DE1230153C2

DE1230153C2 - Waessrige Einbrennlacke

Info

Publication number: DE1230153C2
Application number: DE1962F0037626
Authority: DE
Inventors: Dr Rolf Dhein; Dr Karl Raichle
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1962-08-18
Filing date: 1962-08-18
Publication date: 1973-12-06
Also published as: AT280447B; NL136444C; DE1230153B; US3474060A; CH428050A; NL296492A; GB1026626A; DK107371C

Description

Die Erfindung betrifft wäßrige Einbrennlacke, welche Salze von fettsäuremodifizierten Alkydharzen in Lösung und basische Pigmente enthalten.

Wäßrige Einbrennlacke sind seit langem bekannt und finden steigende Beachtung, da die Verwendung von Wasser an Stelle organischer Lösungsmittel erhebliche Vorteile'bietet. Sie bestehen entweder aus meist unter Verwendung oberflächenaktiver Stoffe hergestellten wäßrigen Emulsionen wasserunlöslicher Lackbindemittel (vgl. zum Beispiel die französische Patentschrift 1 082 978) oder aus gegebenenfalls noch mit Wasser weitgehend oder völlig mischbare organische Lösungsmittel enthaltenden wäßrigen Lösungen insbesondere solcher Lackbindemittel, die saure Endgruppen enthalten und durch Zugabe basischer Stoffe wasserlöslich werden. Die wäßrigen Lösungen werden den Emulsionen im allgemeinen vorgezogen, da sie auch gegenüber starken Temperaturschwankungen unempfindlich sind und oberflächenaktive Stoffe, welche die Wasserfestigkeit der daraus hergestellten Lacküberzüge beeinträchtigen, nicht enthalten.

Bekannte wäßrige Lackbindemittellösungen enthalten z. B. Salze Fettsäurereste enthaltender Alkydharze mit Ammoniak oder primären, sekundären oder tertiären organischen Aminen. Ein wesentlicher Nachteil der bekannten, unter Verwendung von Ammoniak hergestellten wäßrigen Lackbindcmittellösungen besteht darin, daß sie nicht mit basischen Pigmenten verarbeitet werden können. Insbesondere die Zugabe des in der Hauptsache aus Zinkoxyd bestehenden basischen Pigments Zinkweiß, welches wegen seiner korrosionsverhinderndcn Wirkung geschätzt ist und z. B. in lufttrocknenden Ölfarbenanstrichen mit gutem Erfolge zum Oberflächenschutz von Metallen verwendet wird, ist hier nicht möglich, da die Zugabe von Zinkweiß zu derartigen Lösungen einen starken Viskositätsanstieg oder ein teilweises oder vollständiges Unlöslichwerden der in Wasser gelösten Harze bewirkt. Auch bei solchen wäßrigen Lackbindemittellösungen, welche unter Verwendung organischer Amine hergestellt wurden, verursacht nach bisheriger Ansicht der Zusatz basischer Pigmente, insbesondere von Zinkweiß, eine unerwünschte Herabsetzung der Lagerbeständigkeit und eine Beeinträchtigung der Wasserfestigkeit und der Witterungsbeständigkeit daraus hergestellter Lacküberzüge. Dementsprechend sind bisher auch noch keine Lackbindemittellösungen der genannten Art mit einem Zusatz von basischen Pigmenten versehen worden. Dies gilt im übrigen auch für solche wäßrigen Lackbindemittellösungen, welche, wie vielfach üblich, zusätzlich noch wasserlösliche Harnstoff- oder Melamin-Formaldehydharze enthalten. Eine gute Witterungsbeständigkeit und eine gute Wasserfestigkeit zusammen mit einer möglichst großen Korrosionsschutzwirkung der Lacküberzüge ist jedoch eine wichtige Voraussetzung für die Eignung eines wäßrigen Einbrennlackes zur Herstellung von Lacküberzügen insbesondere auf Metalloberflächen.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß gegebenenfalls noch mit Wasser weitgehend oder völlig mischbare organische Lösungsmittel enthaltende, wäßrige Lackbindemittellösungen auf Grundlage von Salzen Fettsäurereste enthaltender Alkydharze mit organischen Aminen, welche sehr gut lagerbeständig sind und zu Lacküberzügen mit hervorragender Wasserfestigkeit, bedeutend verbesserter Witterungsbeständigkeit und verbessertem Glanz verarbeitet werden können, erhältlich sind, welche mit basischen Pigmenten, insbesondere Zinkweiß, verträglich sind, wenn von fettsäuremodifizierten Alkydharzen einer Säurezahl von mindestens 25 ausgegangen wird und zu deren Salzbildung Trimethyl-, Triäthyl-, Tri-n-propyl-, Triisopropyl- und Diäthylbiitylamin oder Mischungen solcher Amine verwendet werden.

