DE1805187C3 - - Google Patents
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- DE1805187C3 DE1805187C3 DE19681805187 DE1805187A DE1805187C3 DE 1805187 C3 DE1805187 C3 DE 1805187C3 DE 19681805187 DE19681805187 DE 19681805187 DE 1805187 A DE1805187 A DE 1805187A DE 1805187 C3 DE1805187 C3 DE 1805187C3
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D167/00—Coating compositions based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
Description
Gegenstand der Erfindung sind flüssige Überzugsmittel auf der Grundlage einer Mischung aus Bindemittel
und organischen Lösungsmitteln oder Wasser und das Bindemittel wasserlöslich machenden Zu-Sätzen
oder gegebenenfalls auch auf lösungsmittelfreier Grundlage, die als Bindemittel
A) 50 bis 10 Gewichtsprozent Aminoplaste und/oder deren niedermolekulare, definierte Vorstufen und
B) 50 bis 90 Gewichtsprozent hydroxylgruppcnhaltige und carboxylgruppenhaltigc Polyester aus
aliphatischen Polyolen, Propandiol-(1,2) und gegebenenfalls anderen Diolen einerseits sowie aromatischen
und aliphatischen Dicarbonsäuren andererscits
gegebenenfalls neben üblichen Hilfsstcffcn enthalten,
wobei das Bindemittel auch durch Mischkondciisation von Aminoplasten und/oder deren niedermolekularen
definierten Vorstufen mit den Polyestern oder durch Mischkondensation der Ausgangsproduktc der Aminoplast-Herstellung
mit den Polyestern hergestellt worden sein kann.
Es ist bekannt, daß sogenannte ölfreie Alkydharze
in Kombination mit Aminoplasten zur Herstellung von Lackfilmcn geeignet sind. Die aus diesen Polyestern
hergestellten Lackfilme sollen bei einer gegebenen Flexibilität eine ausgezeichnete Härte aufweisen,
wobei sich insbesondere die Polyester aus Ncopcnlylglykol und die unter Verwendung von GIycidylestcrn
von Monocarbonsäuren, die 9 bis 11 KoIi-IcnstolTatome
enthalten und deren Kohlcnstoffkcttc in Λ-Stcllung zur Carboxylgruppe verzweigt ist, hergestellten
Polyester auszeichnen sollen (M. L. G e rh a r d t und E. L. P α r k c r. Ind. Engng. Chem. 59,
Nr. 8, 42 [1967]).
Auch in der USA.-Patentschrift 28 60 119 und in der
Publikation von D. L. Edwards, D. C. F i η η c y
und P. T. von B r a 111 c r in Deutsche Farbenzeit-
schrift 20, 519 (1966), werden ölfrefc Alkydharze auf
Basis von Diolen oder Polyolcn mit Neopentyl-Struk-(ur
beschrieben, die nach Vernetzung mit Aminoplasten Lackfilme mit guter Chcmikalier.beständigkeit,
hoher Härte und guter Flexibilität ergeben sollen. Wie eigene Vergleichsvcrsuche zeigen, sind derartige ölfreie
Alkydharze nur unter Schwierigkeiten herzustellen; darüber hinaus sind sie zwar hart, jedoch nur relativ
wenig elastisch (s. Vergleichsbeispiel I).
Aus der US-Patentschrift 32 07 715 ist weiterhin bekannt, daß Polyester aus Trimellitsäureanhydrid,
Ncopentylglykol und Adipinsäure in Kombination mit Tetrakis-(alkoxymethyl)-benzoguanaminen Lackfilme
ergeben, die gute Chemikalienresistenz und gute Flexibilität aufweisen sollen. Die in dieser Patentschrift
angegebenen Werte zeigen jedoch, daß die Flexibilität dieser Lackfilme zwar vergleichsweise verbessert
ist, daß ihre Absolutwerte aber immer nocii sehr gering sind.
Tn der US-Paientschrift 31 58 584 werden Alkyd- so
harze aus einer Phthalsäure, einem mehrwertigen Alkohol und einem Dimeren einer ungesättigten aliphatischen
Monocarbonsäure, die 14 bis 22 Kohlenstoffatome
enthält, beschrieben, die in Kombination mit Aminoplasten Lackfilme ergeben, die sich durch
die Kombination von Härte und Elastizität auszeichnen. Die so hergestellten Lackfilme neigen jedoch stark
zum Vergilben und sind nicht ausreichend lösungsmittelbeständig.
In der US-Patentschrift 24 60 186 werden Polyester aus 2-Äthylhexandiol-(l,3) als Weichmacher
von außergewöhnlichem Wett für ate Anwendung in HarnstofF-Formaldehyd- oder Meiamin-Formaldchyd-Kondcnsationsprodukten
beschrieben. Die nach diesen Angaben gewonnenen Überzüge sind zwar zum Teil dehnbar und schlagfest, aber zu weich (s. Vergleichsbeispicl
2).
Auch in der Firmenschrift »1,4-Cyclohexanedimethanol«
der Eastman Kodak Company vom Juli 1965 werden ölfreie Alkydharze beschrieben, die aus
Pelargonsäure, Phthalsäureanhydrid, Pentaerythrit, Neopentylglykol und l,4-Bis-(hydroxymcthyI)-cyclohexan
hergestellt werden und sowohl hart als auch elastisch sein sollen. Auch diese Polyester erfüllen
nicht die in sie gesetzten Erwartungen, wie eigene Versuche zeigen (s. Vergleichsbeispicl 3).
