DE1645081C3 - Lagerfähige, an der Luftfeuchtigkeit härtende Einkomponenten-lsocyanatlacke auf der Basis von Polyurethanen - Google Patents

Description

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Produkt ausgezeichnet haltbar und seine Viskosität Mol-Gewicht 6400 ,... 25,2

und sein Gehalt an Isocyanatgmppen ändern sich nicht Äthylacetat 9,0

mit der Zeit. Toluol 18,2

Um einen Lack geeigneter Viskosität zu erhalten, lOgewichtsprozentige Lösung aus Cellulose-

der in dünner Schicht aufgetragen werden kann, ge- 5 acetobutyrat in Äthylglykolacetat 2,6

nügt es, dem erhaltenen Produkt eine ausreichende Umsetzungsprodukt aus 3 Mol Toluol-

Menge Lösungsmittel zuzusetzen. diisocyanat und 1 Mol 1,1,1-Trimethylol-

Es werden auf diese Weise Anstrichmittel, d. h. pig- pjropan als 75gewichtsprozentige Lösung in

mentierte Lacke und Klarlacke erhalten, die, in dünner Äthylacetat (etwa 13 Gewichtsprozent freies

Schicht auf eine in feuchter Atmosphäre befindliche io Isocyanat) 45,0

Fläche aufgetragen, im Verlauf von etwa einer Stunde
trocknen und aushärten. Die Überzüge zeichnen sich

durch sehr große Härte aus und schützen die ver- Das Verhältnis der Anzahl Isocyanatgruppen des schiedenen Trägermaterialien wie Holz, Metalle, Ze- Polyisocyanates zu der Anzahl Hydroxygruppen im mente, Mörtel, Mauerkalk und Beton mechanisch und 15 Polyäther betrug 5,9. Das erhaltene Prepolymer entchemisch, hielt 4,2 Gewichtsprozent freie Isocyanatgruppen, seine

Man kann diese Härtezeit durch Zusatz bestimmter Viskosität betrug 30 P bei 25° C.

Katalysatoren, z. B. Aminkatalysatoren wie Dimethyl- Zur Herstellung eines zur Verwendung bereiten

äthanolamin noch verkürzen. Lackes wurden 100 Gewichtsteile dieses Produktes mit

20 170 Gewichtsteilen eines Lösungsmittelgemisches ge-

Beispiel 1 maß Beispiel 1 versetzt. Nach dem Auftrag in dünner

_u , „ „. _v, . „. „ Schicht trocknete der Lack an der Luft in etwa 1 Stunde.

Herstellung eines Klarlackes _{Werden der Zuberejtung Q 15 Gewichtsteile} Dimethyl-

In einem mit Rührwerk versehenen Behälter wurden äthanolamin auf 100 Gewichtsteile Prepolymer zuge-

unter Stickstoffatmosphäre 20,8 Gewichtsteile eines ²⁵ setzt, so verkürzt sich die Trockenzeit auf etwa

Propylenoxid-Sorbitkondensats vom Molgewicht 6400, 20 Minuten.

9,8 Gewichtsteile Äthylacetat, 17,5 Gewichtsteile Die Pendelhärte nach König des fertigen Lack-

Toluol und 2,2 Gewichtsteile Celluloseacetobutyrat auftrags betrug 230 s. Außerdem war die Lackschicht

als 10 %\ge Lösung in Äthylglykolacetat vorgelegt und geschmeidig, so daß sie Formveränderungen des Trä-

darauf 49,7 Gewichtsteile einer 75gewichtsprozentigen 30 germaterials ohne Beschädigung aushielt.
Polyisocyanatlösung in Äthylacetat zugesetzt; das

Polyisocyanat war durch Umsetzung von 3 Mol . . . _

Toluoldiisocyanat mit 1 Mol 1,1,1-Trimethylolpropan Beispiel

erhalten worden und die Lösung enthielt etwa 13 Ge- Herstellung eines pigmentierten Lackes
wichtsprozent freies Isocyanat. Des Verhältnis der 35