Gegenstand der Erfindung sind daher wäßrige Einbrennlacke auf der Grundlage von wäßrigen Lösungen von Salzen aus tertiären Aminen und Fettsäurereste enthaltenden Alkydharzen, Pigmenten und gegebenenfalls mit Wasser weitgehend oder völlig mischbaren organischen Lösungsmitteln die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie Salze aus Trimethyl-, Triäthyl-, Tri-n-propyl-, Triisopropyl- und Diätliylbufylamin und Alkydharzen einer Säurezahl über 25 sowie basische Pigmente enthalten.

Überraschenderweise ist nur bei Verwendung der speziellen tertiären Alkylamine gemäß der vorliegenden Erfindung durch den Zusatz basischer Pigmente eine Verbesserung der Eigenschaften der Lacküberzüge möglich, während wäßrige Lackbindemittellösungen der genannten Art, welche zwar ebenfalls basische Pigmente enthalten, aber unter Verwendung anderer tertiärer Amine oder primärer oder sekundärer Amine hergestellt wurden, Lacküberzüge mit deutlich geringerer Wasserfestigkeit und Witterungsbeständigkeit ergeben.

In dei österreichischen Patentschrift 180 407 und der dieser nahestehenden deutschen Auslegeschrift 1 113 775 sind zwar Einbrennlacke auf der Grundlage wäßriger Lösungen von Alkydharzsalzen organischer Amine beschrieben, ^υόπ denen auch die bei der vorliegenden Erfindung getroffene Auswahl insoweit mit umfaßt wird, als es dort heißt, daß für die Salzbildung in vielen Fällen wasserlösliche, organische, starke Stickstoffbasen vor dem Ammoniak den Vorzug verdienen, unter anderem auch die untersten Vertreter der tertiären aliphatischen Amine. In der Patentschrift ist aber nirgends erwähnt, daß

gerade durch die Verwendung der tertiären aliphatischen Amine die wäßrigen AlkydharzIÖsungen mit basischen Pigmenten verträglich werden, noch viel weniger, daß durch die Auswahl der untersten Vertreter dieser Stoffklasse außerdem besondere Vorteile in bezug auf die Eigenschaften der Lacküberzüge erzielt werden können. In dieser Patentschrift ist von basischen Pigmenten überhaupt nicht die Rede, sondern nur von alkaliempfindlichen Pigmenten,, wie Pariser-Blau, Chromgelb usw.

Offenbar hat man unter den Salzbildnern für die Alkydharze in der Praxis das Ammoniak stets bevorzugt, so daß die z. B. im »Journal of the Oil and Colour Chemist' Association« (Vol.44, Nr. 2 [1961], S. 122) getroffene Feststellung der Nichtverträglichkeit mit basischen Pigmenten in der Tat zutrifft. Auch in den Beispielen der österreichischen Patentschrift wird überwiegend Ammoniak verwendet. Allerdings heißt es in den Beispielen 1 und 5 auch »oder einer anderen wasserlöslichen organischen so StickstofTbase« und »oder einer anderen äquivalenten Base«. Diese Möglichkeit hat man aber offenbar nicht weiterverfolgt, so daß man die besonderen Vorteile, die mit der Verwendung der untersten Vertreter der tertiären aliphatischen Amine in Verbindung mit basischen Pigmenten verbunden sind, nicht erkannt hat. Das im Beispiel 6 der Patentschrift verwendete Triäthanolamin gehört nicht zu den gemäß der vorliegenden Erfindung ausgewählten Salzbildnern, weil es diese Vorteile nicht bietet.

