an geeigneten Alkydharzen
oder Polyesterharzen für die erfindungsgemäßen wäßrigen Lösungen ist 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.
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Bekanntlich sind Alkydharze Polykondensationsprodukte aus Polyalkoholen
einerseits und Polycarbonsäuren andererseits. Als Polyalkohole werden vor allem
Glycerin, Pentaerytrith, Trimethylolpropan, aber darüber hinaus noch zahlreiche
andere 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 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. Für die beanspruchten Überzugsmittel, Imprägnierungen
und Klebstoffe eignen sich alle hierunter fallenden Harze mit einer Säurezahl von
weniger als 30 und einer Hydroxylzahl von unter 120, entsprechend einer Hydroxyläquivalentzahl
von mehr als 460.
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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 erfindungsgemäß. 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 abgewandelten Harze in der Praxis
verwendet werden können, müssen erst ihre technologischen Eigenschaften durch langwierige,
zeitraubende Prüfungen ermittelt werden. Das ist für die erfindungsgemäßen Überzugsmittel,
Imprägnierungen und Klebstoffe nicht erforderlich. Als bewährt bekannte und bereits
verwendete, übliche Alkydharze können ohne weitere zusätzliche Prüfung eingesetzt
werden. Sie verändern auch in der wäßrigen Lösung nicht ihre bereits bekannten,
guten technologischen Eigenschaften, weil der aus der wäßrigen Lösung entstandene
)@ackfilm 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 ofentr ocknender 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 wasserlösliche Schwermetallsalze, wie z. B. Salze
von Cobalt, Mangan und Blei, zugesetzt.
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Die erfindungsgemäßen wasserverdünnbaren wäßrigen Überzugsmittel,
Imprägnierungen und Klebstoffe für Luft- und Ofentrocknung auf der Grundlage von
wäßrigen, lösungsmittelhaltigen, gegebenenfalls pigmentierten Lösungen von ölmodifizierten
Alkydharzen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie ölmodifizierte Alkydharze von einer
Säurezahl unter 30 und einer Hydroxylzahl unter 120, entsprechend einer Hydroxyläquivalentzahl
über 460, die mit Ammoniak und/oder organischen Aminen und/oder quaternären Ammoniumbasen
neutralisiert worden sind, und vorwiegend flüchtige, polare, amphiphile Verbindungen
mit mindestens einer hydrophilen Ätherbrücke als Lösungsmittel enthalten. Unter
amphiphilen Verbindungen sind solche zu verstehen, die sowohl Verträglichkeit mit
Wasser als auch mit organischen Lösungsmitteln als sogenannte Lösungsvermittler
herbeiführen. So sind amphiphile Verbindungen aus dem Fachbuch »Solvent properties
of amphiphilic compounds« (Winsor, London 1954) bekannt.
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Der technische Fortschritt liegt nun darin, 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 der polaren, vorzugsweise flüchtigen, amphiphilen Verbindungen.
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.
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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.
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Die verwendbaren amphiphilen, vorwiegend flüchtigen Verbindungen müssen
mindestens eine freie Hydroxylgruppe und gegebenenfalls mindestens eine hydrophile
Ätherbrücke besitzen. Es können z. B. solche Verbindungen eingesetzt werden, die
der folgenden allgemeinen Zusammensetzung entsprechen: HO ' (CRIR2 ' CR,R4 ' 0)n
' R5 wobei n = 1 oder ein ganzzahliges Vielfaches von 1, R1, R2, R3, R4 = H, einen
geradkettigen oder verzweigten aliphatischen Rat, R5 = H, einen geradkettigen oder
verzweigten aliphatischen, aromatischen, substituierten aromatischen, gemischt aromatischaliphatischen,
cycloaliphatischen Rest oder eine Hydroxyalkyl-, Hydroxyarylgruppe bedeutet.
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Einzelne Verbindungen dieser Stoffklasse wurden bereits als Lösungsvermittler
zur Herstellung von wasservermischbaren Lösungen von z. B. ätherischen Ölen benutzt.
Es war jedoch bisher nicht bekannt, unter Ausnutzung der lösungsvermittelnden 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 überzuführen.