Aus der GB-PS 8 15 179 (= US-PS 29 15 487) sind wasserdispergierbarc überzugsmittel bekannt, welche
neben Aminoplasten und gegebenenfalls üblichen Alkydharzen Polyester mit Molgewichten zwischen
800 und 1.500 enthalten. Die Polyester müssen aber mindestens 25 Molprozent, vorzugsweise mehr als
50 Molprozcnt, eines Polyols mit mindestens drei Hydroxylgruppen enthalten.
In des US-PS 33 38 743 werden Drahtlacke auf der Grundlage von Polyestern und geringen Mengen an
einem Aminoplasten beschrieben. Bei diesen Lacken wird in erster Linie auf eine gute Temperaturbeständigkeit
Wert gelegt. Angaben über die Elastizität der aus diesen Drahtlacken erhaltenen Überzüge können der
Patentschrift nicht entnommen werden.
Die US-PS 33 70 975 beansprucht die Verbesserung der Haftung von Alkyd-Aminoplastharz-Systemen an
den jeweiligen Substraten.
Als haftungsverbesserndc Zusätze werden Addukte aus Polymeren, die freie Hydroxylgruppen enthalten,
und Dicarbonsäureanhydriden eingesetzt. Zwar werden zur Herstellung dieser Addukte neben Copolymeren
aus z, B. Allylalkohol und Styrol, Polyethern, Polyvinylalkohole!!, modifizierten Polyvinylchloriden
und Epoxidharzen auch Polyester eingesetzt, doch werden über die Zusammensetzung dieser Polyester
ebensowenig Angaben gemacht wie über die Zusammensetzung der Alkydharze.
Es sind ferner eine Reihe von lösungsmittelfreien
oder lösungsmittelarmen Überzugsmitteln bekannt, die zwar die durch Lösungsmittel bedingten Nachteile
vermeiden, dafür aber andere häufig unerwünschte und unvorteilhafte Eigenschaften aufweisen (vergleiche
W. A. R i es e, »Löserfreie Anstrichsysteme«, Curt R. Vincentz-Verlag, Hannover, 1967). So sind
bei pielsweise die meist auf Basis von Polyvinylchlorid hergestellten Plastisole nicht ausreichend chemikalienfest
und insbesondere nicht lösungsmittelbeständig; darüber hinaus tritt durch Weichmacherve-.luste
häufig Versprödung der Überzüge ein. Auch die lösungsmittelfrei anwendbaren Epoxid-Systeme weisen
neben ihren sehr vorteilhaften Eigenschaften eineReihe von Nachteilen auf: Neben den durch die einzusetzenden
Härter bedingten Gesundheitsgefährdungen und Geruchsbelästigungen fallen hier insbesondere die geringen
Verarbeitungszeiten fertiger Überzugsmischungen ins Gewicht, die Schwierigkeiten beim Arbeitsablauf und den Einsatz yon Zweikomponenten-Spritzpistolen
bedingen. Die an sich schon kurze Verarbeitungszeit von Epoxidharz-Systemen wird bei lösungsmittelfreier
Anwendung noch weiter verkürzt. Ähnliche Nachteile weisen die ungesättigten Polyesterharze
auf, von denen neben den geringen Verarbeitungszeiten fertiger Mischungen insbesondere die
Luftcmpfindiichkcit der Härtungsreaklion zu erwähnen ist, die nur durch Wachszusatz oder durch
Verwendung von sehr speziellen Harzen zu überspielen ist. Bei den Polyurethan-Systemen schließlich sind
wiederum die kurze Verarbeitungszeit und die durch die Isocyanate bedingte GesundheitStefährdung anzuführen,
daneben aber auch die starke Wasserempfindlichkeit der Vemetzungsreaktion, was bei
nicht ausreichendem Wasserausschluß zur Bildung von Fehlstellen und Blasen im Überzug führt.
Man hat sich daher schon frühzeitig bemüht, auch auf der Basis von Aminoplasten lösungsmittelfreie
Überzugsmittel zu entwickeln.
So werden in der DE-AS 1101 667 und DE-PS 12 31 833 lösungsmittelfreie Einbrennlacke auf der
Basis von Aminoplasten beschrieben, die dadurch erhalten werden, daß Aminoplast-Lösungen mit üblichen
Weichmachern versetzt werden und anschließend das Lösungsmittel abdestilliert wird. Als besonders
geeignete Weichmacher werden hydroxylgruppenhaltige Weichmachungsmittel, wie z. B. Rizinusöl,
genannt; es werden jedoch auch hydroxylgruppcnfreie Weichmacher wie Erdöldestillate oder
übliche Phthalat-Weichmacher eingesetzt.
Die aus derartigen Überzugsmittel durch Einbrennen hergestellten Überzüge weisen nur geringe
Lösungsmittelfestigkeit und geringe chemische Widerstandsfähigkeit auf, haften schlecht auf Metallen und
haben darüber hinaus unbefriedigende mechanische Eigenschaften.
Aus der älteren Patentanmeldung DE-OS 1595 857 sind spezielle Aminoplaste bekannt, die allein auch in
lösungsmittelfreier Form eingesetzt werden können. Die daraus hergestellten Überzugsfilme sind zwar
hart, aber sehr spröde und unelastisch. Auch Kombinationen dieser speziellen Aminoplastharze mit üb-
lichen Lackharzen sollen lösungsmittelfrei verarbeitbar
sein, jedoch sind derartige Mischungen sehr hochviskos und daher nur mit großem Aufwand nuflragbar
und führen darüber liinuus zu Überzügen, die keineswegs
besser als Überzüge aus konventionellen Roh- s stoffen sind.