Menge an eingesetztem Polyisocyanat zu der für einen Es wurden zunächst folgende Bestandteile in einer

stöchiometrischen Umsatz mit den Hydroxylgruppen Kugelmühle vermählen:

theoretisch erforderlichen Menge Polyäther betrug 7,9. Gewichtsteile

Das Gemisch wurde unter Stickstoff gerührt und auf Propylenoxid-Sorbitadditionsprodukt,

70⁰C erwärmt. Nach 3 Stunden war die Umsetzung 40 Mol-Gewicht 6400,0,1 Gewichtsprozent

vollständig beendet. Es wurde em Produkt mit 5,2 Ge- Wasser. 14,0

wichtsprozent freiem Isocyanat und einer Viskosität reines Äthylacetat 6,6

von 20 P bei 25° C erhalten, das außerordentlich be- reines Toluol 11,8

ständig war und sich selbst während neunmonatiger Rutil TiO₄,0,7 Gewichtsprozent Wasser 21

Lagerung in einer trockenen und dichten Verpackung 45 roter Azofarbstoff, 0,4 Gewichtsprozent

nicht merklich veränderte. Wasser 1,0

Zur Herstellung eines Klarlackes mit für den Auftrag mit Bürste, Auftragswalze oder Spritzpistole Darauf wurden diesem Gemisch unter Rühren geeigneter Viskosität wurden 100 Gewichtsteile des 6,0 Gewichtsteile eines Pulvers aus aktiviertem Alumierhaltenen Produktes mit 70 Gewichtsteilen eines 50 niumoxidhydrat mit folgenden Eigenschaften zugesetzt: Gemisches aus gleichen Gewichtsteilen Toluol, Äthylacetat, Butylacetat und Äthylglykolacetat vermischt. Teilchendurchmesser 1 bis 10 μΐη

Nach dem Auftrag trocknete der Klarlack in etwa Aktive Oberfläche 341 m^a/g

1 Stunde. Er wies eine außerordentliche Härte von Na₂O-Gehalt 1000 ppm

etwa 300 s gemessen als Pendelhärte nach König auf. 55

Der Lacküberzug besaß ebenfalls eine große Ritz- Diesem Gemisch wurden nun 36,8 Gewichtsteile einer härte; er war außerdem ausgezeichnet chemisch be- 75gewichtsprozentigen Lösung in ^thylacetat des Umständig und zwar sowohl im sauren als auch im basi- Setzungsproduktes aus 3 Mol Toluol-diisocyanat und sehen Milieu sowie in Lösungsmitteln. Er eignet sich 1 Mol 1,1,1-Trimethylolpropan enthaltend etwa 13 Gein besonders guter Weise zum Lackieren oder Ver- 60 wichtsprozent freies Isocyanat sowie 2,2 Gewichtssiegeln von Parkettböden. prozent einer lOgewichtsprozentigen Lösung aus

Celluloseacetobutyrat in Äthylglykolacetat zugesetzt.

Beispiel 2 ^Das Gemisch wurde unter Stickstoff gerührt, die

Temperatur allmählich auf 75° C erhöht und das Ge-

Es wurde gemäß Beispiel 1 ein Klarlack aus folgen- 65 misch 3 Stunden unter Rühren bei dieser Temperatur

den Ausgangsstoffen hergestellt: gehalten.

Gewichtsteile Erhalten wurde ein pigmentiertes Prepolymer, das

Propylenoxid-Sorbitadditionsprodukte, einen Einkomponenten-Lack darstellte, der unter der

Einwirkung der Luftfeuchtigkeit härtete. Der Lack war trotz der Anwesenheit eines A^ofarbstoffes, der als Katalysator bei der Umsetzung von Isocyanaten mit Wasser reagiert, lagerbeständig.
Nach Auftrag in dünner Schicht trocknete der pigmentierte Lack innerhalb etwa 1 Stunde. Die mechanischen Eigenschaften waren ausgezeichnet. Insbesondere zeigte der Auftrag eine außerordentliche Härte in der Größenordnung von 290 s, gemessen als Pendelhärte nach König.

