DE1745299A1 - Verfahren zum Herstellen von gegebenenfalls oelmodifizierten Alkydharzen - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von gegebenenfalls oelmodifizierten Alkydharzen

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DE1745299A1
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DE19681745299
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Jean-Paul Charles
Michel Mistou
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Produits Chimiques Pechiney Saint Gobain
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Produits Chimiques Pechiney Saint Gobain
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    • C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
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Description

Produits Ghimiques, PECHINEY-SAINT-GOBAIN 16, Avenue Matignon, Paris (8e) Frankreich
betreffend
Verfahren zum Herstellen von gegebenenfalls ölmodif1-
zierten Alkydharzen.
Die-vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Alkydharzen sowie die gemäß diesem Verfahren hergestellten Alkydharze selbst und die mit Farbe oder Emaillacken auf Basis dieser Harze überzogenen Gegenstände.
Es ist bekannt, Alkydharze durch Kondensation von Fettsäuren pflanzlicher oder synthetischer Herkunft und/oder ihrer Triglyceride und von aromatischen und/oder aliphatischen Polycarbonsäuren oder ihrer Anhydride mit Polyölen herzustellen. Die für diesen
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Zweck am häufigsten verwendeten Polycarbonsäuren sind Phthalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure u.a. mehr. Als Polyole kommen in der Hegel Glykol, die Butandiole, Glycerin, die Polyglycerine, Alkylglycerine, Hexantriole, Trimethylölpropan, Pentaerythrit und andere höhere Polyole zur Anwendung.
Das übliche Verfahren besteht darin» daß man die Eeaktionspartner durch Erhitzen auf etwa 15O0G miteinander kondensiert, so daß man gleichzeitig einen ausreichenden Polykondensationsgrad und eine zufriedenstellende Lös~ lichkeit des Harzes in den gebräuchlichem Lösungsmitteln erhält.
Die Erfindung betrifft nun ein Kondensationsverfahren zur Herstellung von Alkydharzen ausgehend, von Cyclopentantetracarbonsäuren, Fettsäuren pflanzlicher oder synthetischer Herkunft und Polyolen, das die bei den bekannten Kondensationsverfahren üblichen Machteile nicht aufweist.
Das erf indungsgemässe Verfahren umfasst Ih Verbindung miteinander die Umwandlung der Cyclopentantetracarbonsäuren zu Monoeetem durch Umsetzung mit eines Konoalkohol
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mit Siedepunkt oberhalb 1300C unter Eliminierung der theoretischen Menge Wasser sov.de die anschließende Kondensation des erhaltenen Konoesters mit einem Polyol zu einem Alkydharz.
Als Monoalkohole mit Siedepunkt oberhalb 1300G werden Alkohole mit 5 bis 15 Kohlenstoffatomen im Molekül verwendet, -.so .z.B. Amylalkohol, Hexylalkohol und Octylalkohol. Als Polyole kommen z.B. Glycerin, ύ
Triraethylolpropan und Pentaerythrit zur Anwendung.
Gemäß einer Durchfuhrungsf orm vfird die Veresterung der Gyelojpentantötraearbonsäuren bei einer Temperatur zwischen 140 bis l6o°0 bis zum Erhalt des Monoesters vorgenommen und hierauf der Honoester bei einer Temperatur zwischen 130 und 1?.O°C in Gegenwart einer Fettsäure pflanzlicher oder synthetischer Herkunft mit dem Polyol zu einem Harz polykondensiert, das die gewünschte Säurezahl aufMeist.
Gemäß einer'bevorzugten Ausführungsform vrerden ölmodif!zierte Alkydharze hergestellt, indem die Cyclopentantetracarbonsäuren zunächst zum Monoestecverestert und hierauf der Honoester mit dem Polyol in Gegenwart
des getrennt davon durch Alkoholyse des Triglycerids erhaltenen Produktes polykondensiert ><ird.
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Gemäß einer weiteren speziellen Ausführungsform werden wasserlösliche Alkydharze hergestellt, indem die Polykondensation des Honoesters mit dem Polyol und der Fettsäure oder dem Produkt der Alkoholyse des Triglycerids unterbrochen wird, wenn die Säuren-Zahl des Kondensationsproduktes zwischen 50 und 100 liegt und wenn das Triäthylaminsalz dieses Kondensations-
P Produktes eine Viskosität von 15bis 70 in 5O5Siger Lö-
^ sung in Wasser aufweist, wobei die Harze in üblicher Welse, z.B. unter Einwirkung von Basen in Läsung gebracht werden.
Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung werden in organischen Lösungsmitteln lösliche Alkydharze hergestellt, indem die Polykondensation so weit geführt wird, bis das Produkt eine Säurezahl <10 und eine Viskosität
P
zwischen 8 und 25 in 50jiiger Lösung in Xylol aufweist.
Je nach der Zahl der ungesättigten Bindungen oder
der Art des in Form einer Fettsäure oder in Form des
eines
Produktes der Alkoholyse des Triglycerids verwendeten Fettsäurebestandteile lassen sich sowohl im Falle der wasserlöslichen als auch la Falle der in organischen Lösungsmitteln lösliche Produkte trocknende oder wärmehärtbare Harze oder auch thermoplastische Harze erhalten,
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BAD ORiGfNAL.
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die durch Erhitzen im Ofen auf 130 - 16O°C in Gegenwart von wärmehärtbaren Aminoplastharzen wie Harnstoff-Formaldehyd- und Melamin-Formaldehydharzen vernetzt werden können. Selbstverständlich werden dabei die erf indungsgemässen. wasserlöslichen Alkydharze mit wasserlöslichen Aminoplasten kombiniert und die erfindungsgemässen in organischen Lösungsmitteln löslichen Alkydharze mit ebenfalls in organischen Lösungsmitteln löslichen Aminoplasten. ' J
Das erfindungsgemässe Verfahren kann auf reine Säuren sowie auf die Gemische der verschiedenen isomeren Säuren angewandt werden und stellt einen technischen Fortschritt bei der Herstellung von Alkydharzen ausgehend von -
Gyclopentantetracarbonsäuren dar. In der Tat ist die Polyveresterung dieser Säuren nach dem bekannten Verfahren nur schwierig zu erreichen, da die Gelbildung des Produktes lange vor dem Erreichen des gewünschten Kondensationsgrades einsetzt. Das beschriebene erfin- ™
dungsgemässe Verfahren hingegen ermöglicht die Herstellung von Einbrennlacken oder trocknenden Produkten.
Die auf,Trägern aufgebrachten Überzüge oder Anstriehe auf der Basis der erfindungsgemässen Harze weisen ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und einen erhöhten Glanz auf und sind vollkommen gegenüber Salznebeln
jaeständig« .
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Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert. '
Beispiel 1
In einem mit Rührwerk, Thermometer und Dean-Stark-Rohr versehenen 1 1-Kolben wurden 246 g (1 Hol) Cyclopentantetracarbonsäure und 102 g (1 Hol) Hexylalkohol vorgelegt. Der Kolbeninhalt wurde auf I50°C erhitzt, bis 18 g Wasser (1 Mol) im Dean-Stark-Rohr aufgefangen worden waren.
Beispiel 2
In einer Apparatur gemäß Beispiel 1, versehen mit einer Vorrichtung sura Einleite^ von inertem Gasen wurden 36,6 g Leinölfettsäure (0,1-31 Mol) taad 24,9 g (0,189 Mol) Trimethylolpropan gegeben. Der Kolbeninhalt wurde auf I90 - 2000C erhitzt und bei dieser Temperatur gehalten, ble die Säurezahl des Gemisches unter 5 lag.
Hierauf wurde auf 1200C abgekühlt und 48,6 g (0,14-5 Mol) des gemäß Beispiel 1 hergestelltem Monohexylesters der Cyclopentantetracarbonsäure zugesetzt. Die Temperatur wurde allmählich auf 145 - 15*>°C gebracht. Der Verlauf der Reaktion wurde durch Bestimmen der Säurezahl verfolgt und die Kon&ißsafcion. unterbrochen, sobald die Säurezahl unter 80 fiel, 2.B. sobald sie zwischen 50 und 80 lag. - ·
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Das Gealscii wurde abgekühlt und mit 15 - 20 % Triäthylamin versetzt, so daß der pH-Wert der-wässrigen Losung etwa 8 - 8,5 betrufr. Die Viskosität der wässrigen 505oigen Lösung dieses Salzes schwankte zwischen 20 und 60 P.
Das Produkt löste sich vollständig in Wasser und 'war-vollständig verträglich mit den vrassErlöslionen MeI am in-Formaldefiydharζ en.