In der iiUeren Patentanmeldung DE-OS 17 94 232
werden gleichfalls Bindemittel für Überzüge beschrieben, die aus einem Polyester und einem Aminoplast
bestehen. Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung handelt es sich um pulverförmiger und nicht flüssige
Produkte. Dabei ist der Druckschrift nicht zu entnehmen, inwieweit Zusammensetzung und Molgewicht
einen Einfluß auf die Phase des Produktes haben. Darüber hinaus enthalten die Produkte überwiegend
Aminoplaste.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Überzüge herzustellen, bei denen sich hohe Elastizität mit
großer Härte vereinen und die darüber hinaus nicht zum Vergilben neigen.
Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß Überzugsmittel gefunden wurden, bei denen als Komponente B
Polyester mit mittleren Molgewichten zwischen 600 und 3000 eingesetzt werden, die durch Veresterung der
Gemische 1 und HI hergestellt worden sind, wobei Gemisch I
1.1 zu 1 bis 20 Molprozent, vorzugsweise zu 5 bis 15 Molprozcnt, aus einem oder mehreren aliphatischen
Polyolen mit 3 oder 4 Hydroxylgruppen und 3 bis 6 Kohlenstoffatomen und
1.2 zu 99 bis 80 Molprozent, vorzugsweise zu 95 bis
85 Molprozcnt, aus einem Gemisch Il von aliphatischen und gegebenenfalls cycloaliphatisehcn
Diolen
35 besteht, das wiederum
11.1 zu mehr als 70 bis 100 Molprozent, vorzugsweise
zu 80 bis 100 Molprozcnt, aus Propandiol-(1,2) und
11.2 zu weniger als 30 bis 0 Molprozcnt, vorzugsweise
zu 20 bis 0 Molprozcnt, aus einem oder mehreren anderen aliphatischen oder cycloaliphatischcn
Diolen, in denen die Hydroxylfunktioncn durch 2 bis 8 KohlenstofTatome getrennt sind
und gegebenenfalls bis zu 2 der Kohlenstoffatome durch Sauerstoffatome ersetzt sein können,
die wiederum durch mindestens 2 KohlenstofTatome voneinander getrennt sein sollen,
besteh'., und Gemisch 111
1II.l zu 91 bis 33 Molprozent, vorzugsweise zu 75 bis
40 Molprozent, aus einer oder mehreren aromatischen oder cycloaliphatische!! Dicarbonsäuren
und/oder deren Derivaten und
111.2 zu 9 bis 67 Molprozent, vorzugsweise zu 25 bis
60 Molprozcnt, aus einer oder mehreren aliphatischen Dicarbonsäuren mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen
und/oder deren Derivaten
besteht.
Als Polyolc sind z. EJ. Glycerin, Trimcthyloläthan, Trimethylolpmpan und Pentaerythrit geeignet; die
Verwendung viii Glycerin wird bevorzugt.
Als in untergeordneten Mengen mitzuvcrwcndcrdc Diolc. in denen u'ti Hydroxylfunktioncn durch 2 bis
S KnhlcnstofTatomc getrennt sind und gegebenenfalls
bis /ti 2 der KohlenstofTatome durch Sauerstoffatome
ersetzt sein . imnen. die wiederum durch mindestens
2 KohlenstofTatome voneinander getrennt sein sollen, eignen sich z. B. Äthylcnglykol, Propandiol-(1,3),
Butandiol-0,2). Butandiol-{2,3), Butandiol-(t,3),
Butandiol-(1,4), 2,2-Dimethyl-propandiol-{l,3), Hexandiol-(l,6),
2-Älhylhcxandiol-(l,3), Cyclohcxandiol-(1,2), Cyelohexandiol-(l,4), l,2-Bis-(hydroxymcthyI)-cyclohexan,
1,3 - Bis - (hydroxymethyl) - cyclohexan, lABis-ihydroxymethylJ-cyclohcxan, .v,8-Bis-(hydroxym
>;thyl)-tricyclo-[5,2,l,C2-e]-dccan, wobei χ für 3, 4
oder 5 steht, Diäthylenglykol, Triäthyleviglykol, Dipropylenglykol
oder Tripropylenglykol. Cycloaliphatische Diole können in ihrer eis- oder Irans-Form oder
als Gemisch beider Formen verwendet werden.
Als aromatische oder cycloaliphatische Dicarbonsäuren sind z. B. Phthalsäure, isophthalsäure, Hexaliydrolerephthalsäure,
Hexaliydrophihalsäure, Hexahydroisophthalsäure
sowie auch z. B. Tetrabromphthalsäure geeignet, wobei r?:c cycloaliphatischen
Dicarbonsäuren in ihrer trans- oder cis-Form oder als Gemisch beider Formen eingesetzt werden können.
Die Verwendung von Dicarbonsäuren, in denen die Carboxylgruppen in 1,2-Stellung angeordnet sind, insbesondere
von Phthalsäure und Hexahydrophthalsäure, wird bevorzugt.
Als aliphatischc Dicarbonsäuren eignen sich besonders Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure,
Sebacinsäure, Decandicarbonsäure oder 2,2,4-Trimethyladipinsäurc.
Die Verwendung aliphatischer Dicarbonsäuren mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere
der Adipinsäure, wird bevorzugt.
An Stelle der freien Dicarbonsäuren können auch ihre Ester mit kurzkettigen Alkanolen, z. B. Dimethyl-,
Diäthyl- oder Dipropylcster, eingesetzt werden. Sofern die Dicarbonsäuren Anhydride bilden, können auch
diese verwendet werden, z. B. Phthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Bernstein^ureanhydrid
oder Glutarsäureanhydrid.
Überzüge mit besonders guten Eigenschaften erhält man bei Verwendung von Polyestern mit mittleren Molgewichten
von 800 bis 2500, insbesondere von 1000 bis 2000, die überwiegend Hydroxylgruppen enthalten,
d. h. mit einem molaren Überschuß an Alkoholkomponente (Diol und Polyol) hergestellt worden sind.