Claims (1)

1 2

Es hat sich nun gezeigt, daß bei Verwendung von

- Patentanspruch: Triisocyanaten zusammen mit Propylenoxid-Sorbit-

kondensationsprodukten von Molgewicnt 2000 bis

Lagerfähige, an der I luftfeuchtigkeit härtende 9000 und unter Einhaltung eines NCO/OH-Verhäl-Einkomponenten-Isocyanatlacke auf der Basis 5 nisses von 5,5 bis 9 bei der Umsetzung an der feuchvon Polyurethanen aus Polyisocyanaten im Über- ten Luft härtende Polyurethane erhalten werden, die schuß und einem Propylenoxid-Sorbitkondensa- zur Herstellung von Belägen und Überzügen sehr tionsprodukt, enthaltend außerdem Lösungsmittel großer Härte und großer chemischer Wide, -nndssowie gegebenenfalls Streckmittel, Pigmente und/ fähigkeit, aus z. B. Anstrichmitteln, firms*, und oder Katalysatoren, dadurch ge kenn- *° Lacken geeignet sind. Die Überzuge zeichnen sich zeichnet, daß sie als Polyurethan das Um- zugleich durch gute Geschmeidigkeit aus.
Setzungsprodukt aus einem Propylenoxid-Sorbit- DiesesErgebnisistüberraschend.weilbisheraUgernein kondensationsprodukt von Molgewicht 2000 bis angenommen wurde, daß bei einem ernomen yer-9000 und dem Reaktionsprodukt aus IMoI netzungsgrad (entsprechend einem erhöhten Gehalt an 1,1,1-Trimethylolpropan und etwa 3 Mol Toluol- »5 freien NCO Gruppen) zwar harte aber starre oder diisocyanat enthalten, das überschüssige Isocya- spröde Lacküberzüge erhalten werden (französische natgruppen entsprechend einem Verhältnis von Patentschrift 1409 789), die infolge fehlender Ge-NCO-Gruppen des Triisocyanats zu OH-Gruppen schmeidigkeit bald springen oder rauen
des Polyäfherpolyols von 5,5 bis 9 bei der Um- " Die Erfindung betrifft daher lagerfähige an der setzung aufweist. *° Luftfeuchtigkeit härtende Einkomponenten-Isocyanat-

lacke auf der Basis von Polyurethanen aus Polyisocyanaten im Überschuß und einem Propylenoxid-

Sorbitkondensationsprodukt, enthaltend außerdem

Lösungsmittel sowie gegebenenfalls Streckmittel, 35 Pigmente und/oder Katalysatoren, dadurch gekenn-

Bekanntlich erhält man ausgehend von organischen zeichnet, daß sie als Polyurethan das Umsetzungs-Polyisocyanaten und Polyhydroxyverbindungen Poly- produkt aus einem P™^¹^¹^¹^*™^»- urethane mit freien Isocyanatgruppen, die. sobald sie tionsprodukt von Molgewich 2000 bis 900C> uncI dem in dünner Schicht aufgetragen werden, unter der Ein- Reaktionsprodukt aus 1 Mol 1,1 1-Trnnertiylpropan wirkung der Luftfeuchtigkeit vernetzen und dadurch 3= und etwa 3 Mol Toluoldi.socyana enthalte _das aushärten. So ist die Herstellung von an der Luftfeuch- überschüssige Isocyanatgruppen ent sprechend einem tigkeit härtenden Polyurethanüberzügen aus Poly- Verhältn.s von NCO-Gruppen des ^Tnisocyanatzu estern und organischen Polyisocyanaten bekannt. OH-Gruppen des Polyatherpolyols von 5,5 bis 9 bei Diese vernetzten Überzüge weisen jedoch den Nachteil der Umsetzung aufweist. ..... ..

auf, daß sie von Basen angegriffen werden können. Sie 35 Zahlreiche organische Lösungsmittel sind brauchbar, bieten somit keinen wirksamen Schutz in basischem vorausgesetzt, daß sie keinen den Isocyanaten gegen-Ivjjleu über reaktionsfähigen Wasserstoff enthalten. In Frage

Die aus der britischen Patentschrift 994 349 be- kommen z. B. Toluol, Äthylacetat, Butylacetat, Athyllcannten, in Gegenwart von Luftfeuchtigkeit aushär- glykolacetat, Methylisobutylketon oder deren Getenden Polyurethane werden aus Polyäthern mit 2 bis 4° mische.