Andererseits sind in der französischen Patentschrift 901 476 mit basischen Pigmenten verträgliche wäßrige Kunstharzlösungen beschrieben. Jene sind jedoch mit den wäßrigen AlkydharzIÖsungen der vorliegenden Erfindung nicht vergleichbar, da es sich dort um ganz andersartige Stoffe, nämlich um Salze von Polyacrylsäure bzw. Mischpolymerisaten von Acrylsäure mit anderen polymcrisierbaren Monomeren handelt, die in ihrem chemischen Aufbau und demzufolge auch in ihren Eigenschaften völlig verschieden von Alkydharzsalzen sind. So sind z. B. selbst ammoniakalische Polyacrylsäurclösungcn mit Zinkoxyd verträglich, niemals jedoch ammoniakalische AlkydharzIÖsungen.

. Die wäßrigen Lackbiiulemitiellösungcn gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten /weckmäßig die tertiären Amine in solchen Mengen, daß der pH-Wert der Lösungen mindestens 6,5 beträgt. Es ist jedoch zweckmäßig, wenigstens die der Säurezahl äquivalente Menge an Amin zu verwenden. Vorzugsweise 5^Ü wird so viel Amin zugegeben, daß der pH-Wert der Lackbindemittellösung 7,5 beträgt. Noch größere Mengen an Aminen und entsprechend höhere pH-Werte sind ebenfalls möglich.

Als basische Pigmente können z. B. Zinkweiß, aber auch chemisch reines Zinkoxyd, ferner Bleiweiß, Bleicyanamid und Mennige oder Mischungen der genannten basischen Pigmente verwendet werden. Die zuzusetzenden Mengen können in weiten Grenzen schwanken und richten sich im wesentlichen nach der Art des verwendeten Alkydharzes und des tertiären aliphatischen Amino. Im allgemeinen ergeben z. B. bereits Mengen von etwa 1 Gewichtsprozent Zinkweiß, bezogen auf die Gesamtmenge der gelösten Alkydharzsalze, deutliche Verbesserungen. Gegebenenfalls kann jedoch durch Zugabe größerer Mengen, vorzugsweise etwa 5 bis 15%, eine weitere Verbesserung der Wasserfestigkeit und Witterungsbeständigkeit der Lacküberzüge erreicht werden. Auch der Zusatz noch größerer Mengen basischer Pigmente ist möglich.

Neben basischen Pigmenten können den wäßrigen Einbrennlacken gegebenenfalls noch andere gebräuchliche Pigmente, wie Titandioxyde, Eisenoxyde und Chromoxyd, ferner organische Pigmente sowie Füllstoffe, wie Schwerspat, in üblichen Mengen zugesetzt werden.

Wäßrige Einbrennlacke gemäß der vorliegenden Erfindung, die als Pigmente neben Zinkoxyd Titandioxyd enthalten, ergeben insbesondere in Kombination mit wasserlöslichen Aminoplasten Lacküberzüge, die im Vergleich zu Filmen, die nur mit Titandioxyd pigmentiert sind, neben einer besonders hervorragenden Wasserfestigkeit und Witterungsbeständigkeit einen deutlich verbesserten Glanz zeigen, insbesondere dann, wenn die Säurezahl der zugrunde liegenden Alkydharze weniger als 40 beträgt. Säurezahlen der zugrunde liegenden Alkydharze von mehr als 40 können diese Glanzverbesserung beeinträchtigen, während die Hydroxylzahlen darauf ohne Einfluß sind. Überzüge aus gleichen Lacken, die kein Zinkoxyd enthalten, sondern nur neutrale Pigmente, wie Titandioxyd, sind oft matt, zeigen schon nach kurzer Wässerung ein deutliches Nachlassen der Filmfestigkeit, eine sehr früh einsetzende Blasenbildung sowie eine schlechte Witterungsbeständigkeit. Die Fettsäurereste enthaltenden Alkydharze können in bekannter Weise aus nichttrocknenden, halbtrocknenden oder trocknenden Ölen, wie Kokosöl, Ricinusöl, Ricinenöl, Sojaöl oder Leinöl, bzw. Gemischen solcher Öle, mehrbasischen Säuren oder deren Anhydriden, wie Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure, Tetrachlorphthalsäure, Adipinsäure, Trimellithsäureanhydrid usw., und Polyolen, wie Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Butandiolen, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit u. dgl., hergestellt sein. Auch ist es möglich, an Stelle von Ölen oder in Kombination mit Ölen Fettsäuren aus natürlichen Ölen oder synthetische Fettsäuren oder aus natürlichen Fettsäuren durch Hydrieren, Dehydratisieren oder Dimerisieren erhaltene Produkte zu verwenden. Solche Fettsäuren sind z. B. Sojafettsäure, Leinölfettsäure, Kokosfettsäure, Ricinolsäure, hydrierte Ricinolsäure, Ricinensäure und die aus Paraffinkohlenwasserstoffen erhältlichen Fettsäuren. Darüber hinaus können die genannten Alkydharze auch durch Einbau natürlich vorkommender Harze, wie Kolophonium, oder Harzsäuren, wie Abietinsäure, oder daraus erhältlicher Derivate, wie Abietylalkohol, modifiziert sein.