Die Herstellung der Polyester kann nach allen bekannten und üblichen Verfahren, mit oder ohne
Katalysator, mit oder ohne Durchlciten eines Inertgasstromes, als Lösungskondensation, Schmclzkondensation
oder Azeotropveresterung, bei Temperaturen bis zu 250" C oder höher durchgeführt werden, wobei
das frei werdende Wasser oder die frei werdenden Alkenole kontinuierlich entfernt werden. Die Veresterung
verläuft nahezu quantitativ und kann durch Bestimmung der Hydroxyl- und Säurezahlen verfolgt
werden. Das Molgewicht des Polyesters läßt sieb in einfacher Weise über das Einsatzverhältnis von Alkoholkomponente
(Diol und Polyol) und Dicarbonsäurc regulie; jn. Dazu werden zur Herstellung von
Polyestern mit überwiegend Hydroxylgruppen auf η Mo! Dioi und m MoI Polyol (n + m — 1) Mol Dicarbonsäurc
eingesetzt. Sollen jedor:h Polyester hergestellt werden, die überwiegend Carboxylgruppen
enthalten, so errechnet sich die Menge an einzusetzender Dicaioonsäure nach der Formel
M = η + m(x - 1)+ 1,
in der Λ/ die Menge (in Mol) an Dicarbonsäure bedeutet,
die eingesetzt werden muß, wenn ein Carboxylgruppen enthaltender Polyester aus /i Mol Diol ur.d
m Mol eines χ Hydroxylgruppen ciUhaltctulcn Polyols sind /.. ß. Dimethvlolharnsloff. Tetramethylolbenzi ·
hergestcllt werden soll. In der Regel werden die Vor- guanamin. Trinielhylolmelamin oder I lcxcinicfhylclcsicrungsbcdingungcn
so gewählt, daß die Reaktion melamin, die auch in teilweise oder völlig vcriiliierter
möglichst vollständig ist. d. h.. bis die Säurc/ahl bei I orm. /. I). als DimetlioxvmethylharnstofT. Tctrakis-Ansätzcn,
die der Herstellung Hydroxylgruppen ent- 5 (mcthoxy methyl) - hcn/oguanamin. lelrakis - (cthoxyhaltendcr
l'olyestcr dienen, kleiner als 7 mg KOII/g melhyD-benzoguanainin oder Polyälhcr des llcxaist.
Bei Ansätzen zur Herstellung Carboxylgruppen methylmclamiii. wie I lcxamethoxymclhy !melamin oder
enthaltender Polyester wird solange verestert, bis die I lcxabutoxymetliyhnelaniin. eingesetzt werden können.
Hydro.xvlzahl unter 7 mg KOII,g liegt. Hs ist jedoch auch möglich, die Mischbarkeit
Die Ver:sterungstemperaliir wird so gewühlt, dall m /wischen den har/artigen Aminoplasten und den
die Vc. luste an leicht flüchtigen Substanzen gering erlindimgsgemäß /u \erwendenden Polyestern sowie
bleiben, u. h., zumindest während des ersten Zeitraums deren Verträglichkeit beim l.inbrennen dadurch zu
der Veresteiung wird bei einer Temperatur \erestert. verbessern, daß man dem (ionisch der Lösungen aus
die unter dem Siedepunkt der am niedrigsten siedenden Polyester und Aminoplast gewisse Mengen (bis zu
Ausgangssubstan/ liegt. 15 50 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge an
Bei der Herstellung der Polyester ist zu beachten. Lösungsmittel) an hochsiedenden polaren Lösern für
'Ja!.' sowohl ·)■'.<
\\i\lacwwhi des Polyesters als auch beide Harze, wie z. B. Alhyluly kol. Alhylclykolacetat.
dessen Zusammensetzung Einfluß auf die Eigenschaft Butylglykol oder Cyclohexanon, zusetzt oder aber
der daraus hergestellten Lacklilme haben. Bei höheren vorzugsweise Polyester und Aminoplast in bekannter
mittleren Molgewichten wird in der Regel die Härte 20 Weise in Substanz oder vorzugsweise in Lösung mildes
Lackfilm* \crminderl. während die Llastizität einander umsetzt, wobei man darauf zu achten hat.
ZUHIn1TiIt, dagegen läßt bei niederen Molgewichten die daß die Reaktion nicht bis zur Vernctz'ing fort-F-'lcxibilitüt
des Lackfihns bei gleichzeitiger Steigerung schreitet. Dies kann z. B. durch kurzzeitiges Lrwärmen
der Härte nach. In ähnlicher Weise wirken sich auch des Gemisches oder der gemeinsamen Lösung der
Unterschiede in der Zusammensetzung des Polyesters 25 beiden Harze, gegebenenfalls in Gegenwart eines
aus: Bei höherem Anteil an aliphatischen Dicarbon- Katalysators wie z. B. organischen oder mineralischen
säuren und bei größerer Kettenlänge der aliphatischen Säuren, bewerkstelligt werden. Ls ist auch möglich.
