DE1720265B2

DE1720265B2 - Verfahren zur Herstellung von lichtbeständigen Überzügen

Info

Publication number: DE1720265B2
Application number: DE1720265A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr. 6703 Limburgerhof Hartmann; Oskar Dipl.-Ing. 6702 Bad Duerkheim Lissner; Hans Dr. 6951 Heinsheim Wilhelm
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1967-02-23
Filing date: 1967-02-23
Publication date: 1974-06-12
Also published as: DE1720265C3; US3542741A; DE1720265A1; GB1205703A; FR1563045A

Description

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Es ist bekannt, Überzüge aus Lacken auf der Grundlage von Hydroxylgruppen enthaltenden Polymeren und Polyisocyanaten herzustellen. Als Hydroxylgruppen enthaltende Polymere werden zumeist Polyester und insbesondere gesättigte verzweigte Polyester verwendet, die durch Polykondensation von Di- oder Polycarbonsäuren mit einem Überschuß an mehrwertigen aliphatischen Alkoholen hergestellt sind.

Lacke auf dieser Grundlage liefern kratzfeste und lösungsmittdbeständige Überzüge mit guten mechanischen Eigenschaften, die jedoch bei Bewitterung und Lichteinwirkung nach einiger Zeit vergilben.

Die in der USA.-Patentschrift 3 025 268 beschricbenen Cpolymeren aus Äthylen. Vinylestern und /J-Hydroxyalkylvinyläthern müssen bei hohen Drücken hergestellt werden und ergeben in Kombination mit Diphenylmethandiisocyanatengummiartige, nicht lichtbeständige Massen.

Nachteilig an den in der USA.-Patentschrift 257 360 beschriebenen Terpolymcxisate aus Vinylchlorid. Fumarsäureester und Vinyloxyäthanol ist.

daß die Copolymerisation dieser Monomeren nur unvollständig verläuft und die bei Kombination mit Polyisocyanaten erhaltenen Massen nicht lichtbeständig sind.

In der belgischen Patentschrift 663 496 sind spezielle Acrylestercopolymerisate beschrieben, die als hydroxylgruppenbaltige Komponenten zu mindestens 50 Gewichtsprozent Bicyclo-[2,2,2]-hepten-(2)-Derivate mit ring- oder seitenständigen Hydroxylgruppen enthalten.

Auch hier können jedoch mit den in den Beispielen genannten Kombinationen aus derartigen Copolymerisaten mit niedrigen Glastemperaturera und aromatischen Polyisocyanaten keine lichtechten Überzüge erhalten werden.

Es ist auch bekannt, hydroxylgruppenhaltige Polymerisate und Copolymerisate, z. B. Copolymerisate des Äthylenglykolmonacrylats, zusammen mit Polyisocyanaten als Lacke für die Herstellung von überzügen zu verwenden (vgl. deutsche Patentschriften 1 171 393, 1 201 555 und"l 227 943). Setzt man diese Copolymerisate mit den üblichen aromatischen Isocyanaten um. so resultieren jedoch gleichfalls Lacke und überzüge, die nicht lichtecht sind. Versucht man diesen Nachteil dadurch zu umgehen, daß man bei der Umsetzung die aromatischen Polyisocyanate durch aliphatische Polyisocyanate ersetzt, so mischen sich die Polyisocyanate zwar mit den Lösungen der Copolymerisate, die resultierenden Lacke haben jedoch viel zu lange Trocknungszeiten. Die Überzüge aus diesen Lacken bleiben in einer für die Verarbeitung nicht vertretbar langen Zeit klebrig und bekommen zudem in pigmentierter Form ein mattes Aussehen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von lichtbesländigen Überzügen auf der Basis einer Mischung von gegebenenfalls verkappten Polyisocyanaten mit Copolymerisaten aus Estern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure und Alkanolen, Monoestern der Acrylsäure und'oder Methacrylsäure und mehrwertigen Alkoholen und anderen copolymerisierbaren olefinisch ungesättigten Monomeren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man gegebenenfalls verkappte Polyisocyanate, die keine aromatischen Reste enthalten, mit Copolymerisaten aus

(1) 15 bis 40 Gewichtsprozent Monoestern der Acrylsäure und,oder Methacrylsäure mit aliphatischen mehrwertigen Alkoholen,

(2) 5 bis 70 Gewichtsprozent Estern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit Alkoholen, die Homopolymerisate mit Glastemperaturen von ■ 3 bis rl20 C bilden,

(3a) 10 bis 55 Gewichtsprozent eines Vinyl- oder Isopropenylaromaten mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen oder

(3b) 10 bis 20 Gewichtsprozent eines Vinylesters einer Alkanmonocarbonsäure mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen,

(4) 0 bis 10 Gewichtsprozent eines Vinylesters einer Alkanmonocarbonsäure mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen und

(5) 0 bis 20 Gewichtsprozent weiteren olefinisch ungesättigten Monomeren, deren einpolymerisicrtc Reste unter den Umsetzungsbedingungen nicht mit Isocyanaten reagieren,

umsetzt, die durch Polymerisation der Monomeren in gegenüber Isocyanaten inerten organischen Lösungs-

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mitteln in Gegenwart von organischen Sulfiden, die keine Mercaptogruppen enthalten, als Regler hergestellt worden sind.