6 OH-Gruppen und einem Molekulargewicht bis zu Der Wassergehalt aller verwendeten Produkte soll

7000 und Diisocyanaten über Prepolymere mit end- so gering wie möglich sein, damit ein unnötiger Verständigen OH-Gruppen erhalten. Vorzugsweise wer- brauch an Polyisocyanat und ein gegebenenfalls vorden jedoch diese bei einem NCO-OH-Verhältnis von 1 zeitiges Aushärten der Masse wahrend der Herstellung bis 2 erhaltenen Umsetzungsprodukte mit Polyolver- 45 vermieden wird.

bindungen ausgehärtet, d. h. als Rcaktions-oder Zwei- Zweckmäßigerweise wird der Polyather zunächst

komponentenlack eingesetzt. mit der erforderlichen Menge an Losungsmittel ver-

Gemäß der deutschen Auslegeschrift 1156 234 werden setzt, damit das Gemisch im Verlauf der Reaktion mit an der feuchten Luft härtende Polyurethane durch dem eingesetzten Polyisocyanat eine ausreichende Umsetzung eines Polyalkylenglykols mit einem aus S° Fließfähigkeit beibehält. Darum können gegebenenorganischen Diisocyanaten und Polyäthern mit 3 bis falls Streckmittel wie Cell uloseacetobuty rat sowie ver-OH-Gruppen erhaltenem Prepolymer hergestellt; schiedcne Füllstoffe wie Talk, Baryt, Pigmente und dabei wird das isocyanatgruppenhaltige Prepolymer geeignete Farbstoffe zugegeben werden. Da diese Zuin etwa einfachem Überschuß über die für einen sätze manchmal Wasser enthalten, ist es,in diesem Falle stöchiometrischen Umsatz der Hydroxygruppen des 55 zweckmäßig, zusätzlich noch wasserbindende Mittel, Polyalkylenglykols erforderliche Menge eingesetzt z. B. bestimmte aktivierte Aluminiumoxidhydrate zu-(NCO/OH ^ 2). Es werden chemisch ziemlich wider- zusetzen. . , .

standsfähige und teilweise sehr biegsame Überzüge Schließlich wird das polyätherhaltige Gemisch mit

erhalten, die jedoch infolge ihrer verhäftnismäßig ge- dem gegebenenfalls verdünnten oder gelosten Polyisoringen Vernetzung nicht sehr hart sind. ^6o cyanat versetzt. Die Zugabe erfolgt unter Ruhren in

Andere Einkomponenten-Isocyanatlacks werden wasserfreier und inerter Atmosphäre. Anschließend gemäß der belgischen Patentschrift 663 881 durch wird die Temperatur auf einen Wert zwischen 10 und Umsetzung eines Diisocyanats mit einem Polyather- etwa 80⁰C gebracht. Be. Raumtemperatur ist die Umpolyol mit 3 bis 6 OH-Gruppen hergestellt. Das setzung praktisch nach einer Woche beendet. Wird bei Diiäocyanat ist ein Addukt aus einem Diol und einem *5 Temperatur von 60 bis 80 C gearbeitet, so ist die einfachen Diisocyanat. Das Polyätherhexol kann ein Umsetzung nach nur wenigen Stunden beendet.
Propylenoxid-Sorbitkondensationsprodukt mit einem Das erhaltene Produkt wird in einer trockenen und Molgewicht von 300 bis 6000 sein. dichten Verpackung gelagert. Auf diese Weise ist das