Dicarbonsäuren nimmt die Elastizität des L;icklilms die crlindungsgemäß zu verwendenden Polyester schon
zu. während seine Härte vermindert wird. Umgekehrt vor oder während der Herstellung der Aminoplastwird
mit zunehmendem Anteil an aromatischen und/ 30 Harze aus z. B. Harnstoff. Bcnzoguaraniin oder MeI-
oder cyclouliphatisch.cn Dicarbonsäuren im Polyester amin und Aldehyden dem Ansatz zuzusetzen, wobei
der Lackfilm härter und weniger flexibel. Linen ahn- es selbstverständlich auch möglich ist. zusätzlich üblichen
Einfluß üben die Diole aus: Mit zunehmender liehe Alkohole zur Modifizierung der so gebildeten
Kettenlänge der offenkcttigcn Diole und mit größer plastifizieren Aminoplastharzc niitzuverwendcn. Die
werdendem Anteil dieser Diole im Polyester wird der 35 Methoden zur Herstellung derartiger plastilizicrter
Lackfilm weicher und flexibler. Verwendet man jedoch Amin-Aklehyd-I larzc sowohl für lösiingsmlMelhaitige
bei der Herstellung der Polyester zusätzlich Diole mit als auch für wäßrige Lacksystcme sind bekannt.
kurzen und verzweigten Kohlcnstoffketten oder mit Zur Kombination mit den erfmdungsgemäß eincycloaliphatischen Ringen, so werden die aus diesen gesetzten Polyestern stehen eine Vielzahl handels-Polyestern hergestellten Lackfilme in der Regel mit 40 üblicher Aminoplaste bzw. deren definierte Vorstufen zunehmendem Anteil an diesen Diolen härter und zur Verfügung.
kurzen und verzweigten Kohlcnstoffketten oder mit Zur Kombination mit den erfmdungsgemäß eincycloaliphatischen Ringen, so werden die aus diesen gesetzten Polyestern stehen eine Vielzahl handels-Polyestern hergestellten Lackfilme in der Regel mit 40 üblicher Aminoplaste bzw. deren definierte Vorstufen zunehmendem Anteil an diesen Diolen härter und zur Verfügung.
weniger elastisch. Auch das MoK erhält nis von Polyol Zur Herstellung der Überzüge werden in der Rege!
zu Diol ist für die mechanischen Eigenschaften der zunächst Polyester und Aminoplast bzw. dessen deli-Lackfilmc
von Bedeutung: Mit abnehmendem Mol- nicrte Vorstufen in üblichen Lackiöscmittcln. wie
verhältnis Polyol zu Diol nimmt auch die Härte der 45 beispielsweise Propanol. iso-Propanol. Butnnol. Äthyl-Filme
ab. während ihre Elastizität erhöht wird. Um- acetat, Butylacctat. Athylglykol. Athylglykolacetat,
gekehrt wird bei größeren Molverhältnissen Polyol Butylglykol. Methylethylketon. Methylisobutylketon.
zu Diol die Flexibilität der Lacklilme vermindert und Cyclohexanon. Trichloräthylen oder Gemischen verderen
Härte verbessert Bei wenntnis dieser Regeln ist schicdener derartiger Lösungsmittel, gelöst. Es i;
es ohne Schwierigkeiten möglich, im Rahmen des be- 50 selbstverständlich auch möglich und aus wirtschaftanspruchten
Bereichs Polyester mit für den jeweiligen liehen Gründen empfehlenswert, mehr oder weniger
Verwendungszweck der erfindungsgemäßen Überzugs- große Mengen weniger polarer Lösungsmittel, wie
mittel optimalen Eigenschaften auszuwählen. z. B. Benzol, Toluol, Xylol oder höher siedende
Als geeignete Aminoplaste kommen die bekannten Aromatenschnitte. mitzuverwenden. Die verwendete
Umsetzungsprodukte von Aldehyden, insbesondere 55 Menge an diesen weniger polaren Lösungsmitteln ist
Formaldehyd, mit mehreren Amino- oder Amido- im Rahmen der Löslichkeit der erfindungsgemäß ein-
gruppen tragenden Substanzen in Frage, wie z. B. MeI- gesetzten Polyester und deren Verträglichkeit mit den
amin. Harnstoff, N,N'-Äthylenharnstoff, Dicyandi- eingesetzten Aminoplasten beliebig wählbar; sie kann
amid und Benzoguanamin. Geeignet sind ferner Ge- häufig einen Anteil bis zu 80°,, und mehr im Lösungs-
mische aus derartigen Produkten. Besonders geeignet 60 mittelgemisch erreichen,
sind die mit Alkoholen modifizierten Aminoplaste. Beim Einsatz von Polyestern mit hoher Säurezahl,
Wegen der mitunter nur begrenzten Verträglichkeit d. h. bei Polyestern, die noch eine größere Anzahl nicht
dieser harzartigen Produkte mit den erfindungsgemäß veresterter Carboxylgruppen aufweisen, ist es selbsteinzusetzenden
Polyestern werden vorzugsweise die verständlich auch möglich, wäßrige Lösungen herniedermolekularen,
definierten Vorstufen von Amino- 65 zustellen. Dies kann nach den bekannten und üblichen
plasten, die mit den erfindungsgemäß zu verwendenden Methoden erfolgen, wobei in der Regel die Carboxyl-Polyestern
praktisch unbegrenzt mischbar sind, ein- gruppen vollständig oder teilweise mit Aminen neugesetzt. Solche definierten Vorstufen von Aminoplasten tralisiert werden und gegebenenfalls noch zusätzlich
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mit Wasser mischbare Lösungsmittel niitvervvendet die sogenannte Sehlagtiefungsnicssimg. Diese Messung
werden, die als Lösevermittler dienen. Selbstvcrsländ- kann beispielsweise mit dem Sehlagtiefungsgerä't
lieh ist es bei der Herstellung von wäßrigen Lack- 226 D tier Firma Erichsen, I lemer-Siindwig, dureh-
1OSUIiL-CM erforderlich, in Wasser lösliche Aminoplaste geführt werden. Bei diesem Gerät wird eine Halbkugel
zu verwenden; die definierten Vorstufen tier Amino- 5 mit einem Radius von 10 mm durch ein fallendes Gc- |
plaste .lind auch zu diesem /weck besonders geeignet. wicht von der Rückseite der Lackierung in das Blech $.