Die erfindungsgemäß verwendeten Copolymerisate lolleu zu 15 bis 40 und insbesondere 20 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamten Monomerenbausteine, aus Monoestern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit aliphatischen mehrwertigen Alkoholen bestehen, d. h. Estern von aliphatischen Diolen oder Polyolen, bei denen nur eine Hydroxylgruppe mit dem Acryl- oder Methacrylrest verbunden ist. Geeignete Verbindungen dieser Art sind insbesondere Monoester von Alkandiolen, wie die Monoacrylate oder Monomethacrylate des Äthylenglykols, 1,3-Propandiols, des 1,2-Propandiols, der Butandiole, der Pentandiole oder der Hexandiole. Bevorzugte Verbindungen dieser Art sind Äthylenglykolmonoacrylat und -methacrylat, 1,4-Butandiolmonoacrylat und -methacrylat, IJ-Propandiol-monoacrylat und -methacrylat, 1.2-Propnndiolmonoacrylat und -methacrylat. Ferner eignen sich Acrylate und Methacrylate von PoIyaikoholen. wie Glycerin, und Diole und Polyole mit ICohlenwasserstoffketten,die durch Heteroatome unterbrochen sind, wie Diäthylglykol oder Triäthylenglykol. Selbstverständlich können die Monoacrylate oder -methacrylate auch im Gemisch miteinander verwendet werden.

Als Acryl- oder Methacrylester von Alkanolen. die in Mengen von 5 bis 70 und insbesondere von 35 bis 65 Gewichtsprozent Bestandteil (2) der Copolymerisate sein sollen, sind die Ester geeignet, die Homopolymerisate mit Glastemperaturen son ---3 bis -■-120 C bilden (vgl. Nielsen. Mechanical Properties of Polymers,"New Y,.rk 1962. Kapitel 2). Vor »Hern kommen hier die entsprechenden Ester von Alkanolen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in Frage, von denen Methylmethacrylat und tert.-Butylacrylat bevorzugt werden.

Vinyl- oder isopropenylaromaten mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen sind vor allem die entsprechenden Kohlenwasserstoffe, wie Styrol, \-Methylstyrol, o-Vinyltoluol. m-Vinyltoluol, p-Vinyltoluol oder Vinylnaphthaün. Besonders geeignet ist Styrol. Der Mengenantei! dieser Monomeren im Copolymerisat soli 10 bis 55 und insbesondere 15 his 30 Gewichtsprozent betragen.

An Stelle der bevorzugt verwendeten \inyl- oder isopropenylaromatischen Monomeren können in Mengen von 18 bis 20 Gewichtsprozent auch Vinylester von Alkanmonocarbonsäuren mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen, wie Vinylacetat, Vinylpropionat oder Vinylpivalat, bei der Herstellung des Copolymeris.'itcs cinpolvmcrisiert werden. Da diese Vinylester unabhängig von der Mitvei wendung der genannten vinyl- oder isopropenylaromatischen Monomeren in Mengen von 0 bis 10, insbesondere 0 bis 5 Gewichtsprozent der Gesamtmonomcren als Comonomerc im Copolymcrisat einpolymerisiert enthalten sein können, kann die Gesamtmenge an cinpolymerisierten Vinylestern somit bis zu 30 Gewichtsprozent betragen. Von den Vinylestern ist Vinylacetat das bevorzugte Monomere.

In an sich bekannter Weise können die Eigenschaften der Copolymerisate dadurch für besondere Anforderungen der Anwendung in der Praxis im begrenzten Umfang variiert werden, daß in Mengen von 0 bis 20 und insbesondere 0 bis 10 Gewichtsprozent der Gesamtmonomercn geeignete, weitere olefinisch ungesättigte Monomere hei der Herstellung mit einpolymerisiert werden. Die einpolymerisierten Reste dieser Monomeren sollen hierbei keine Gruppierungen aufweisen, die unter den Umsetzungsbedingungen mit Isocyanatgruppen reagieren. Geeignete olefinisch ungesättigte Monomere sind weitere Ester der Acryl- und/oder Methacrylsäure, wie n-Biitylacrylat oder 2-ÄthylhexyIacrylat, Ester anderer olefinisch ungesättigter Carbonsäuren mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie der Λ-Chloracrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure,

ίο Fumarsäure oder Itakonsäure, Virylhalogenide, wie Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid, Vinylidencyanid, und copolymerisierbare äthylenisch ungesättigte Nitrile, wie Acrylnitril und Methacrylnitril. Sehr zweckmäßig ist hieibei die Mitverwendung weiterer Acrylsäure- und/oder Methacrylsäureester und von besonderem Vorteil die Verwendung von Acrylnitril und oder Methacrylnitril bei der Herstellung der Copolymerisate.