Die durch Vernetzen im Ofen bei 1500C erhaltenen Überzüge wiesen, ausgezeichnete mechanische Eigenschaften auf. Für einen 30 αχ starken Film betrug die Härte nach Persoz 230 see, die Biegsamkeit nach Erichsen 8 mm und die Beständigkeit gegenüber Salznebeln 290 h.
Beispiel 3
In einem mit Rührwerk, Thermometer, Dean*Stark-Rohr versehenen und unter inertem Gas stehenden Reaktor wurden 34,1 g Pelargonsäure (0,217 Mol) und 28,6 g (0,216 Mol) '% Trimethylolpropan gegeben. Es wurde auf 120°G erhitzt und dann 48,6 * (0,145 Mol) Monohexylester der Cyclopentantetracarbonsäure zugesetzt. Die Temperatur wurde auf l6ö°G erhöht und der Verlauf der Reaktion anhand der Änderungen der Säuresahl und der Viskosität des Alkydhärzes verfolgt. Die Sndsäurezahl lag luiterhalb 10 und die ¥iskosität einer 50$igen Lösung des Harzes in Xylol zwischen 10 und 2Ö P. "'
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Das Gemisch wurde abgekühlt und das Harz in Xylol gegossen, so daß eine Lösung mit 70 % Trockensubstanz erhalten wurde.
Das Harz v/ar löslich in aromatischen Ko hl en was ε er stoffen, Lackbenzin (white spirit) und ähnlichen Lösungsmitteln.
W Das erhaltene Alkydharz v/ar vollständig verträglich mit den Harnstoff-Forr.ialdehyd- und HeI am in- Formaldehydharzen. Die durch Vernetzen im Ofen bei 130 C erhaltenen Überzüge zeigten ausgezeichnete mechanische Eigenschaften. Die Härte nach Persoz eines 25/U starken Films betrug 260 see, seine Biegsamkeit nach. Erichsen 7,5 mm und seine Beständigkeit gegenüber Salznebeln 300 h.
Die bekannten Alkydharze auf der Basis von Trimellith- ^ säure weisen unter analogen Bedingungen im allgemeinen
eine Beständigkeit gegenüber Salznebeln von 200 - 220 see auf.
Patentansprüche 7223
1O9836/U50 bad original

Claims (1)

  1. dr. iwo. τ. wtrsaTHOfT . ο. ττπΜ
    FOT FAT»»» XtHIM
    lA-33 975 Patentansprüche
    Verfahren zum Herstellen von gegebenenfalls ölmodifizierten Alkydharzen ausgehend von Cyclopentantetracarbonsäuren und Polyolen, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst die Cyclopentantetracarbonsaure · mit einem Monoalkohol vom Siedepunkt oberhalb 130 C in % ihren Monoester überführt und hierauf den. Monoester mit einem Polyol und einer Fet6säure zum Alkydharz kondensiert.
    2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Veresterung bei 140 bis 16O0C und die Kondensation bei 130 bis 1700C vorninust*
    3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet , daß man die Kondensation bis zu einer Säurezahl des Harzes ( 10 und bis zu einer Viskosität der 5Oifigen Xyiollöaung des Harzea von 8 bie 25 P führt.
    4'. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch g β -kejaneeichnet , daß man die Kondansation bis
    ~ 2 - m
    101836/14*· . . Γ
    - * - lA-33 975
    zu einer Säurezahl des Harzes zvrischen 50 und 100 und bis zu einer Viskosität der 50#ißen Lösung des Triäthylaminsalzes des Harzes von 15 bis zu 7üP führt.
    5. Verfahren nach Anspruch 1 bis h, dadurch /? e kennzeichnet, daß man die Cyclonentanfcetracarbonsäure mit Hexylalkohol, Amylalkohol und/ouer öctylalkohol verestert.
    6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, uauurch gekennzeichnet , daß man den Monoester mit Glycerin, Trimethylolpropan oder Pentaerythrit kondensiert.
    7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß man den Nonoester gleich zeitig mit dem Polyol und der Fettsäure kondensiert.
    8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch ge-, kennzeichnet , daß man die Kondensation in Gegenwart eines Produktes der Alkoholyse eines Triglyceride vornimmt.
    10983$/USi
    BAD ORIGINAL
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