Neben den genannten Alkydharzen können die erfindungsgemäßen wäßrigen Einbrennlacke gegebenenfalls auch noch andere wasserlösliche Lackbindemittel, insbesondere wasserlösliche Aminoplaste, wie Harnstoff- und/oder Melamin-Formaldehydharze, enthalten, wodurch besonders widerstandsfähige Lacküberzüge erhalten werden.

Die Fettsäurereste enthaltenden Alkydharze können nach Zugabe der genannten Amine nur dann in befriedigender Weise in Wasser, gegebenenfalls unter Zusatz von mit Wasser weitgehend oder völlig mischbaren organischen Lösungsmitteln, gelöst werden, wenn die Alkydharze Säurezahlen über etwa 25 besitzen. Besonders geeignet sind im allgemeinen Alkydharze mit Säurezahlen zwischen etwa 25 und etwa 40 und Hydroxylzahlen zwischen etwa 30 und etwa 150.

Freie Hydroxylgruppen unterstützen in günstiger Weise die Wasserlöslichkeit der Alkydharze. Höheie Hydroxylzahlen, z. B. solche zwischen etwa 150 und 250, und/oder höhere Säurezahbn, z. B. solche zwischen etwa 40 und 70, veidienen namentlich dann den Vorzug, wenn besonders gut mit Wasser verdünnbare und besonders niedrig viskose Einbrennlacke, die z. B. als Tauchlacke geeignet sind, hergestellt werden sollen. Alkydharze mit Säurezahlen über etwa 80 und/oder Hydroxylzahlen über etwa 520 können zwar auch noch verwendet werden, sind jedoch wegen der zahlreichen hydrophilen Gruppen zur Herstellung besonders wasserfester und witterungsbeständiger Überzüge weniger geeignet, obwohl es möglich ist, diesen Nachteil durch Zugabe größerer Mengen basischer Pigmente weitgehend wieder auszugleichen.

Sollen die genannten Alkydharze zusammen mit wasserlöslichen Aminoplasten verwendet werden, so ist es zweckmäßig, für einen genügend hohen Gehalt der Harze an freien Hydroxylgruppen zu sorgen, damit beim Einbrennen eine weitgehende Vernetzung durch Umsetzung der Aminoplasten mit den freien Hydroxylgruppen der Alkydharze erfolgen kann. Alkydharze mit Hydroxylzahlen über etwa 30 haben sich für diesen Zweck als besonders geeignet erwiesen.

Die Herstellung der erfmdungsgemäßen wäßrigen Einbrennlacke kann durch Zugabe der genannten tertiären aliphatischen Amine zu dem verflüssigten Alkydharz unter Rühren und Verdünnen des Umsetzungsgemisches mit Wasser oder durch Verkneten des Alkydharzes mit dem Amin und einer geringen Menge Wasser in einem Kneter und Verdünnen der erhaltenen konzentrierten Lösung mit Wasser erfolgen. Es ist aber auch möglich, das Alkydharz zunächst in einem oder mehreren, mit Wasser teilweise oder völlig mischbaren organischen Lösungsmitteln, insbesondere Ätheralkoholen, wieÄthylenglykolmonoäthyläther und Äthylenglykolmonobutyläther, gegebenenfalls auch im Gemisch mit weiteren organischen Lösungsmitteln, wie Alkoholen, Estern, Ketonen oder Äthern, zu lösen, die erhaltene Lösung mit dem tertiären aliphatischen Amin zu versetzen und die entstandene Salzlösung mit Wasser zu verdünnen. Die Viskosität der Lösung ist außer von der Art des verwendeten Alkydharzes und dessen Menge sowie der Anzahl der in diesem enthaltenen hydrophilen Gruppen auch von der Art und der Menge des gegebenenfalls mitverwendeten organischen Lösungsmittels abhängig. Lösungen mit einem Gehalt an Äthylenglykolmonobutyläther besitzen z. B. vergleichsweise niedrige Viskositäten.