Die erfindungsgemäß verv -.nd'". n. Hydroxylgruppen enthaltenden Copolymerisate sollen durch Polymerisation der Monomeren in organischen Lösungsmitteln in Gegenwart von anorganischen Sulfiden, die keine Mercaptogruppen enthalten, hergestellt sein. Hierbei können die üblichen Verfahren der Copolymerisation und die üblichen Polymerisationskatalysatoren angewandt werden, z. B. organische Peroxyde, Redox-Katalysatoren oder - - mit besondeTem Vorteil — Azoverbindungen, insbesondere Azodiisobutyronitril und Azodiisobutyrodiamid.

Als Lösungsmittel für die Polymerisation kommen die in der Lackindustrie üblicherweise verwendeten organischen Lösungsmittel in Betracht, die gegenüber Isocyanaten inert sind. d. h. keine Gruppierungen, insbesondere keine aktiven Wasserstoffe, enthalten.

die unter den Lmsetzungsbedingungen mit Isocyanaten reagieren. Geeignete Lösungsmittel sind z. B. aliphatische Ester, wie Athylglykohcetat, Niethylglykolacetat oder Äthylacetat, und aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Xylol oder Toluol. Für manche Anwendungszwecke kann es dabei \on Vorteil sein. Gemische von Lösungsmitteln zu verwenden.

Als organische Sulfide, die keine Mercaptogruppen enthalten und als Regler bei der Copolymerisation wirken, kommen vor allem Verbindungen vom Typ der Dialkylxanthogendisulfide in Betracht, insbesondere Diisopropylxanthogendisulfid. Von diesen al; Regler wirkenden Verbindungen werden mit Vortei 2 bis 6 Gewichtsprozent, bezogen auf die Monomeren dem Polymerisationsansatz zugesetzt. Die Menge dieses Zusatzes richtet sich dabei nach der gew ünschter Viskosität des später im Lack verwendeten Copoly merisats. In Spezialfällen können daher die an gegebenen Grenzen in gewissem Ausmaß auch unter oder überschritten werden. Die Menge der zugeset/tei Regler richtet sich auch nach den mit\erwendctei Monomeren, da ei η höherer Gehalt an z. B. Styro eine höhere Viskosität des Copolymcrisats und eil höherer Gehalt an /. B. tcrt.-Bulylacrylat dagegen cin< niedere Viskosität des Copolymcrisats bewirkt. Al

fin [segler wirkende Substanzen, die freie SH-Gruppet enthalten, sind im vorliegenden Falle - obwohl sii sonst häufig bei der Polymerisation verwendet werden ■ ungeeignet.

Outer Polyisocyanaten, die keine aromatischen Resti

f>5 enthalten, werden Verbindungen mit mindestens z.we Isocyanatgruppen. die durch aliphatisch^ oder cyclo sliphatischc. gegebenenfalls Heteroatome enthaltend Ketten getrennt sind, verstanden. Beispiele sind Prr

Bän-diisoeyanat-1,2, Butandiisocyanat-1,2, Pentandi-I6ocyanat-1,2, Pentandiisocy»naM,3, Hexandiisocy- »nat-1,2, Hexandiisocyanat-1,3, Hexandiisocyanat-1,4, Hexandiisocyanat-1,5, Hexandiisocyanat-1,6, 4-MetfayIhexandiisocyanat-1,2 oder 4-Methylhexandiisocy- »nat-1,3. Im allgemeinen werden einfache aliphatisch^· Polyisocyanate jedoch nur dann direkt verwendet, wenn ihr Molekulargewicht groß genug ist, daß bei der Verarbeitung keine Schädigungen durch einen zu naten haben die erfindungsgemäßen Lacke den bedeutenden Vorteil, daß sii' wesentlich geringere Mengen der teuren und aufwendiger herzustellenden Polyisocyanat-Komponente im Lack erfordern.

Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäßen Lacksysteme besteht darin, daß sie auf die verschiedensten Substrate aufgetragen werden können. So können sie zur Lackierung von Metallen, z. B. von Eisen, Stählen der verschiedensten Zusammensetzung, von Alu

hohen Dampfdruck des Polyisocyanats zu erwarten io minium oder Legierungen ebenso dienen, wie zur Her- »nd. Dies trifft z. B, bei Dicyclohexylmethandiiso- stellung von Überzügen auf Hölzern, auf Glas oder cyanat und ähnlichen höhermolekularen cycloali- keramischem Material. Bei all diesen Anwendungen phatischen Polyisocyanaten zu. Bevorzugt werden zeigen die Lacküberzüge auch in hochpigmentiertem Umsetzungsprodukte dieser Polyisocyanate mit nieder- Zustand einen überraschend guten Glanz. Mit dieser molekularen Verbindungen mit mehreren aktiven 15 Eigenschaft verbinden sie eine besonders gute Flexi-

bili di bd d ihtig ist wenn nach dem

Wasserstoffatomen, die noch mindestens zwei freie Isocyanatgruppen aufweisen, ζ. Β. Reaktionsprodukte von 1,1,1-Trimethylolpropan und 3 Mol Hexamethylen-l,6-diisocyanat, und analog Reaktionsprodukte von mehrwertigen Alkoholen und überschüssigen Mengen an Diisocyanates angewandt. Eine besonders bevorzugte Isocyanatkomponc;ue ist Ν,Ν',Ν"-Tris-(isocyanatohexyl)-biuret.