i'as Gewiehlsverhältnis Pohesier zu Aminoplast plötzlich eingedrückt. Durch Veränderung der Fall- |
kann zwischen 50: 50 und 1JO: lO.vm/ugsweise z.vvi- höhe ties Gewichtes läßt sich die Tiefung variieren. §
sehen 65:35 und S5 : 15. schwanken: das für den je- Es wird der Tiefuiigswert (in Millimeter) angegeben,
weiligen Verwendungszweck der Lacke optimale Ver- ,o bei dem die Laeksehicht 7t: reißen beginnt. (Die in
hälliiis läßt sich durch wenige Vorversuche leicht er- den Beispielen angegebenen Werte wurden auf diese
mitteln. Dabei ist zu berücksichtigen, dall häulig durch Weise erhallen. In einigen Beispielen ist der Wert
l.rhölHiii.i· ties Aniinoplast-Anleils die Härte tier Lack- 5 nun angegeben, da das beschriebene Gerät mit
lilinc erhöht und deren Elastizität vermindert wird. den in tier Regel zur PrUFuIIg benutzten I nun starken
während !iei Eniiedrigung ties Aminoplast-Anteils die ,s Tiefziehblechen keine größere Tiefung ermöglicht.)
Härte nachläßt und tlie Flexibilität zunimmt. Wie bei tier Schilderung des Standes tier Technik
Der Gesaiiilbiiidemitlelgeliall der lacke kann je ausgeführt v, u nie und durch Vergleichsvcrsuehc belegt
nach Vciwciiduiigszwcek 111 ilen üblichen Gienzen wird, sind hciciis Überzüge aus roivesieiii und Aiiiino-
schwanken. plasten bekannt, tlie dehnbar sind und auch einer
Die Lacke können die üblichen Zusatz- und llilfs- 2n Selilagbeansprucluing standhalten. Diese Überzüge
stolle enthalten, beispielsweise Pigmente. Verlaufmittel weisen aber sehr geringe Härten (nach DIN 53 157)
und zusätzliche andere Bindemittel, wie z. B. Epoxid- auf. .Andererseits sind Überzüge hoher Härte bekannt,
harze und hvilrowIgi iippeiihallige Siliconharze. die aber nur wenig oder nicht elastisch sind trtler zwar
Der erhaltene Lack wiril aufgetragen u:id bei Tem- elastisch sind, dafür aber eine Reihe anderer Nachteile,
peraturen zwischen 100 und 250 ι eingebrannt. Die 2Γ) wie Neigung zum Vergilben und nur mangelhafte
dabei ablaufenden Vernctzuiigsreaktioneii werden Lösungsniittelbesläiidigkeit. aufweisen. Demgegenüber
durch Säuren katalytisch beschleunigt. Bei Verwendung weisen tlie eiTnidungsgeniäß erhaltenen Überzüge
von Polyestern mit sehr niedriger Säurezahl können sowohl hohe Elastizität als auch eine große Härte,
daher dem Lack saure Substanzen zugesetzt werden. nicht aber die genannten Nachteile auf.
Hcnii Zusatz viMi beispielsweise 0.5",, p-1 oluolsulfon- 3Ο Dieses I igenschaftsbiltl eröffnet den Überzügen eine
säure (bezogen auf das Gcsamtbindcmiitcl) wird die vielseitige Anwendung. Neben der Lackierung von
Vernetzung stark beschleunigt. Durch größeren Säure- Einzelteilen, die Schlagbeanspruehungen ausgesetzt
zusatz lassen sich auch bei Raumtemperatur trock- sind, kommt vor allem die Lackierung von Materialien
nende Überzüge herstellen. in Betracht, tlie nachträglich — z. B. durch Stanzen -
Auch durch I msetziing eines säurearmen Polyesters 35 vcrformt werden,
mit etwa 1 bis 5"„ eines Anhulrids einer relativ stark
mit etwa 1 bis 5"„ eines Anhulrids einer relativ stark
sauren Dicarbonsäuren, z. H. Maleinsäureanhydrid. Polyesterherstellung
kann man die Säurezahl ties Polyesters nachträglich Ein Gemisch aus 3SOg Propandiol-(l.2) (5MoI),
erhöhen uiul so auch ohne Zusatz von stark sauren 92 g Glycerin (1 Mol). 124 g Athylcnglykol (2 Mol!,
Substanzen tlie Eiiihrenntemperaturen senken. 4O 592 g Phthalsäureanhydrid (4 Mol) und 438 g Adipin-
eine Fülle von guten Eigenschaften. Sie mihI hoch- eines schwachen Stickstoffstromcs nach folgendem
glänzend, sehr gut pignientierbar und ausgezeichnet Zcit-Temperatur-Plan erhitzt: 2 Stunden bei 140 C,
vergilbuiigsheständig. Werden tlie Überzüge einer 2 Stunden bei 160 C, 4 Stunden bei 180 C. 4 Stunden
W äiniealterung von 72 Stunc'en hei 100 C unterzogen, 45 bei 190 C und 37 Stunden bei 200 C. In dieser Zeit
so i-t keine sichtbare Vergilburg restzustellen; auch werden insgesamt lf,6g Wasser abgeschieden. Aneine
Warn calterung von 72 Stunden bei 150 C weist schließend wird noch 15 Minuten bei 200 C und einem
die erlndungsgemäßcn überzüge als vergilburgs- Vakuum von 20 Toi r gerührt. Das klare, farblose
h.ständig ;.us. Die Überzüge m'ikI bi ständig gcgeni her Harz weist eine Säure/ahI von 2,8 mg KOH/g und eine
L ösungsiiittcln. wie Xylol. ßenzir.-Bcnzt I-Gcmisehcn. 5o Hydroxyl; ahl von 93.2 mg KOH/g auf, was einem
Estern und Ketonen. Darüber hii aus weisen sie eine mittleren Molekulargewicht von 1750 entspricht. Der
gute S lure- und Alkalireständiikeit atf. Bti Salz- Polyester wird in einem Gemisch aus 8 GewichtsU ilen
sprühvjrsLchen. Tropentests und Prüfungen im Xylol. 1 Gewichtsteil Butanol und 1 Gewichtsteil
Wcatherometer zeigen sie eine hervorragende Korro- Ätliylglykolacclat zu einer 60"„igen Lösung gelöst,
sionsschutzwirkung und Wetterbeständigkeit. -- , , , , , .
sionsschutzwirkung und Wetterbeständigkeit. -- , , , , , .
