DE1234898B

DE1234898B - Einbrennlacke

Info

Publication number: DE1234898B
Application number: DE1964B0079204
Authority: DE
Inventors: Dr Gerhard Faulhaber; Dr Matthias Marx; Dr Achilles Vlachos; Dr Hans Wilhelm
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1964-11-04
Filing date: 1964-11-05
Publication date: 1967-02-23
Also published as: BE671803A; DE1234897B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

C09d

Deutsche Kl.: 22 h-3

Nummer: 1 234 898

Aktenzeichen: B 79204IV c/22 h

Anmeldetag: 5. November 1964

Auslegetag: 23. Februar 1967

Gegenstand der Erfindung sind Einbrennlacke auf der Grundlage

1. eines organischen Lösungsmittels oder eines Gemisches solcher Lösungsmittel sowie

2. eines Mischpolymerisats, in das

a) 5 bis 40 Gewichtsteile eines N-2-Oxaalkyl-

acrylsäureamids, eines N-2-Oxaalkylmethacrylsäureamids oder eines Gemisches solcher Amide,

b) 10 bis 75 Gewichtsteile eines Acrylsäure- ίο alkylesters, eines Methacrylsäurealkylesters oder eines Gemisches solcher Ester,

c) 1 bis 10 Gewichtsteile einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure oder eines Gemisches solcher Säuren und

d) 1 bis 50 Gewichtsteile eines weiteren Comonomeren oder eines Gemisches solcher Comonomeren

einpclymerisiert sind, oder eines Gemisches solcher Mischpolymerisate. Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, neue Einbrennlacke dieser Klasse aufzuzeigen, die gegenüber bekannten Einbrennlacken dieser Klasse, z. B. nach den deutschen Auslegeschriften 1 035 363 und 1102 410 sowie den USA.-Patentschriften 2 870 116 und 2 870117, in ihren Eigenschaften verbessert sind. Insbesondere lag die Aufgabe zugrunde, Einbrennlacke aufzuzeigen, deren Gehalt an Mischpolymerisat — bei gleich guter Verarbeitbarkeit — höher sein kann, deren Einbrenntemperaturen — bei gleich langen Einbrennzeiten niederer gewählt werden können und aus denen Lackierungen erhältlich sind, deren Beständigkeit gegen Altern sowie gegen basische Stoffe— unter gleichen Umweltbedingungen — erhöht ist.

Es wurde gefunden, daß die gestellte Aufgabe gelöst werden kann, wenn die Einbrennlacke als Mischpolymerisate unter 2 solche enthalten, deren Comonomerkomponente unter d) zu 1 bis 15, vorzugsweise 2 bis 10 Gewichtsteilen ein acyclisches, unverzweigtes, 5 bis 12, vorzugsweise 6 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisendes, die Hydroxylgruppen in /^ß'-Stellung zur Doppelbindung tragendes Alkendiol oder ein Gemisch solcher Alkendiole ist.

Solche Einbrennlacke weisen nicht nur die vorerwähnten verbesserten Eigenschaften auf, sondern gestatten auch das Herstellen von Lackierungen mit großer Haft- und Stoßfestigkeit, hoher Elastizität und Härte sowie ausgeprägter Biegefestigkeit und Korrosionsbeständigkeit.

Als organische Lösungsmittel (1) für die erfindungsgemäßen Einbrennlacke eignen sich die einEinbrennlacke

Anmelder:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik

Aktiengesellschaft, Ludwigshafen/Rhein

Als Erfinder benannt:

Dr. Hans Wilhelm, Ludwigshafen/Rhein;

Dr. Matthias Marx, Bad Dürkheim;

Dr. Achilles Vlachos,

Dr. Gerhard Faulhaber, Mannheim

schlägig üblichen, beispielsweise einen aromatischen Kern aufweisende Kohlenwasserstoffe, wie Toluol und Xylol, Ketone, wie Aceton, Methyläthylketon und Methylisobutylketon, Alkohole, wie Propanol, n-Butanol und i-Butanol, Ester von Alkanolen, wie Butylacetat und Amylacetat, Ester, Äther und Ätherester von Diolen, wie Äthandiolmonoacetat, Äthandiolmonomethyläther und Äthandiolmonomethylätheracetat, oder Gemische von Lösungsmitteln, wie insbesondere Gemische aus Alkylbenzolen und Alkanolen.