Für Spezialfälle können an Stelle der freien Polyisocyanate sogenannte verkappte Polyisocyanate umgesetzt werden, wie Phenylurethane oder Reaktionsprodukte von Isocyanaten mit CH-aciden Verbindungen, die bei höherer Temperatur wie Isocyanate reagieren.

Die Umsetzung der Polyisocyanate mit den genannten hydroxylgruppenhaltigen Copolymerisaten kann in üblicher Art vorgenommen werden, wobei meist die Polyisocyanate in etwa äquivalenten Mengen zu den Hydroxylgruppen im Copolymerisat angewandt werden. Die Polyisocyanate können der Lösung des Copolymerisats, soweit sie flüssig sind, direkt oder in Form ihrer Lösung in inerten organischen Lösungsmitteln zugesetzt werden. Zur Erzielung bestimmter Effekte können auch weitere Lackkomponenten, z. B. wärmehärtbare Harnstoff- bzw. Melamin-Formaldehyd-Harze, Phenolharze, Epoxydharze oder Vinylpolymerisate, in untergeordneten Mengen zugesetzt werden.

Die aus den Mischungen der Copolymerisate und bilität, die besonders dann wichtig ist, wenn nach dem Auftragen der Überzüge auf Metall das Metall noch geformt wird. Die erfindungsgemäßen Lacke eignen sich deshalb auch für das sogenannte Coil-cuat;:-^- \ erfahren.

Die in den Beispielen ^.-nannten Teile und Pm/x-i■!·..■ sind Gewichtseinheiten. D.e angegebenen K-Wme wurden nach Messungen 2gewichtsprozemiger O>polymerisatlösungen in Dimethylformamid nach u:r Methode von H. F i k e η t s c h e r, Cellulosechemie. 13 (1932), 5S, bestimmt. Die angegebene" Hydroy.lzahlen (OH-Zahien) wurden berechne* für lösung-mittelfreie Har2e (Festharze).

Beispiel 1

25 Teile 1,4-Butandiolmonoacrylat, 30 Teile Methacrylsäuremethylester, 25 Teile Acr isäure-tert.-buniester, 20 Teile Styrol, 1 Teil Azodiisobutyronitril um! 4 Teile Diisopropylxanthogendisulfid in 54 Teilen Äthylglykolacetat werden unter Rühren im Polymerisationsgefäß in sauerstofffrciei ,Atmosphäre auf 95 bis 100^CC erhitzt. Nach dem Beginn der Polymerisation wird eine Mischung aus 50 Teilen 1.4-Butandiolmonoacrylat, 60 Teilen Methacrylsäuremethylester, 50 "Feilen Acrylsäure-tert.-butylestcr, 40 Teilen Styrol. 2 Teilen Azodiisobutyronitril und 3 Teilen Diisopropxlxanthogendisulfid in 108 Teilen Äthylglykolacetat innerhalb von 30 Minuten dem bei 90 bis 100 C gc-

Polyiiocyanatcn aufgebrachten Überzüge können 45 haltencn Polymerisationsansatz allmählich zugegeben. bei Raumtemperatur gehartet werden. Oft ist es vor- 1 Stunde, 3 Stunden und 5 Stunden nach Zulaufende teilhaft, die Härtung bei höheren Temperaturen, insbesondere bei 100 bis 160C, vorzunehmen, insbeson-

dere bei dar Verwendung von verkappten Isocyanaten.

werden dem Ansatz noch je 3 Teile Λ/.odiisohulyronitril zugesetzt. Nach einer Gesamtreaktionsdauer von 8 Stunden beträst der Fcststofftrehalt der Lösung

Durch Anwendung einer höheren Temperatur kann 50 64,0",,. Das Copolymerisat hat einen k-Wcrt von 15.8

die Hirtszeit wesentlich verkürzt werden. Die Härtung kann durch Zusatz der üblichen Katalysatoren für Reaktionen der Isoeyanatgruppc beschleunigt «erden, t. B. durch tert. Amine, wie Triethylendiamin. Wistnut- oJer Bleisalze oJer durch Zinnverbindungen.