Die Zugabe der basischen Pigmente und der gegebenenfalls mitzuverwendenden übrigen Pigmente und Füllstoffe zu den wäßrigen Bindemittellösungen kann nach den üblichen Verfahren erfolgen. Um eine gute Benetzung zu gewährleisten, sind Walzenstühle und Kugelmühlen geeignet. Man kann z. B. so Verfahren, daß man zunächst aus den genannten Stoffen und einer konzentrierten Bindemittellösung durch Anreiben eine Paste herstellt und aus der so erhaltenen Paste durch Zugabe von Wasser und weiterer Bindemittellösung, gegebenenfalls auch unter Zugabe wasserlöslicher Aminoplaste, den gewünschten Einbrennlack herstellt. Gegebenenfalls können auch bereits basische Pigmente enthaltende wäßrige Bindemittellösungen nachträglich noch mit weiteren Pigmenten und/oder Füllstoffen versetzt werden.

Die so erhaltenen wäßrigen Einbrennlacke können sofort, vorzugsweise jedoch nach einer Reifezeit von etwa 48 bis 72 Stunden oder länger, nach üblichen Verfahren, z. B. durch Spritzen, Tauchen, Gießen

•5 oder Streichen, auf die zu lackierenden Gegenstände aufgebracht werden. Das Aushärten der Überzüge erfolgt, wie an sich bekannt, bei Temperaturen über etwa 100°C, wobei die erforderliche Einbrenndauer von der gewählten Einbrenntemperatur abhängt.

ίο Man erhält Lacküberzüge, die auch nach mehrwöchigem Wässern keine Blasen bilden oder durch den Einfluß des Wassers nicht an mechanischer Festigkeit verlieren, im Gegensatz zu zinkoxydfreien Überzügen oder zu Überzügen aus zinkoxydhaltigen, aber statt mit den genannten tertiären flüchtigen Aminen mit anderen, z. B. primären oder schwerflüchtigen tert. Aminen hergestellten Einbrennlacken, die bereits nach kurzfristiger Wassercinwirkung deutlich weniger kratzfest geworden sind oder schon nach 2 bis 3 Tagen starke Blasenbildung oder sogar beides aufweisen.

Die in den nachstehenden Beispielen angegebenen Teile sind, falls nicht anders vermerkt, Gewichtsteile.

Beispiel 1

Aus 932 Teilen Ricinusöl, 442 Teilen Trimcthylol-

propan, 194 Teilen Pentaerythrit, 663 Teilen Phthal- j Säureanhydrid und 204 Teilen Adipinsäure wird in ' bekannter Weise ein Alkydharz hergestellt, indem das Ricinusöl mit 300 Teilen des Trimethylolpropans und 441 Teilen des Phthalsäureanhydrids bei 26O⁰C in einer Stickstoffatmosphäre und unter Rühren umgesetzt wird, bis die zuerst fallende Viskosität (gemessen an einer 70%igen Lösung in Toluol nach DIN 53 211) wieder zu steigen beginnt. Dieses Umsetzungsprodukt wird mit dem restlichen Trimethylolpropan und dem Pentaerythrit etwa 1 Stunde bei 250⁰C umgeestert. Danach wird die restliche Menge Phthalsäureanhydrid und die gesamte Menge Adipinsäure zugegeben und das Reaktionsgemisch anschließend so lange auf Temperaturen zwischen 150 und 180°C erwärmt, bis schließlich ein Alkydharz mit einer Säurezahl von 35 erhalten wird. Das so erhaltene Harz, welches eine Hydroxylzahl von 134 bis 135 und eine Viskosität von 150 bis 190 Sekunden (gemessen an einer 50%ig^en Lösung in Xylol

5" nach DIN 53 211) besitzt, wird auf 12O⁰C abgekühlt und anschließend in Äthylenglykolmonobutyläther zu einer 63,5°/₀'g^en Lösung gelöst.

la. Ein Teil dieser Alkydharzlösung wird zum Vergleich bei einer Temperatur unter 4O⁰C mit konzentrierter wäßriger Ammoniaklösung in solcher Menge versetzt, daß eine 30 % Alkydharz enthaltende Probeverdünnung in Wasser einen pH-Wert von 7,5 : aufweist (gemessen mit Spezial-Indikatorpapier Merck, i pH-Bereich 6,4 bis 8,0). Die mit Ammoniak versetzte ]

Alkydharzlösung in Äthylenglykolmonobutyläther wird dann mit destilliertem Wasser so verdünnt, daß eine 55 °/₀ Alkydharz enthaltende Lösung entsteht.