Die herausragcndstc Eigenschaft der crfindungs- Erhöhung der Säurezahl e.nes Polyesters
gemäß hergestellten Überzüge ist jedoch ihre große Zur Schmelze eines Polyesters mit geringer Säure-Elastizität bei hoher Härte. zahl werden 1,2"„ Maleinsäureanhydrid (bezogen auf
gemäß hergestellten Überzüge ist jedoch ihre große Zur Schmelze eines Polyesters mit geringer Säure-Elastizität bei hoher Härte. zahl werden 1,2"„ Maleinsäureanhydrid (bezogen auf
Das Dchnungsverhaltcn von Überzügen wird ge- den reinen Polyester) gegeben. Nachdem das zu-
wchnlich dadurch beschrieben, daß man den Erichsen- 60 gesetzte Anhydrid völlig gelöst ist, wird 1 Stunde auf
TiefuiiEstest (nach DIN 53 156) ausführt und als Maß 120 C erwärmt, wodurch die Säurezahl des Polyesters
für die Dehnbarkeit die Tiefung des lackierten Blechs um 8,56 mg KOH/g erhöht wird,
in Millimeter angibt, bei der die Laeksehicht zu reißen Die Erhöhung der Säurezahl eines Polyesters wird
beginnt. VVesentüch für dieses Prüfverfahren ist es, daß in der Rege! in der Schmelze durchgeführt, jedoch
die Verformung des Überzugs langsam erfolgt (Vor- e5 bestehen keine Schwierigkeiten, die gleiche Reaktion
schub: 0.2 mm/sec). in der Lösung des Polyesters unter den genannten
Einen Anhaltspunkt für das Verhalten von Über- Reaktionsbedingungen durchzuführen; es ist dabei
zügen bei plötzlich auftretender Verformung liefert jedoch darauf zu achten, daß das Lösungsmittel keine
fiiiiktionellcn Gruppen enthält, clic unter den genannten
Rcaktionsbcdingungcn ebenfalls mit dem Sätircanhydrid reagieren können.
Herstellung eines Lacks
Die Lösungen clrr Polyester in geeigneten Lösungsmitteln,
in der Regel ein Gemisch aus Xylol und einem polaren Lösungsmittel, werden mit einer käuflichen
55"„igen Lösung eines Melaniin-Formaldchyd-Kondciisates
In X\lol-Uutanol-Gemisdi (1:1) oder mit
einem käuflichen llexamethylolmelaminderivat im gewünschten FeststoiTverhältnis vermischt. Um ein
Verhältnis Polyester zu Mclaminharz von 7 : 3 einzustellen, werden beispielsweise 117 g einer 60"„igen
Lösung der Polyester mit 54,5 g der genannten MeI-aminharz-Lösung
vermischt: sollten Polyester und Melamin-Formaldehyd-Kondensat nicht miteinander
verträglich sein, so wird das Gemisch der Lösungen — bei säurcarnicn Polyestern unter Zusatz, von 0.5",,
p-ToIuolsulfonsäurc, bezogen auf die Gesamtmenge
an Polyester und Aminoplast — 10 bis 60 Minuten auf 50 bis 100"C erwärmt.
Herstellung einer Lackfarbe
Zur Herstellung einer Lackfarbe wird ein Klarlack im Bindemittel Pigment-Verhältnis von 2: 1 mit
TiO2 pigmentiert.
Herstellung und Prüfung der Überzüge
Zur Prüfung wird der Klarlack bzw. die Lackfarbe auf Probeblechc und Glasplatten aufgebracht und
eingebrannt. Zur Erniedrigung der Einbrenntemperatur wird Lacklösungen, die unter Verwendung von Polyestern
niedriger Säurezahl hergestellt wurden, 0.5',',, p-Toluolsulfoiisäure (bezogen auf das Gcsamtbindemitlel)
zugesetzt. Die Schichtdicke der Filme, an denen die Prüfung erfolgt, beträgt in allen Beispielen 40 bis
60 μ. Die Härteprüfung erfolgt gemäß DIN 53 157, die Prüfung der Elastizität nach den vorstehend beschriebenen
Methoden.
Die Beispiele i bis S sind in der Tabeiie i zusammengestellt,
wobei auch die Art des verwendeten Melaminharzes angegeben wird. (In der Spalte »Art des MeI-aminharzes«
bedeutet K, daß ein butyliertes Melamin
Formaldehyd-Kondensat verwendet wurde, während HMM die Verwendung eines Hcxamethylolmclaminderivats anzeigt.) Die Tabelle 2 enthält die Prüfwerte d^r Überzüge, die aus den in den folgenden Vergleichsbeispiclcn I bis 3 beschriebenen Polyestern hergestellt wurden.
Formaldehyd-Kondensat verwendet wurde, während HMM die Verwendung eines Hcxamethylolmclaminderivats anzeigt.) Die Tabelle 2 enthält die Prüfwerte d^r Überzüge, die aus den in den folgenden Vergleichsbeispiclcn I bis 3 beschriebenen Polyestern hergestellt wurden.