Die erlindungsgeirüß durch Umsetzung λ on bestimmten Polyisocyanaten mit in bestimmter Art hergestellten speziellen Copolymerisaten hergestellten Lacke bzw. Überzüge zeichnen sich durch eine Kombination vortsilhafter Eigenschaften aus. Entsprechend Il3rg;stellt2 gehärtete Überzüge sind sehr vcrscifungsbasUndig und hervorragend lichtecht. Sie übertreffen in ihrer Lichtecluhsit die Überzüge aus den bisher Üblichsn Lacksyjtemen auf der Basis von Polviso- und eine OH-,"'ahl von 97,5.

100 Teile der 64"„igen Copolynicrisatlösung werden mit 50/,, Rutil, bezogen auf den Gcs.'imtbindeinitlelgehalt, nach Zusatz von 70 Teilen einer \'iiscl"iiing aus Äthylglykolacetat und Toluol (Volumcincrh.'ihnis 1:1) angerieben und mit 29 Teilen eine "5 ",,igen Lösung \on N,N",N"-Tris-(isocyanatohe.\\l)-bkirct in einer gleichen Mischung aus Äthylglykolacetat und Xylol gemischt. Der resultierende Lack wird auf rostfreie Eisenbleche aufgespritzt. Man erhält hochglänzende Überzüge mit gutem Verlauf, die nach etwa 2'/₂ Stunden klcbfrci sind und nach 8 Tagen eine Pendelhärte nach König (DIM 53 157) von 165 Sekunden und einen Erichscn-Wcrt (DIN 53 156) \on

cyanaten und h\droxylgruppenhaltigen Polyethern, 65 9,1 aufweisen. Die entsprechenden durch Einbrennen

Polyestern oder Polymerisaten. Gegenüber den bisher bei 150 C (1 Stunde) erhaltenen Überzüge haben eine

bekannten, lichUjhten UmjetzungsproJiiklen von Pendelhärte nach König \on I6N Sekunden und

hydroxylgruppenhaltigen Polyestern" mt Polvisocva- einen Erichscn-Wcrt von XA

Beispiel 2

Man stellt eine Mischung aus 60 Teilen 1,4-Butandiolmonoacrylat, 165 Teilen Acrylsäure-tert.-butylester, 60 Teilen Styrol, 15 Teilen Vinylacetat, 12 Teilen Diisopropylxanthogendisulfid, 3 Teilen Azodiisobutyronitril und 162 Teilen Äthylglykolacetat her, erhitzt tin Drittel dieser Mischung im Polymerisationsgefäß unter Rühren und Stickstoff auf 90 bis 100° C und läßt nach Beginn der Polymerisation den Rest der Mischung langsam zulaufen. 1 Stunde, 3 Stunden und 5 Stunden nach Ende des Zulaufs setzt man noch je 3 Teile Λζ,ο-diisobutyronitril zu, wobei die Temperatur des Polymerisationsansatzes bei 90 bis 100^cC gehalten wird. Nach insgesamt 8 Stunden erhält man eine 64%ige Lösung eines Copolymerisats mit einem K-Wert von 13,7 und einer OH-Zahl von 78.

50 Teile der Copolymerisatlösung werden mit 50% Rutil, bezogen auf den Gesamtbindemittelgehalt, nach Zusatz von 35 Teilen einer Mischung von gleichen Volumenteilen von Äthylglykolacetat und Xylol angerieben und mit 11,6 Teilen des im Beispiel 1 genannten 75%igen Polyisocyanate abgemischt. Der resultierende Lack wird auf Eisenbleche aufgespritzt. Man erhält hochglänzende Überzüge, die bei Raumtemperatur nach 3¹^ Stunden klebfrei sind. Die Pendelhärte nach König beträgt nach 7 Tagen 119 Sekunden, der Erichsen-Wert 9,0. Ein gleicher, 1 Stunde bei 150⁰C eingebrannter Überzug hat eine Pendelhärte nach König von 168 Sekunden und einen Erichsen-Wert von 8,6.

Vergleichsversuch zu Beispiel 2

Wie im Beispiel 2 wird ein Copolymerisat hergestellt, in das jedoch an Stelle von Acrylsäure-tertbutylester die gleiche Menge an Acrylsäure-n-butylester einpolymerisiert wird. Entsprechend Beispiel 2 wird die Copolymerisatlösung abgemischt und der resultierende Lack auf Eisenbleche aufgespritzt. Man erhäk matte Überzüge, die nach 24 Stunden bei Raumtemperatur noch stark kleben und nach 7 Tagen eine Pendelhärte nach König von nur 16 Sekunden haben. Ein entsprechender, 1 Stunde bei 150° C eingebrannter Lacküberzug hat eine Pendelhärte nach König von 17 Sekunden und ist für lacktechnische Anwendungen völlig unbrauchbar.

