DE1769817B1

DE1769817B1 - Verfahren zur Herstellung von Lackueberzuegen

Info

Publication number: DE1769817B1
Application number: DE19681769817
Authority: DE
Inventors: Lothar Dr Havenith; Heinrich Dr Meckbach
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1968-07-19
Filing date: 1968-07-19
Publication date: 1971-11-18
Also published as: GB1226290A; FR2013304A1; AT297887B; ES369620A1; SE355591B; DK129856B; DK129856C; DE1769817C2; JPS4940859B1; CH516630A

Description

Es ist bekannt, Lacküberzüge nach dem Diisocyanatpolyadditionsverfahren herzustellen. Dabei hat man neben den üblichen aliphatischen, hydroaromatischen und auch aromatischen Polyisocyanaten auch schon aliphatische Biuretpolyisocyanate verwendet. Diese Polyisocyanate, auch Biuretpolyisocyanate, sind indessen bisher immer in Kombination mit in der Regel höhermolekularen Verbindungen mit mehreren reaktionsfähigen Wasserstoffatomen zur Anwendung gekommen.

überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man auf höhermolekulare Verbindungen mit mehreren reaktionsfähigen Wasserstoffatomen verzichten kann und hochwertige lichtechte Lacküberzüge mit besonders vorteilhaften anwendungstechnischen Eigenschäften erhält, wenn man die aliphatischen Biuretpolyisocyanate im Gemisch mit Celluloseacetobutyraten verwendet, um die Lacküberzüge in an sich bekannter Weise herzustellen.

Es ist auch schon bekannt gewesen, Celluloseacetobutyrate in geringen Anteilen Polyurethanlackkompositionen zuzusetzen, wobei diese Celluloseacetobutyrate als Verlaufmittel wirken. Auch in diesen Fällen ist jedoch bisher die Anwesenheit von in der Regel höhermolekularen Verbindungen mit mehreren reaktionsfähigen Wasserstoffatomen zwingend gewesen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Lacküberzügen unter Verwendung von Lösungsmittel sowie gegebenenfalls übliche Katalysatoren enthaltenden Überzugsmitteln auf Basis von aliphatischen Biuretpolyisocyanaten, dadurch gekennzeichnet, daß man Gemische von aliphatischen Biuretpolyisocyanaten und Celluloseacetobutyraten verwendet.

Als erfindungsgemäß zu verwendende aliphatische Biuretpolyisocyanate kommen grundsätzlich solche beliebiger Art in Frage, z. B. solche, wie sie gemäß der deutschen Auslegeschrift 1 101 394 herstellbar sind.

Auch die Celluloseacetobutyratkomponente kann grundsätzlich beliebig gewählt werden. Besonders bevorzugt sind indessen niedrigviskose Celluloseacetobutyrate mit kurzkettigem Molekülaufbau mit einer Viskosität nach ASTM-D 871/56 B (20%ige Lösung in Aceton) unter 0,5 Sekunden und einem Hydroxylgehalt von 0,2 bis 2,0% und die nach Hydrolyse 15 bis 20% Essigsäure und 45 bis 50% Buttersäure liefern.

In der Regel wird man die Biuretpolyisocyanatkomponente zur Celluloseacetobutyratkomponente in einem Verhältnis von 2:1 bis 1:2 Gewichtsteilen verwenden, wobei ein Verhältnis von 1:1 Gewichtsteilen bevorzugt ist.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren wird die erfindungsgemäß zu verwendende Kombination in der Regel in gegenüber Isocyanat inerten, in der Lackindustrie gebräuchlichen Lösungsmitteln, erforderlichenfalls unter Mitverwendung von Katalysatoren, gelöst. Als derartige Lösungsmittel kommen z. B. Äthylacetat, Butylacetat, Xylol, Äthylglykolacetat und anteilmäßig Aceton in Frage. Als gegebenenfalls mitzuverwendende Katalysatoren sei z. B. Zinkoctoat mit einem Zinkgehalt von 8 Gewichtsprozent genannt. Die so hergestellten Lacklösungen werden z. B. auf eine Unterlage aufgebracht, wo sie bei Raum- oder auch bei erhöhter Temperatur ausgehärtet werden können. Die Lacklösungen können grundsätzlich pigmentiert oder als Klarlack verwendet werden und eignen sich besonders zur Lackierung von Holz und Papier.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, Lacklösungen mit vorteilhafter Viskosität mit ausreichend langer Standzeit (pot life) herzustellen, wobei gleichzeitig eine extrem schnelle Trocknungszeit erzielt wird. Eine derartige Kombination von wünschenswerten Vorteilen bezüglich ausreichend langer Standzeit, optimaler Viskosität und möglichst rascher Trocknungszeit war mit Hilfe der aus dem Stand der Technik bekannten Lackkompositionen auch auf Basis von aliphatischen Biuretpolyisocyanaten und höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen bisher nicht möglich.

Die nach diesem Verfahren hergestellten überzüge zeichnen sich außerdem durch Lichtechtheit und guten Abrieb aus und sind je nach Menge des verwendeten Celluloseacetobutyrats in ihren physikalischen Eigenschaften variabel.

