DE1769817C2 - Verfahren zur Herstellung von Lacküberzügen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von LacküberzügenInfo
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Description
Es ist bekannt. Lacküberzüge nach dem Diiso-C)anatpolyadditionsverfahren
herzustellen. Dabei hat man neben den üblichen aliphatischen, hydroaromatischen
und auch ar manschen 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 Eigenschaften 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 Über- r
zugsmitteln auf Basis von aliphatischen Biuretpoly- r°
isocyanaten, 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 Ä
grundsätzlich beliebig gewählt werden. Besonders bevorzugt sind indessen niedrigviskose Celluloseacetobutyrate
mit kurzkettigetn 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 Biuretpolyisocyanatkomponsnte
zur Celluloseacetobutyratkomponente in einem Verhältnis von 2:1 bis 1:2 Gewichtsteilen
verwenden wobei ein Verhältnis von 1:1 Gewichtsteilen bevorzugt ist -Π Λ7
Zur Durchführung des erfindungsgemaßen Verfahren
wird die erfindungsgemäß zu verwendende Kombination in der Regel in gegenüber Isocyanat
inerten in fcr Lackindustrie gebräuchlichen Lösungsmitteln^
erforderlichenfalls unter Mitverwendung von Katalysatoren, gelöst. Als derartige Lösungsmittel
kommen z. B. Äthylacetat, Butylacetat, Xylol, Ätliylglykolacetat
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 Klariack
verwendet werden und eignen sich besonders 7ur
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 Hiife der aus dem Stand der
Technik bekannten Lackkompositionen auch auf Basis von aliphatischen Biuretpolyisocyanaten und
höhermolekularen Polyhydroxy !verbindungen 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.
100 Gewichtsteile einer 30gewichtsprozentigen Lösung von Celluloseacetobutyrat mit einer Viskosität
von 0,1 Sekunden (gemäß ASTM-D-871/56B) und
einem Essigsäuregehalt von etwa 19% bzw. einem Buttersäuregehalt von 48% werden in 59,4 Gewichtsteilen Athylacetat 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 Biuietgruppen 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 I).
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 265 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.
I | Beis 2 |
piel 3 |
4 | |
Isocyanat') | 40 59,4 0,6 100 |
80,0 119,1 0,9 100 |
120 1,9 100 253,1 |
120 |
Äthylacetat | 30% 37% 53% |
30% 19% 21,5% |
40% 15% 17% |
3,8 |
Zinkoctoat (10%ige Lösung) | 74% | 25% | 23% | 100 251,2 |
Cellidoseacetobutyrat2) | 86% | 26,4% | 30% | 40% |
Polyester11) | 95% | 27% | 58% | 15% 24% |
Lösungsmittelgemisch3) | '.3 | 20 | 8 | |
Bindemittelgehalt | 13' | 24' | 35' | _ |
Viskosität4) | 20' | 56' | >7h | |
nach 2 Stunden | 151% 189% 202% |
118% 189% 203% |
100% 147% 180% |
|
4 Stunden | 17/19 mg | 15/13 mg | 15 mg | 5,5 |
6 Stunden | 8,3 mm | 8,6 mm | 10,3 mm | 26' |
8 Stunden | 2223 | 0012 | Olli | 4h |
0,7 0,8 |
0,7
0,8 |
0,7 0,7 |
90% 140% 155% |
|
Standzeit (Stunden) | ||||
Trocknung5) staubtrocken |
10,4 mm | |||
griffest | 0012 | |||
Pendelhärte6) nach 3 Tagen |
0,7 0,8 |
|||
7 Tagen | ||||
14 Tagen | ||||
Abrieb7) nach 4 Wochen |
||||
E-Wert8) (οΌ-μ-Film) nach 14 Tagen |
||||
Anlösbarkeit9) nach 7 Tagen |
||||
44 Stunden Xenotest10) Ausgangswert .... |
||||
Endwert |
75gewichtsprozentig in Äthylglykolacetat/Xylol (1:1).
Als 30gewichtsprozentige Lösung in Äthylglykolacetat/Butylacetat/Xylol (3:1: 2).
Äthylglykolacetat/ToluoHMethyläthylketon/Butylacetat (4:1:4:1).
Viskosität, gemessen im DIN-Becher (DIN-53211), 4 mm Düse.
Trocknung der mit 90 μ Naßfilm auf Glasplatten aufgegossenen Filme.
Pendelhärte nach Albert König (DIN-53157).
Abriebgeprüft im Taber-Abraser, Schleifrolle CS 10, 1000 g Belastung nach lOOO Umdrehungen.
Tiefung von Anstrichen mit optischer Beurteilung nach E r i c h s e η (DIN-53156).
I Minute Einwirkung folgender Lösungsmittel: Toluol/Athylacetat/Methanol/Aceton
0 = unverändert,
1 =- erweicht, '
2 = angelöst,
3 = gelöst.
Xenotest 150, Quarzlampengesellschaft Hanau.
Stark verzweigter Polyesteralkohol aus Phthalsäure und Trimethylolpropan mit einer OH-Zahl von etwa 265.
Claims (2)
- Patentansprüche:L Verfahren zur HersteUung von Lacküberziigen unter Verwendung von Lösungsmittei sowie gegebenenfalls übliche Katalysatoren enthaltenden Überzugsmitteln auf Basis von aliphatischen Biuretpolyisocyanaten, dadurch gekennzeichnet, daß man Gemische von aliphatischen Biuretpolyisocyanaten und Celluloseacetobutyraten im Gewichtsverhältnis Biuretpolyisocyanat zu Celluloseacetobutyrat von 2:1 bis 1:2 verwendet.
- 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Celluloseacetobutyrate solche Produkte verwendet werden, die einen Essigsäuregehalt von 15 bis 20β,Ό und einen Buttersäuregehalt von 45 bis 50·/» besitzen.
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