Als Mischpolymerisate (2) eignen sich vor allem solche mit einem K-Wert (nach H. Fikentscher, Cellulose-Chemie, 13, 1932, S. 58 bis 64) von 8 bis 40, insbesondere 10 bis 25.

Zu den Strukturelementen geeigneter Mischpolymerisate (2) ist das Folgende zu sagen:

a) Als N-2-Oxaalkylacrylsäureamide und N-2-Oxaalkylmethacrylsäureamide eignen sich die einschlägig üblichen. Sehr gut geeignet sind die N-2-Oxaalkylamide mit 2 bis 9, insbesondere 4 bis 5 Kohlenstoffatomen in den Oxaalkylgrappen.

b) Als Acrylsäurealkylester und Methacrylsäurealkylester eignen sich ebenfalls die einschlägig üblichen. Sehr gut geeignet sind die Ester mit 1 bis 12, insbesondere 2 bis 8 Kohlenstoffatomen in den Alkylgruppen der zugehörigen Alkanole, wie Äthylacrylat, i-Propylacrylat, n-Butylacrylat, i-Butylacrylat, tert.-Butylacrylat, 2-Äthylhexylacrylat und Methylmethacrylat.

c) Als äthylenisch ungesättigte Carbonsäuren eignen sich wiederum die einschlägig üblichen. Sehr gut geeignet sind Acrylsäure, Methacrylsäure und Maleinsäure.

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d) Als weitere Comonomere dienen erfindungsgemäß acyclische, unverzweigte, 5 bis 12, vorzugsweise 6 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisende, die Hydroxylgruppen in /^//-Stellung zur Doppelbindung tragende Alkendiole. Beispiele für solche Alkendiole sind 1,4-Dihydroxypenten-(2) und 2,5-Dihydroxyhexen-(3).
Zusätzlich zu den vorstehend definierten Comonomeren können — gegebenenfalls — anderartige weitere Comonomere in die Mischpolymerisate einpolymerisiert sein. Als solche Comonomere eignen sich wiederum die einschlägig üblichen. Hiervon sind hervorzuheben Styrol und Monoester der Acryl- bzw. Methacrylsäure mit 2 bis 6, insbesondere 3 bis 4 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkandiolen, ferner Acrylnitril sowie Vinylester niederer Alkancarbonsäuren, etwa der sogenannten Versaticsäuren.

Das Herstellen der Mischpolymerisate (2) kann nach üblichen Methoden und mit den üblichen Hilfsmitteln erfolgen. Eine geeignete Methode besteht beispielsweise darin, die unter a) bis d) bezeichneten Komponenten bzw. Komponentengemische in Lösung zu polymerisieren, wobei zweckmäßigerweise Lösungsmittel verwendet werden, die auch Bestandteil der Einbrennlacke sein sollen.

Die Einbrennlacke können zusätzlich zu den Mischpolymerisaten (2) — gegebenenfalls und im allgemeinen vorteilhafterweise — einschlägig übliche weitere Bindemittel in den üblichen Mengen enthalten. Als solche sind insbesondere wärmehärtbare Aminoplastharze, wärmehärtbare Phenoplastharze, wärmehärtbare Epoxidharze und wärmehärtbare Alkydharze zu nennen.

Es hat sich im allgemeinen als zweckmäßig erwiesen, wenn der gesamte Bindemittelanteil der Einbrennlacke 20 bis 80, insbesondere 30 bis 70 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht von Bindemittel plus Lösungsmittel, ausmacht.