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Diewasserlöslichmachende Wirkungder amphiphilen Verbindungen, vorzugsweise
der Verbindungen der bereits genannten Formel HO ' (CRIR2 - CR,R4 ' 0)n ' R5, gegenüber
Alkydharzen oder dergleichen Polyesterharzen 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 erforderliche pH-Wert kann zwischen 6,5 und 8,5 liegen. Zum Neutralisieren können
Ammoniak oder wasserlösliche, organische, primäre, sekundäre, tertiäre, aliphatische
Mono- oder Polyamine, ferner Mono-, Di-, Trialkanolamine oder gemischte Alkylalkanolamine
verwendet werden. Als Beispiele seien genannt: Methylamin, Äthylaxrin, Dimethylamin,
Triäthylamin, Diäthylentriamin, D:propylentriamin, Mono-, Di-, Triäthanolamin. Verwendet
werden können auch aus diesen Aminen entstandene quaternäre Ammoniumbasen.
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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 - (CRIR2 - CR,R4 - 0)n - R,
enthält, die selbst nicht wasserlöslich sind, aber durch die Mitverwendung amphiphilet
Produkte ebenfalls wassermischbar werden.
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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 körperarm wird. Deshalb ist es mitunter
zweckmäßig, diesen Alkydharzlösungen noch kleine Mengen an organischen Lösungsmitteln
beizumischen. Hierzu 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 verbessern organische Lösungsmittel, auch solche, die selbst nicht
wasserlöslich sind, noch die Wasseraufnahmefähigkeit der Harzlösung. Diese Beobachtung
ist deshalb überraschend, weil Lösungen von neutralisierten Alkydharzen in wasserlöslichen
Lösungsmitteln, wie z. B. Dimethylformamid, Dimethylsulfoxyd, Tetrahydrofuran, Dioxan,
Milchsäureäthylester, 2-Methyl-2,4-pentandiol, Diacetonalkohol, durch Zusatz von
Wasser trübe werden und das Harz sich aus der Lösung abschcidet.
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Ein Zusatz geeigneter organischer Lösungsmittel zu den Lösungen der
neutralisierten Alkydharze in amphiphilen Verbindungen kann die Viskosität der Harzlösung
beträchtlich erniedrigen. Dadurch können körperreichere Lacke erhalten werden.
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Ein Zusatz von organischen Lösungsmitteln verringert ferner auch die
Gefahr von Pigmentagglomerationen in pigmentierten, wasserhaltigen Lackfarben und
verhindert damit auch eine Glanzeinbuße der fertiglackierten Oberfläche, z. B. bei
Anwendung des Tauchens, Flutens, Gießens od. dgl.
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Die hohe Verdunstungszahl des Wassers kann durch den Zusatz geeigneter
Lösungsmittel so beeinflußt werden, daß Gemische entstehen, deren gemeinsame Verdunstungszahl
niedriger als die des Wassers ist. Dies ermöglicht einen Spritzauftrag an senkrechten
Flächen ohne Gefahr des Ablaufens.
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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.
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Den erfindungsgemäßen Harzlösungen können auch nach den üblichen Verfahren
mit Hilfe von Kugelmühlen, Walzenstühlen u. dgl. Pigmente, Pigmentfarbstoffe und/oder
Füllmittel einverleibt werden. Auf diese Weise lassen sich wertvolle Anstrichmittel
herstellen, und zwar sowohl luft- als auch ofentrocknende Typen. Die erhaltenen
Lacke und Lackfarben können nach gebräuchlichen Methoden, wie z. B. Streichen, Spritzen,
Tauchen, Walzen oder Gießen, 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 zu Imprägnierungen. Klebstoffen, farblosen und gefärbten und pigmentierten
Lacken, ferner zu Spachteln, Grundierfarben u. dgl. verarbeitet werden 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.
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Beispiel 1 A. Ein in bekannter Weise durch Mischveresterung hergestelltes
trocknendes mittelöliges Rizinenalkydharz mit einem Olgehalt von 40 °/o, einem Phthalsäureanhydridgehalt
von 38 °/11, einer Säurezahl von etwa 25 und einer Hydroxylzahl von etwa 80, entsprechend
einer Hydroxyläquivalentzahl von etwa 680, wird in Äthylenglykolmono-n-propyläther
gelöst und auf einen Festkörpergehalt von 85°/o eingestellt. Diese Lösung wird mit
Methylisopropanolamin neutralisiert.