Ib. Wie unter la beschrieben, wird eine Alkydharzlösung hergestellt, die jedoch statt Ammoniak Triäthylamin in solcher Menge enthält, daß der gleiche pH-Wert erhalten wird.

Aus den Lösungen la und Ib werden Lacke folgender Zusammensetzung hergestellt:

Lösung la

Lösung Ib

Titandioxyd (Rutil, feindispers)

Zinkweiß

Wasser (destilliert)

Lack 1 A Teile

54,50

12,75

2,25 30,50

Lack 1 B Teile

54,50

12,75

2,25

30,50

Bereits nach kurzer Lagerung der beiden Lacke zeigt sich, daß der Lack IA nicht zinkweißverträglich ist. Die Anwesenheit von Zinkoxyd führt im Durchschnitt bereits nach 4 Wochen zu einem Unlöslichwerden des Alkydharzes in dem wäßrigen Medium, während der Lack 1B unverändert bleibt.

Stellt man den Lacken 1A und 1B in der Zusammensetzung entsprechende, jedoch statt eines Gemisches aus Titandioxyd und Zinkweiß nur Titandk>xyd enthaltende Lacke her, so zeigt sich beim Lagern dieser zinkoxydfreien Lacke, daß auch der aus Lösung 1 a hergestellte Lack kein Alkydharz ausscheidet.

B e i s ρ i e 1 2

Aus der im Beispiel 1 beschriebenen Lösung 1 b werden die nachfolgenden Lacke hergestellt:

Lösung Ib

Titandioxyd (Rutil, feindispers)

Zinkweiß

Wäßrige Melaminharzlösung(60 °/_oig, hergestell t
nachfranzösischerPatentschrift 943 411, Beispiel 2)

Wasser

Lack 2 A Teile

45,40

10,62 1,88

8,35 33,75

Lack 2 B Teile

45,40 12,50

8,35

33,75

Die Lacke werden nach e iner Reifezeit von 72 Stunden mit der Spritzpistole auf Eisenbleche aufgebracht und die so lackierten Bleche nach einer Ablüftungszeit von etwa 10 Minuten 30 Minuten lang bei 150⁰C eingebrannt. Die durch Zinkweiß bedingte Verbesserung der Lackfilme, deren Schichtdicke jeweils 30 bis 40 μ beträgt, geht aus Tabelle 1 hervoi. Die Prüfung der Wasserfestigkeit wurde durch Eintauchen der lackierten Bleche in Leitungswasser geprüft und Veränderungen der Überzüge, z. B. ihrer mechanischen Festigkeit unter dem Einfluß des Wassers, durch Kratzen mit dem Fingernagel festgestellt. Die Glanzbeurteilung erfolgte nach ASTM D 523-53 T bei einem Reflexionswinkel von 20° in einem Gardner-Glanzmesser.

Erläuterungen zu Tabelle I

Glanzbeurteihing: Der Glanz der Überzüge ist um so höher, je höher die gefundenen Meßwerte liegen.

Beurteilung der Wasserfestigkeit: 0 = Überzug nach der Wässeiung unverändert. 1 = Erster merklicher Angriff, schon mit dem Fingernagel zu verletzen. 2 =~- Deutlicher Angriff, Film mit dem Fingernagel sehr leicht zu verletzen, leicht vom Untergrund abkratzbar.

Beispiel 3

Aus der im Beispiel 1 beschriebenen
werden folgende Lacke hergestellt:

Lösung 1 b

Lösung Ib

Titandioxyd (Rutil, feindispers)

Zinkweiß

Wasser

Lack 3 A
Teile

54,50

12,75

2,25

30,50

Lack 3 B Teile

54,50
15,00
30,50

Mit beiden Lacken werden, wie im Beispiel 2 beschrieben, Eisenbleche lackiert und 30 Minuten bei 170⁰C eingebrannt. Die Verbesserungen durch Zinkoxyd, die hier vor allem in der Verhinderung der die Lackfilme schädigenden Blasenbildung bestehen, ergeben sich aus Tabelle II.