Beispiel 3

65 Teile Acrylsäure-tert.-butylester, 15 Teile Styrol, 20 Teile 1,4-Butandiolmonoacrylat, ITeil Azodiiso butyronitril und 3 Teile Diisopropylxanthogendisulfid in 54 Teilen Äthylglykolacetat werden unter Rühren in Siuierstofffreier Atmosphäre auf 90 bis 95^CC erhitzt. Nach Einsetzen der Polymerisation läßt man eine Mischung aus 65 Teilen Acrylsäure-tert.-butylcster, 15 Teilen Styrol, 20 Teilen 1,4-Butandiolmonoacrylat, 1 Teil Azodiisobutyronitril,, 3 Teilen Diisopropylxanthogendisulfid und 54 Teilen Äthylenglykolacetat zufließen. Nach Beendigung des Zulaufs setzt man. weitere 2 Teile Azodiisobutyronitril zu und hält die Temperatur noch 12 Stunden bei 90 bis 95^CC. Man erhält eine 64,5 %ige Lösung eines Copolymerisats, das einen K-Wert von 16,1 und eine OH-Zahl von 78 hat.

100 Teile der Copolymerisatlösung werden mit 23 Teilen der 75%igen Lösung des im Beispiel 1 genannten Polyisocyanats vermischt und mit 40 Teilen Äthylglykolacetat verdünnt. Die Mischung wird als Klarlack auf ein rostfreies Eisenblech aufgestrichen. Außerdem werden 50 Teile der Copolymerisatlösung mit 50% Rutil, bezogen auf den Gesamtbindemittelgehalt, nach Zusatz von 35 Teilen einer Mischung aus gleichen Volumenteilen von Äthylglykolacetat und Xylol angerieben und mit 11.5 Teilen der 75%igen Lösung des im Beispiel 1 beschriebenen Polyisocyai jts abgemischt. Der resultierende Lack wird auf Eisenbleche aufgespritzt. Die Eigenschaften der erhaltenen Lacküberzüge sind in der Tabelle angegeben.

Vergleichsversuch zu Beispiel 3

65 Teile Acrylsäureisobutylester, 15 Teile Styrol, 20 Teile 1,4-Butandiolmonoacrylat, 1 Teil Azodiisobutyronitril und 5 Teile Hexen-3-diol-2,5 in 54 Teilen Äthylglykolacetat werden unter Rühren in sauerstofffreier Atmosphäre auf 90 bis 95^CC erhitzt. Nach Einsetzen der Polymerisation läßt man eine Mischung aus 65 Teilen Acrylsäureisobutylester, 15 Teilen Styrol, 20 Teilen 1,4-Butandiolmonoacrylat, 1 Teil Azodiisobutyronitril, 5 Teilen Hexen-3-diol-2,5 und 54 Teilen Äthylglykolacetat zufließen. Nach Beendigung des Zulaufs setzt man weitere 2 Teile Azodiisobutyronitril zu und hält die Temperatur noch 12 Stunden bei 90 bis 95°C. Man erhält eine 64,5 %ige Lösung eines Copolymerisats mit einem K-Wert von 22,0 und einer OH-Zahl von 78.

In gleicher Art wie im Beispiel 3 angegeben, werden aus den Copolymerisatlösungen Klarlarke und pigmentierte Lacke hergestellt und auf Eisenbleche aufgebracht.

Die Eigenschaften der so hergestellten Überzüge sind in der Tabelle den Eigenschaften der nach Beispiel 3 hergestellten Überzüge gegenübergestellt.

Tabelle

	Beisp Klarlack	Überzug von	Vergleicl Klarlack	¹ISVeTSDCh pigment Lack
	IV2 Std.	ieI3 pigment Lack	>24 Std.	>24 Std.
Klebfrei nach		2Vj Std.
Pendelhärte nach:	123 Sek. 187 Sek. 177 Sek.		klebt 60 Sek. 63 Sek.	klebt 37 Sek. 52 Sek,
1 Tag Raumtemperatur 7 Tage Raumtemperatur 1 Std. 150⁰C		13 Sek. 127 Sek. 151 SeIc
Erichsen-Wert:	9,7 9,8		9,7 9,9	9.1 9,4
7 Tage Raumtemperatur 1 Std. 150⁰C	8,8 9,7

Die Tabelle zeigt, daß die nach dem Vergleichsversuch zu Beispiel 3 hergestellten Lacküberzüge viel zu lange Trocknungszeiten haben uind somit in der Lacktechnik praktisch nicht, verwendet werden kön nen. Außerdem liegen — besonders bei den pigmen- tierten Proben — ihre Pendelhärten nach König so niedrig, diaß keine kratzfesten Überzüge hergestellt werden können.

Beispiel 4

' in

Von einer Mischung aus 75 Teilen 1.4-Buiandiolmonoacrylal;. 150 Teilen Styrol. 30 Tc!en Acrylnitril. 45 Teilen Acrylsäure-tcrt.-butylester. 12 Teilen Diisopropylxanthogcndisulli.d, 3 Teilen AzodÜMihutyro- nitril und ' 62 Teilen Äthylglykolaoetat erhitzt man etwa den dritten Teil der Menge unter Rühren und SauerstoffaiisschluB in einem Polvinerisatioiisgcfä!.' auf 85 bis 00 C. Nach dem Beginn der Polymerisation fügt man den Rest im Verlaufe von 3d¹ Minuten zu. Anschließend hält man die Temperatur des Polymer- 2-, sationsansal.zes noch 8 Stunden bei 90 C. wobei man ihm nach 1 Stunde. 3 Stunden und fünf Stunden noch je 3 Teile Azodiisobutyroniinl zusetzt. Man erhält eine 64,1 °„ige Lösung eines Copolymerisats mit einem K-Wert von 16.1 und einer OH-Zahl von 98. Auf einen Feststoff gehalt von 50",, verdünnt, hai die Copolymcrisatlösung eine Auslauf zeit aus dem DIN-Bccher 4 vc-n 111 Sekunden.