Es versteht sich von selbst, daß die Einbrennlacke die einschlägig üblichen Hilfsstoffe enthalten können, wie Pigmente, lösliche Farbstoffe, Härtungskatalysatoren und Mittel zur Verbesserung des Verlaufs.

Die Einbrennlacke eignen sich insbesondere zum Herstellen von Lackierungen auf Metallen, wie Eisen, Aluminium, Magnesium und Legierungen, die diese Metalle enthalten; sie können nach den üblichen Methoden aufgetragen werden. Ein wesentlicher Vorteil ist, daß die Einbrennlacke das Herstellen hochwertiger Lackierungen auch auf Kupfer und Silber bzw. Legierungen dieser Metalle gestatten. Das Einbrennen der Lackierungen kann zweckmäßigerweise bei Temperaturen von 120 bis 180, insbesondere von 130 bis 150° C und, in Abhängigkeit von der Temperatur, in einer Zeitspanne von 10 bis 120, insbesondere von 20 bis 60 Minuten erfolgen.

Die in den Beispielen genannten Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.

Herstellung des Mischpolymerisats

84 Teile N-2-Oxahexylmethacrylsäureamid (a), 72 Teile Acrylsäure-2-äthylhexylester (b), 6 Teile Acrylsäure (c), 4 Teile 2,5-Dihydroxyhexen-(3) (O₁), 120 Teile Styrol (d₂), 18 Teile des Monoesters der Acrylsäure mit Butandiol-(1,4) (d₃) sowie 2 Teile Azo-di-(isobuttersäurenitril) werden in einem mit Rührer und Rückflußkühler versehenen Gefäß in 212 Teilen eines Gemisches aus gleichen Teilen n-Butanol und Toluol gelöst und unter Rühren sowie Überleiten von Stickstoff auf etwa 85° C gebracht. Bei dieser Temperatur werden nach Ablauf von 2 Stunden in Abständen von jeweils 1 Stunde weitere fünf Portionen von jeweils 1 Teil Azo-di-(isobuttersäurenitril) zugegeben. Anschließend wird noch weitere 6 Stunden auf der angegebenen Temperatur gehalten.

Beispiel la

30 Teile der so gewonnenen Mischpolymerisatlösung werden mit 45 Teilen eines Gemisches aus gleichen Teilen n-Butanol und Toluol verdünnt und mit 7,5 Teilen Titandioxydpigment (Rutil) 24 Stunden in einer Kugelmühle homogenisiert. Der so erhaltene Einbrennlack wird ohne Grundierung auf Tiefziehbleche aufgetragen und nach 3stündigem Ablüften 30 Minuten bei 150° C eingebrannt. Es werden Lakkierungen erhalten, die sehr alterungsbeständig sind und bei einstündigem Kochen in lO°/oiger wäßriger Natronlauge praktisch nicht angegriffen werden. Die Lackierungen sind haft-, stoß- und kratzfest; sie reißen nicht bei scharfem Biegen und haben einen guten Glanz.

Beispiel Ib (Vergleichsbeispiel)

Es wird ein Mischpolymerisat und daraus eine Einbrennlackierung wie nach Beispiel 1 a hergestellt, jedoch ohne die dort eingesetzte Monomerkomponentedj [4 Teile 2,5-Dihydroxyhexen-(3)].

Die Lackierungen la und Ib haben folgende Eigenschaften:

Glanz (Reflexion

Schwarzglas

= 50%)

Verlauf Pendelhärte
nach König

Beständigkeit

gegen 10 °/o Essigsäure

(24 Stunden, 20° C)

Lack aus Polymerisat la

Lack aus Polymerisat Ib

59
51

einwandfrei

ausgeprägte

Orangenschalenstruktur 163 Sekunden
154 Sekunden

nicht angegriffen stark angegriffen

Herstellung des Mischpolymerisats

84 Teile N-2-Oxahexylmethacrylsäureamid (a), 72 Teile Acrylsäure-2-äthylhexylester (b), 6 Teile Acrylsäure (c), 12 Teile 2,5-Dihydroxyhexen-(3) (U₁), 120 Teile Styrol (d₂) und 6 Teile des Monoesters der Acrylsäure mit Butandiol-(1,4) (d₃) werden in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise polymerisiert.