Beispiel 1

100 Gewichtsteile einer 30gewichtsprozentigen Lösung von Celluloseacetobutyrat mit einer Viskosität von 0,1 Sekunden (gemäß ASTM-D-871/56 B) und einem Essigsäuregehalt von etwa 19% bzw. einem Buttersäuregehalt von 48% werden in 59,4 Gewichtsteilen Äthylacetat gelöst und mit 0,6 Gewichtsteilen einer 10 Gewichtsprozent enthaltenden Lösung von Zinkoctoat versetzt. Das verwendete Zinkoctoat enthält etwa 8% Zink, bezogen auf Trockensubstanz. Die Lösung wird sodann mit 40 Gewichtsteilen einer etwa 75 Gewichtsprozent enthaltenden Lösung des aus Hexamethylendiisocyanat und Wasser (gemäß der deutschen Auslegeschrift 1 101 394) hergestellten Biuretgruppen enthaltenden mehrwertigen Isocyanats, welches etwa 15 bis 16,5 Gewichtsprozent noch freier NCO-Gruppen enthält, gemischt. Das Verhältnis von festem Isocyanat zu Celluloseacetobutyrat beträgt in dieser Lackkomposition 1:1. Diese Lacklösung wird auf verschiedene Substrate aufgestrichen und die filmtechnischen Eigenschaften untersucht (s. Tabelle 1).

Beispiel 2

Mit den im Beispiel 1 genannten Komponenten wird eine Lacklösung hergestellt, in der das Verhältnis von festem Isocyanat zu Celluloseacetobutyrat 2:1 beträgt (s. Tabelle 2).

Diese Lacklösung wurde wiederum auf verschiedene Substrate aufgetragen und die erhaltenen Lacküberzüge untersucht.

Als Vergleich sind in der folgenden Tabelle unter Spalten 3 und 4 die Eigenschaften eines Polyurethanlackes auf Basis des in den Beispielen 1 und 2 genannten aliphatischen Isocyanates mit einem stark verzweigten Polyesteralkohol aus Phthalsäure und Trimethylolpropan mit einer OH-Zahl von etwa angeführt. Das Verhältnis von NCO: OH der Lackkompositionen 3 und 4 beträgt 1:1. Der im Beispiel 4 beschriebene Lack enthält 0.2% Zinkoctoat, berechnet auf feste Reaktionskomponenten. Dagegen betragen die Mengen an Beschleuniger in den Beispielen 1, 2 und 3 nur 0,1% Zinkoctoat.

3	I	Bei 2	4	4
	40 59,4 0,6 100	80,0 119,1 0,9 100	spiel 3	120
Isocyanat¹)	30% 37%	30% 19%	120 1,9 100 253,1	3,8
Äthylacetat	53%	21,5%	40% 15%	100 251,2
Zinkoctoat (10%iee Lösuns) ..	74%	25%	17%	40% 15%
Celluloseacetobutyrat²)	86% 95%	26,4% 27%	23%	24%
Polyester¹¹)	13	20	30% 58%
Lösungsmittelgemisch³)	13'	24'	8
Bindemittelgehalt .. ...	20'	56'	35'
Viskosität⁴)	151% 189% 202%	118% 189% 203%	>7h
nach 2 Stunden	17/19 mg	15/13 mg	100% 147% 180%	5,5
4 Stunden	8.3 mm	8,6 mm	15 mg	26'
6 Stunden	2223	0012	10,3 mm	4h
8 Stunden	0,7 0,8	0,7 0.8	Olli	90% 140% 155%
		0,7 0,7
Standzeit (Stunden)		10,4 mm
Trocknung⁵) staubtrocken	0012
griffest	0,7
Pendelhärte⁶) nach 3 Tasjen	0,8
7 Tagen ....
14 Tagen
Abrieb⁷) nach 4 Wochen
Ε-Wert⁸) (80-U-FiIm) nach 14 Tagen
Anlösbarkeit⁹) nach 7 Tagen
44 Stunden Xenotest¹⁰) Ausgangswert ..
Endwert

¹) 75gewichtsprozentig in Äthylglykolacetat Xylol (1:1).

²I Als 30gewichtsprozentige Lösung in Äthylglykolacetat Bulylacetat Xylol (3: 1 :2).

³) Äthylglykolaeetat Toluol-!Methylethylketon Biitylaeetat (4:1:4:1).

⁴) Viskosität, gemessen im DIN-Becher (DIN-53211). 4 mm Düse.

⁵) Trocknung der mit 90 y. Naßfilm auf Glasplatten aufgegossenen Filme.
") Pendelhärte nach Albert König (DIN-53157).

⁷) Abriebgeprüft im Taber-Abraser. Schleifrolle CS 10. 1000 g Belastung nach 1000 Umdrehungen.
") Tiefung von Anstrichen mit optischer Beurteilung nach Erichsen (DIN-53156).
") 1 Minute Einwirkung folgender Lösungsmittel: Toluol Äthylacetat Methanol Aceton

0 = unverändert.

1 = erweicht,

2 = angelöst,

3 = gelöst.

'") Xenotest 150, Quarzlampengesellschaft Hanau.

¹¹) Stark verzweigter Polyesteralkohol aus Phthalsäure und Trimethylolpropan mit einer OH-Zahl von etwa 265.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Lacküberzügen unter Verwendung von Lösungsmittel sowie gegebenenfalls übliche Katalysatoren enthaltenden Überzugsmitteln auf Basis von aliphatischen Biuretpolyisocyanaten, dadurch gekennzeichnet, daß man Gemische von aliphatischen Biuretpolyisocyanaten und Celluloseacetobutyraten verwendet.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Celluloseacetobutyrate solche Produkte verwendet werden, die einen Essigsäuregehalt von 15 bis 20% und einen Buttersäuregehalt von 45 bis 50% besitzen.