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B. 100 Gewichtsteile des neutralisierten Produktes A werden mit 15
Gewichtsteilen Sekundär-Butanol versetzt und mit 55 Gewichtsteilen Wasser weiter
verdünnt, so daß eine 5011/11ige, Harz enthaltende klare Lösung entsteht. Ihr pH-Wert
beträgt 7 bis 75. Diese Lösung liefert nach dem Aufbringen auf eine sorgfältig gereinigte
und entfettete Metallplatte einen Film, der nach dem Einbrennen bei 130°C während
einer Stunde eine gut haftende, harte, sehr widerstandsfähige und glänzende Lackierung
ergibt. Vor dem Einbrennen sollte man den nassen Lackfilm zweckmäßig20 Minuten an
der Luft abdunsten lassen.
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C. Aus 100 g der nach B hergestellten, mit Wasser verdünnten Alkydharzlösung
mit einem Festkörpergehait von etwa 50°/0, 40 g Titandioxyd Rutil und 3 g Elfenbeinschwarz
wird durch Vermahlen in einer Kugelmühle eine feindispergierte Lackfarbe hergestellt.
Diese kann durch Spritzen oder Tauchen auf einen sorgfältig gereinigten und entfetteten
Metallgegenstand aufgebracht werden, wobei sie im Bedarfsfall mit Wasser auf die
zweckmäßigste Verarbeitungskonsistenz weiter verdünnt werden kann. Nach 20 Minuten
langem Abdunsten des nassen Films an der Luft wird 1 Stunde bei 130° C eingebrannt
und eine gut haftende, harte, sehr widerstandsfähige und glänzende Lackierung mit
grauem Farbton erhalten.
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D. 140 g der nach B erhaltenen, mit Wasser verdünnten Alkydharzlösung
mit einem Festkörpergehalt von etwa 50°/a werden mit 50 g einer wäßrigen Lösung
eines Melaminharzes mit einem Festkörpergehalt von etwa 6011/o, 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 Minuten an der Luft abgedunstet. Anschließend wird 30 Minuten bei 120° C eingebrannt.
Es entsteht ein harter, kratzfester Einbrennlackfilm.
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Beispiel 2 Ein in bekannter Weise durch Mischveresterung hergestelltes,
nicht trocknendes Rizinusöialkydharz mittleren Ölgehaltes mit einem Ölgehalt von
520/", einem Phthalsäureanhydridgehalt von 2711/o, einer Säurezahl von 17,5 und
einer Hydroxylzahl von 107; entsprechend einer Hydroxyläquivalentzahl von 523,
wird
in Äthylenglykolmono-n-butoxyäthyläther gelöst und auf einen Festkörpergehalt von
700/0 eingestellt. Diese Lösung wird mit Diäthanolamin neutralisiert.
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100 Gewichtsteile der 70%igen Alkydharzlösung, 60 Gewichtsteile 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 Gewichtsteile Wasser, 68 Gewichtsteile
Titandioxyd Anatas, 42,5 Gewichtsteile Zinksulfid und 59,5 Gewichtsteile Schwerspat
werden auf einem 3-Walzen-Stuhl zu einer Lackfarbe angerieben.
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Diese so erhaltene Lackfarbe hat einen pH-Wert zwischen 6,8 und 7,7.
Sie wird als Tauchlack verwendet und mit einem Gemisch aus n-Propanol und Wasser
(1: 1) auf 17 Sekunden im DIN-Becher 4 mm tauchfertig eingestellt. Die sorgfältig
gereinigten und entfetteten Eisenteile werden nach dem Lackauftrag und genügendem
Ablüftenlassen (etwa 20 Minuten) des nassen Lackfilms etwa 10 Minuten bei 160°C
in einem Infrarot-Trockenofen eingebrannt. Es entsteht eine haftfeste, harte, wasserfeste
Grundierschicht. Beispiel 3 Ein in bekannter Weise durch Mischveresterung hergestelltes,
trocknendes mittelöliges Rizinenalkydharz mit einem Ölgehalt von 400/0, einem Phthalsäureanhydtidgehalt
von 380/0, 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.