Ί00 Teile der 64.1 "„igen Copolymcrisatlösung vermischt man mit 28.8 Teilen, der "5",,igen Lösung dc< im Beispiel 1 genannten Polyisocyanats. verdünnt mit 17.5 Teilen Äthylglykolacctat. und bestreicht mit der resultierenden Mischung rostfreie Eisenbleche. Mar: erhält Überzüge, die nach 2 Stunden klehfrei sind. Nach 7 Tagen haben die Überzüge eine Pendelhärte nach König (DIN 53 157) von 162 und einen Erichsen-Wert (DIN 53 156) von 8,6. Nach dem Einbrennen bei 150" C während I Stunde erhält man einen Überzug der Pendelhärte 172 und mit einem Erichsen-Wert von 9,5.

50 Teile der 64.1 "„igen Copolymerisatlösung werden mit 50"₀ P.util, bezogen auf den Gesamtbindcmittclgehalt. nach Zusatz von 64 Teilen Äthylglykolacctai angerieben und mit 14.4 Teilen der 75 "„igen Lösung des im Beispiel 1 beschriebenen Polyisocyanats abgemischt. Der resultierende Lack wird auf Eisenbleche aufgespritzt. Man erhält hochelastische, gut haftende Überzüge, die nach 7 Tagen (bei Raumtemperatur) eine Pendelhärte nach König von 162 und einen Erichsen-Wert von 9,2 aufweisen.

Beispiel 5

Aus 90 Teilen 1.4-Butandiolmonoacrylat. 105 Teilen Acrylsaure-tert.-butyles.ter, 90 Teilen Styrol. 15 Teilen Acrylnitril, 3 Teilen Azodiisobutyronitril. 9 Teilen Diisopropylxanthogendisulnd und 162 Teilen Athylglykolacetat stellt man, wie im Beispiel 4 beschrieben, eine 63,7 °oige Lösung eines Copolymerisate mil einer OH-Zahl von 117 und einem K-Wert von 17,4 her.

100 Teile der 63,7 "„igen Copolyraerisatlösung werden mit 50 Teilen Rutil nach Zusatz von 85 Teilen Äthylglykolacetat pigmentiert und mit 34 Teilen des im Beispiel 1 genannten Polyisocyanats abgemischt Die resultierende Mischling wird auf Sieche aufgesprim. Man erhalt ein«m LacfcüberzugjVon hohem Glanz und gutem Verlauf, der nach 8 T#td R«^- ;^l temperatur eine Pendeffiärte nach Kf^tig
5315η von ISO Sekunden und eta»

* t-'U

(DIN 53 156) von 7,0 hat. Ein bei 150 C 11 Stunde eingebrannter Überzug hat eine Pendelhärte von 170 Sekunden und einen Erichsen-Wert von 8.4.

Beispiel 6

Von einer Mischung aus 60 Teilen Athylengly kolmonoacrylat. 60 Teilen Styrol. ISO Teilen Acrylsäurctert.-hut;, !ester. 12 Teilen Diisopropylxanthogendisulfid. 3 Teilen Azodii>obiity ronitril und 162 Teilen AtIr. lglykolacet.it erhitzt man etwa den dri'.'.en Teil der Menge unter Rühren und Sauerstoff.iiis-chlui' in einem Pohnieri^atior.sgefaß auf S5 bis- ·;Π C. Nach dem Beginn der Polymerisation fügt man den Rest der Mischung im Verlauf von 30 Minuten /u. Anschließend hält man die Temperatur de> Polymensationsansa^./c-noch S Stunden bei ¹¹P C. wobei man ihn- nach 1 Stunde. 3 Stunden und 5 Stunden noch ic 3 Teile Azodiisobutyronitril zusetzt. Man erhält eine <->3.5' ige Lösung eines Copolymerisate mit einem K-W en von 15.3 und einer OH-Zahl von 97.