Beispiel 2

30 Teile der Mischpolymerisatlösung werden mit 45 Teilen eines Gemisches aus gleichen Teilen n-Butanol und Toluol verdünnt und mit 7,5 Teilen Titandioxydpigment (Rutil) 24 Stunden in einer Kugelmühle homogenisiert. Der so erhaltene Einbrennlack wird ohne Grundierung auf Tiefziehbleche aufgetragen und nach Ablüften 30 Minuten bei 150° C ein-

Claims

gebrannt. Es werden alterungs- und basenbeständige Lackierungen erhalten; sie vergilben bei 24stündigem Lagern bei 150° C praktisch nicht. Bei einer Dicke der Lackierungen von etwa 40 μ wird ein Elastizitätswert (DIN 53156) von 7,5 mm und ein Härtewert (DIN 53157) von 165 Sekunden gemessen.

Beispiel 3

18 Teile der im Beispiel 2, erster Absatz, beschriebenen Mischpolymerisatlösung werden mit 2 Teilen einer 55%igen butanolischen Lösung eines für Einbrennlacke üblichen, mit n-Butanol verätherten MeI-amin-Formaldehyd-Vorkondensats, 1 Teil eines für Einbrennlacke üblichen Epoxidharzes aus 2,2-Bis-(p-hydroxyphenyl)-propan und Epichlorhydrin, 30 Teilen eines Gemisches aus gleichen Teilen n-Butanol und Toluol sowie 5 Teilen Titandioxydpigment (Rutil) 24 Stunden in einer Kugelmühle homogenisiert. Die auf Tiefziehbleche aufgetragenen, an der Luft getrockneten Lackierungen werden 30Mi- ao nuten bei 13O⁰C eingebrannt. Die erhaltenen Lakkierungen zeichnen sich insbesondere aus durch ihre Beständigkeit gegen Alkalien: So kann die Lackierung 1 Stunde der Einwirkung siedender wäßriger Natronlauge ausgesetzt werden, ohne daß Änderungen an der Lackierung zu beobachten sind.
2. eines Mischpolymerisats, in das

a) 5 bis 40 Gewichtsteile ernes N-2-Oxaalkylacrylsäureamids, eines N-2-Oxaalkylmethacrylsäureamids oder eines Gemisches solcher Amide,

b) 10 bis 75 Gewichtsteile eines Acrylsäurealkylesters, eines Methacrylsäurealkylesters oder eines Gemisches solcher Ester,

c) 1 bis 10 Gewichtsteile einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure oder eines Gemisches solcher Säuren und

d) 1 bis 50 Gewichtsteile eines weiteren Comonomeren oder eines Gemisches solcher Comonomeren

einpolymerisiert sind, oder eines Gemisches solcher Mischpolymerisate,

dadurch gekennzeichnet, daß sie als Mischpolymerisate unter 2 solche enthalten, deren Comonomerkomponente unter d) zu 1 bis Gewichtsteilen ein acyclisches, unverzweigtes, bis 12 Kohlenstoffatome aufweisendes, die Hydroxylgruppen in /5,/S'-Stellung zur Doppelbindung tragendes Alkendiol oder ein Gemisch solcher Alkendiole ist.

Patentanspruch: I_n Betracht gezogene Druckschriften:

Einbrennlacke, auf der Grundlage Deutsche Auslegeschriften Nr. 1035 363,

1. eines organischen Lösungsmittels oder eines 30 1102 410;

Gemisches solcher Lösungsmittel sowie USA.-Patentschriften Nr. 2 870116, 2 870117.

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