Tabelle II

Überzug,	Zinkoxyd	Ergebnis der Filmprüfung	Wasserfesti 96 h	;»keit nach 400 h
hergestellt aus Lack	gehalt im Lack in⁰/«	Glanz	blasen	blasen
3 A	2,25	63	frei	frei
			Starke	—
3 B	0,00	33	Blasen
			bildung

Beispiel 4

Die im Beispiel 1 beschriebene 63,5 %ige Alkydharzlösung in Äthylenglykolmonobutyläther wird in mehrere Proben aufgeteilt und mit den in nachstehender Tabelle III aufgeführten Aminen in solchen Mengen versetzt, daß, wie bereits beschrieben, verdünnte Proben einen pH-Wert von 7,5 aufweisen. Nach Zugabe der Amine werden die Alkydharzsalzlösungen mit destilliertem Wasser auf einen Alkydharzgehalt von 55°/₀ verdünnt.

Aus diesen, die verschiedenen Amine enthaltenden 55%igen Alkydharzlösungen werden Lacke folgender Zusammensetzung hergestellt:

Überzug,
hergestellt
aus Lack

2A
2 B

Tabelle I

Zinkoxyd-

gehalt

im Lack

1,88
0,00

Ergebnis der Filmprüfung Glanz

39
3

Wasserfestigkeit nach 24 h 192 h

1 bis 2

55°/_oige Alkydharzlösung 45,40 Teile

Titandioxyd (Rutil, feindispers) .... 10,62 Teile

Zinkweiß 1,88 Teile

Wäßrige Melaminharzlösung

(s. Beispiel 2) 8,35 Teile

Wasser 33,75 Teile

Aus den Lacken werden, wie im Beispiel 2 beschrieben, Überzüge auf Eisenblechen hergestellt und

309 649/467

wie dort angegeben, geprüft. Tabelle 111 zeigt deutlich die Abhängigkeit der duich Zinkoxyd bewirkten Verbesserung der Wasserfestigkeit von den im Lack enthaltenen Aminen

Tabelle 111

Im Lack enthaltenes Amin

Äthylamin

Äthanolamin

Diäthylamin

3-(Dimethylamino)-propylamin-l ...

Morpholin

Triäthanolarnin ....

Triäthylamin

Trimethvlamin ....

Wasserfestigkeil nach
24 h I 288 h I 432 h

1 bis 2

2
Obis I

2
2
2
0
0

1 bis 2

0
0

0 bis 1

Beurteilung der Wasserfestigkeit wie im Beispiel 2 angegeben.

Beispiels

Aus 822 Teilen Leinöl, 47,6 Teilen Leinölfettsäure, 963 Teilen Trimethylolpropan und 5,2 Teilen Glycerin wird in bekannter Weise bei 250⁰C unter Rühren in einer Stickstoffatmosphäre ein Umesterungsprodukt hergestellt, welches anschließend nach Zugabe von 1243 Teilen Phthalsäureanhydrid bei 170°C so lange verestert wird, bis ein Alkydharz dei Säurezahl 37 entstanden ist. Das so erhaltene Harz, welches eine Hydroxylzahl von 117 bis 120 sowie eine Viskosität von 70 bis 90 Sekunden, gemessen an einer 50 °/oig^en Lösung in Xylol nach DIN 53 211 besitzt, wird bei 120⁰C in Äthylenglykolmonobutyläther zu einer 63,5%igen Lösung gelöst und bei etwa 40° C mit Triäthylamin in solchen Mengen versetzt, daß eine 30% Alkydharz enthaltene Probeverdünnung in Wasser einen pH-Wert von 7,5 aufweist (gemessen mit Spezial-Indikatorpapier Merck, pH-Bereich 6,4 bis 8,0). Die so erhaltene Lösung wird dann bei einer Temperatur unter 4O⁰C mit destilliertem Wasser auf einen Alkydharzgehalt von 55% verdünnt. Diese Lösung ist mit Wasser bis herab zu einem Alkydharzgehalt von 20% klar verdünnbar. Bei weiterem Verdünnen wird die Lösung leicht opak.