50 Teile der 63.5 "„igen Copoly men.satlösi.ng v\erden mit 50"., Rutil, bezogen auf den Gesamtbindemittelgehalt, nach Zusatz von 45 Teilen Athylgly koiaeetat angerieben und mit einem Gemisch von '3 Teilen einer 75 "„igen Lösung von N.N'.N '-Tns-iisocyanatohe.xyO-biuret in einer Mischung aus Athyigiykolacetat und Xylol (Volumenverhältnis 1 : i > und 0.5 Teile Hexamethylendiisocyanat abgemischt. Die Mischung wird auf Eisenbleche aufgespritzt. M.^ erhält einen hochglänzenden Lackübemig. der nach "Tagen eine Pendelhärte nach König ι Di ^- 53 157) von 134 - 'Minden und einen Erichseii-VYer (DIN 53 156) vo,. >>.8_ hat. Ein i Stunde lang be: 150 C eingebrannter Überzug hat eine Pendelhärte von 180 Sekunden und einen Erichsen-W en \on S.r.

Beispiel 7

Aus 60 Teilen Butandiolmonoacrylat. ISO Teuer: Acrylsaure-teri.-butylester.60 Teilen Vinylacetat. ^'Teilen Diisopropylxanthogendisulnd. U-O Teilen Λΐ?\\ Ί-glykolacetat und 3 Teilen Azodiisobutyronitril siel·'. man. wie im Beispiel 4 beschrieben, eine o3',,ige Lösung eines Copolymerisats mit einer OH-Zahi von "S und mit einem K-Wert von 12.7 her. KXt Teile der Copolymerisatlösung werden mit 23 Teilen der 75''.-igen Lösung des im Beispiel 1 genannten Polyisocyanats vermischt, mit 40 Teilen Äthylglvkolaeetai verdünnt und die resultierende Mischung auf rostfreie Eisenbleche aufgestrichen. Man erhält Überzüge die nach 3 Stunden klebfrei sind. Nach 7 Tagen haber die Überzüge eine Pendelhärte nach König (DI^N 53 15"» von 139 Sekunden und einen Erichsen-Wer (DIN 53 156) von 9,2. Nach lstündigem Einbrennet bei 150 C erhält man einen überzug mit der Pendel härte 176 und mit einem Erichsen-Wert von 10.

Beispiel 8

Aus 45 Teilen 1,4-Butandiolmonoacrylat, 7,5 Teile! Äthylenglykolmonoacrylat, 7,5 Teilen 1,6-Hexandiol tnonoacrylat, 150 Teilen Acrylsäure-tert-butylestei 60 Teilen Styrol, 30 Teilen Vinylacetat, 12 Teilen Di isopropylxajthogendisulfid, 3 Teilen Azodnsoputyrc nitril und 162 Teilen Ätbylgtyköfacetai Stellt man, wi im Beispiel 4 beschrieben, eifie 63,&%ige Lösung eine Copolymerisate mk einem R<Wert von 13,S und m Ms#r OH-Zahl von 79 dar.

der Copolymerisatlösung werden m

23,5 Teilen der 75"-,',IgCn Lösung des im Beispiel 1 gekannten Polyisocyanate vermischt, mit 40 Teilen Athylglykolacetat verdünnt und als Klarlack auf rost-Ireie Eisenbleche aufgestrichen. Man erhält hochjlänzende Überzüge mit gutem Verlauf, die nach 2 Stunden klebfrei sind und nach 8 Tagen eine Pendel] härte '.on 175 Sekunden und einen Erichscn-Wcrt voi ^l).5 aufweisen. Die durch 1 stündiges Einbrennen be 150 C erhaltenen Überzüge haben eine Pendelhärte von 185 Sekunden und einen Eriehsen-VVert von 9.1.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von lichtbeständigen Überzügen auf der Basis einer Mischung von gegebenenfalls verkappten Polyisocyanaten mit Copolymerisaten aus Estern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure und Alkanolen, Monoestem der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure und mehrwertigen Alkoholen und anderen copolymerisierbaren olefinisch ungesättigten Monomeren, d adurch gekennzeichnet, daß man gegebenenfalls verkappte Polyisocyanate, die keine aromatischen Reste enthalten, mit Copolymerisaten aus

(1) 15 bis 40 Gewichtsprozent Monoestern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit aliphatischen mehrwertigen Alkoholen,

(2) 5 bis 70 Gewichtsprozent Estern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit Alkanolen, die Homopolymerisate mit Glastemperaturen von 4-3 bis + 120^cC bilden.

(3 a) 10 bis 55 Gewichtsprozent eines Vinyl- oder Isopropenylaromaten mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen oder

(3b) 10 bis 20 Gewichtsprozent eines Vinylesters einer Alkanmonocarbonsäure mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen,

(4) 0 bis 10 Gewichtsprozent eines Vinylesters einer Alkanmonocarbonsäure mit 2 bis 5 Kohlen stoff atomen und

(5) 0 bis 20 Gewichtsprozent weiteren olefinisch ungesättigten Monomeren, deren einpolymerisierte Reste unter den Umsetzungsbedingungen n.icht mit Isocyanaten reagieren,

umsetzt, die durch Polymerisation der Monomeren in gegenüber Isocyanaten inerten organischen Lösungsmitteln in Gegenwart von organischen Sulfiden, die keine Mercaptogruppen enthalten, als Regeler hergestellt worden sind.