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100 Gewichtsteile der neutralisierten 85%igen Alkydharzlösung, 7 Gewichtsteile
der gemäß Beispiel 1, D, beschriebenen wäßrigen Lösung eines Melaminharzes mit 60%
Festkörpergehalt, 15 Gewichtsteile Äthylenglykolmonophenyläther und 30 Gewichtsteile
Wasser werden zu einer klaren Lösung, die einen pH-Wert von 7,3 bis 8,2 hat, 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 Blechlack wird 1 Stunde bei 160°C eingebrannt
und gibt einen nähelastischen Film mithornartiger Oberflächenbeschaffenheit. Beispiel
4 Ein in bekannter Weise durch Mischveresterung hergestelltes trocknendes Alkydharz
mittlerer Öllänge auf der Basis von Oiticicaöl mit einem Ölgehalt von 390/" einem
Phthalsäureanhydridgehalt von 400/" einer Säurezahl von 24 und einer Hydroxylzahl
von 105, entsprechend einer Hydroxyläquivalentzahl von 535, wird in Äthylenglykolmono-n-propyläther
gelöst und auf einen Festkörpergehalt von 700/0 eingestellt.
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100 Gewichtsteile dieser 700%igen Lösung werden mit 6 Gewichtsteilen
einer 25%igen wäßrigen Ammoniaklösung neutralisiert und mit 10 Gewichtsteilen Sekundär-Butanol,
5 Gewichtsteilen Hexylenglykol, 60 Gewichtsteilen Wasser, 0,01 Gewichtsteilen Mangan
in Form von Manganacetat und 51 Gewichtsteilen Eisenoxydrot zu einer streichfertigen
Rostschutzfarbe verarbeitet, die gegebenenfalls mit Wasser noch nachverdünnt werden
kann. Es entsteht ein lufttrocknender rotbrauner Farbauftrag.
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Beispiel 5 Ein in bekannter Weise durch Mischveresterung hergestelltes
trocknendes Rizinenalkydharz mit einem Ölgehalt von 400/" einem Phthalsäureanhydridgehalt
von 38 0/0, einer Säurezahl von 25 und einer Hydroxylzahl von 80, entsprechend einer
Hydroxyläquivalentzahl von 680, wird in Äthylenglykolmono-n-butyläther gelöst und
auf einen Festkörpergehalt von 700/0 eingestellt.
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100 Gewichtsteile dieser 70%igen Lösung werden mit 4 Gewichtsteilen
Diäthanolamin neutralisiert und mit 18 Gewichtsteilen Äthylengylkolmono-n-Butyläther
und 48 Gewichtsteilen 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.
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Beispiel 6 A. Ein in bekannter Weise durch Mischveresterung hergestelltes
trocknendes mittelöliges Leinöl-Holzöl-Alkydharz mit einem Ölgehalt von 38 0/0,
einem Phthalsäureanhydridgehalt von 310/0 und einem Gehalt an modifizierten Harzen
von 20 0/0, einer Säurezahl von 20,5 und einer Hydroxylzahl von etwa 100, entsprechend
einer Hydroxyläquivalentzahl von etwa 560, wird in Äthylenglykolmonobutyläther gelöst
und auf einen Festkörpergehalt von 70 % eingestellt. 100 g dieser Lösung werden
28 g einer 10%igen Lösung von Tetramethylammoniumhydroxyd in Wasser zugesetzt.
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B. 128 g des neutralisierten Produktes A, 50 g einer wäßrigen Lösung
eines Melaminharzes mit einem Festkörpergehalt von etwa 6001., das in bekannter
Weise durch Kondensation von Melamin, Formaldehyd und Methanol erhalten wurde, 100
g Eisenoxyd (rot) und 100 g Wasser werden in einer Kugelmühle zu einer Lackfarbe
vermahlen.
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Diese so erhaltene Lackfarbe wird mit weiterem Wasser auf einen Festkörpergehalt
von etwa 30 bis 35 0/0 eingestellt und mittels einer Spritzpistole auf sorgfältig
gereinigte und entfettete Eisenbleche aufgetragen. Nach genügender Ablüftezeit (etwa
1 Stunde) des nassen Lackfilms wird der Film 20 Minuten bei 170°C in einem Trockenofen
eingebrannt. Es entsteht eine haftfeste, harte, wasserfeste Grundierschicht.