Aus der 55%igen Lösung werden die beiden folgenden Lacke hergestellt:

55 %ige Alkydharzlösung

Wäßrige, 60%ige MeI-aminharzlösung (s. Beispiel 2)

Zinkweiß

Wasser

Lack 5 A
Teile

45,50

8,35

1,87

44,28

Lack 5 B
Teile

45,50

8,35
46,15

Tabelle IV

Überzug
aus Lack

5A
5 B

Zinkoxydgehalt
im Lack

in %

1,87
0,00

Ergebnis der Filmprüfung
Wasserfestigkeit nach
144 h i 336 h

blasenfrei
deutliche
Blasenbildung

blasenfrei

Beispiel 6

¹S Aus 822 Teilen Sojaöl, 47,6 Teilen Sojaölfettsäure, 228 Teilen Pentaerythrit und 5,2 Teilen Glycerin wird bei 250⁰C in bekannter Weise ein Umesterungsprodukt hergestellt, welches anschließend bei 17O⁰C mit 156 Teilen Pentaerythrit und 580 Teilen Phthalsäureanhydrid so lange verestert wird, bis ein Alkydharz der Säurezahl 35 erhalten wird. Das so erhaltene Harz, welches eine Hydroxylzahl von 141 bis 143 und eine Viskosität von 40 bis 60 Sekunden, gemessen an einer 50%igen Lösung in Xylol nach DIN 53 211, besitzt, wird anschließend, wie im Beispiel 5 beschrieben, gelöst, mit Triäthylamin versetzt und dann mit Wasser auf einen Alkydharzgehalt von 55% verdünnt. Diese Lösung ist mit Wasser bis herab zu einem Alkydharzgehalt von 20% klar verdünnbar; verdünntere Lösungen sind leicht opak.

Aus der 55%igen Lösung werden folgende Lacke hergestellt:

55 %ige Lösung

Wäßrige, 60%ige MeI-aminharzlösung (s. Beispiel 2)

Chromoxyd grün

Zinkoxyd

Wasser

Lack 6 A
Teile

45,40

8,35

6,25

33,75

Lack 6 B
Teile

45,40

8,35
12,50

33,75

Tabelle V zeigt die durch Zinkoxyd verbesserte Wasserfestigkeit der, wie im Beispiel 2 beschrieben, hergestellten Überzüge.

Tabelle V

	Zinkoxyd	Wasserfestigkeit nach	288 h	456 h
Überzug	gehalt		blasen	blasen
55 aus Lack	im Lack	120 h	frei	frei
	in°/„	blasen	staike	—
6A	6,25	frei	Blaser
		blasen	bildu ;
⁶⁰ 6 B	0,00	frei

Die in Tabelle IV zusammengestellten Prüfergebnisse wurden an Überzügen geprüft, die aus diesen Lacken, wie im Beispiel 2 beschrieben, hergestellt wurden.

B e i s ρ i e 1 7

Aus der im Beispiel 6 beschriebenen 55 %igen Alkydharzlösung werden folgende Lacke hergestellt:

11

%ig^e Lösung

Wäßrige, 60%ige MeI-aminharzlösung (s. Beispiel 2)

Titandioxyd

Bleiweiß

Wasser

Lack 7 A Teile

45,50

8,35

6,25

33,75

Lack 7 B Teile

45,50

8,35 12,50

33,75

Tabelle VI zeigt die durch Bleiweiß verbesserte 12

Wasserfestigkeit der, wie im Beispiel .2 beschrieben, hergestellten Überzüge.

Tabelle Vl

Überzug
aus Lack

7A
B

Bleiweißgehalt im Lack in Vo

6,25 0,00

Wasserfestigkeit nach

144 h

288 h

blasenfrei blasenfrei

bjasenfrei starke Blasenbildung !

552 h

blasenfrei

Claims

Patentansprüche:

1. Wäßrige Einbrennlacke auf der Grundlage von wäßrigen Lösungen von Salzen aus tertiären Aminen und Fettsäurereste enthaltenden Alkydharzen, Pigmenten und gegebenenfalls mit Wasser weitgehend oder völlig mischbaren organischen Lösungsmitteln, dadurch gckennzeich-η c t, daß sie Salze aus Trimethyl-, Triäthyl-. Tri-n-propyl-, Triisopropyl- und Diäthylbutylamin und Alkydharze einer Säurezahl über 25 sowie basische Pigmente enthalten.

2. Wäßrige Einbrennlacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß deren Alkydharze Säurezahlen zwischen etwa 25 und etwa 80 und Hydroxylzahlen zwischen etwa 30 und etwa 250 aufweisen.

3. Wäßrige Einbrennlacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als basisches Pigment Zinkweiß enthalten.

4. Wäßrige Einbrennlacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich noch Aminoplaste enthalten.