Vcrglcichshcispiel I
(Alkydharz Nr. 8531-69 aus Deutsche Farbenzeitschrift 20. 519 [1966])
Ein Gemisch aus 257 g Trimcthylolpropan. 35Ig
Neopentylglykol, 498 g Isophthalsäure, 292 g Adipinsäure und I 5 ml Xylol wurde unter genauer Einhaltung
ίο der auf S. 521 der genannten Literalurstelle beschriebenen
Reaktionshcdingungen verestert. Heim Erreichen einer Säure/.ahl von 28 mg KOI Ig wurde der Ansatz
sofort mit Hilfe von Eis gekühlt, wobei zur Beschleunigung des Abkühlens zusätzlich 500 g eines Gemisches
aus 90 Teilen Xylol und 10 Teilen Butanol durch den
Rückflußkühlcr vorsichtig zugegeben wurden. Das genaue Einhalten der genannten Reaktion->bed indungen
und die zur schnellen Abkühlung ergrilTenen Maßnahmen
sind erforderlich, damit der Ansatz nicht — wie fehlgeschlagene Versuche zeigten -- vorzeitig
vernetzt. Die erhaltene Lösung wurde mit weiteren 312 g des genannten Xylol Butanol-Ciemisches verdünnt,
um eine 60"„ige Harzlösung zu erhalten.
Vergleichsbeispiel 2
(Beispiel 4 aus US-PS 24 60 186)
148 g Phthalsäureanhydrid, 202 g Sebacinsäure. 278 g 2-Äthylhcxandiol-(l,3). 28 g Glycerin und 110 ml
Xylol werden in 11,5 Stunden langsam auf 230 C erwärmt
und das gebildete Wasser über einen Wasserabscheider abgetrennt. Gegen Ende der Veresterung
wird das Lösungsmittel langsam abdestilliert und 3 Stunden auf 23OLC gehalten.
Vergleiclisbcispiel 3
(Alkydharz aus der Firmenschrift »1,4-Cyclohe.xancdimcthanol«
der Eastman Kodak Company vom Juli 1965)
unter den auf ä. 11 der genannten l-irmenschnlt
angegebenen Bedingungen wurden ein Polyester aus 160 g Pelargonsäure, 300,6 g Phthalsäureanhydrid.
70,0g Neopentylglykol, 95,6g 1,4-Bis-(hydroxyinethyl)-cyclohcxan
und 133,2 g Pentaerythrit hergestellt. Der erhaltene Polyester wies eine Säurezahl von 7,6 mg
KOHg auf und wurde mit Xylol zu einer 60"„igen Lösung verdünnt.
Bei | Polyester | Mittleres | Gewichts | Art des | Katalysator | Einbrenn | Härte | Tiefzieh | Schlag- |
spiel | aus | Mol | verhältnis | Melamin- | bedingungen | nach | fähigkeit | ticfung | |
Nr. | gewicht | Polyester zu | harzes | DIN | nach | ||||
Melaminharz zu | 53 157 | DIN | |||||||
TiOj | 53 156 | ||||||||
(MoI) | (sec) | (mm) | (mm) |
3,5 PG*)
0,5 GIy*)
1,5 PSA*)
1,5 ADS*)
0,5 GIy*)
1,5 PSA*)
1,5 ADS*)
720
6PG
IGIy
3PSA
3ADS
IGIy
3PSA
3ADS
1340
70: 30:0
80: 20: 0
80 : 20: 50
80: 20: 0
80:20:0
80: 20: 0
80 : 20: 50
80: 20: 0
80:20:0
70: 30: 0
80: 20: 0
80:20:50
80: 20: 0
80:20:50
HMM*)
HMM
HMM
K*)
HMM
HMM
HMM
HMM
HMM
0,5% pTS*)
0,5%pTS
0,5%pTS
0,5% pTS
1,2% MA*)
0,5%pTS
0,5%pTS
0,5% pTS
1,2% MA*)
0,5% pTS
0,5% pTS
0,5% pTS
0,5% pTS
0,5% pTS
140730'
140730'
140730'
130730'
130730'
140730'
140730'
130730'
130730'
140730'
140730'
140730'
140730'
140730'
174
165
151
172
169
165
151
172
169
162
159
147
159
147
8,3
>5
>5
4-5
>5
>5
>5
>5
Tabell·· I (Forlscl/ung)
Bei | Polyester | Minieres | zn MeI- | Gewichts- Art lies | Katalysator | pTS | -/30' | 730' | 730' | Melamin-Fomaldehyd-Kondensat. | durch | 730' | Ijiihrcnn- | Härte | Tief/ieli- | Ticfzich- | 53 156 | ) | Schlag- |
spiel | aus | MoI- | zu TiO1 | vcihalliiis Melamin- | pTS | /30· | 730' | 730' | P-Toluolsulfonsäure. | — bezogen auf den reinen Polyester — | bcdingungcn | nach | fiil.igktit | fähigkeit nach | tiefung | ||||
Nr. | gcuichl | l'i'lye<lcr /ii hiir/es | pTS | 15O-/3O' | 130730' | 150730' | Maleinsäureanhydrid. | gebracht.) | DIN | nach | DIN | ||||||||
0 | Mclaminharz zu | 150 | 130730' | 150 | (Der säurcarme Polyester wire | Äthylenglykol. | 5 J 157 | DIN | (mm | ||||||||||
0 | TiO2 | pTS | 130 | 130 | Diäthylenglykol. | 5.1 156 | 5,1 | ||||||||||||
(MoI) | 100 | pi S | 130 | Dipropylenglykol. | (sec) | (mm) | 5,1 | (mm) | |||||||||||
3 | 8 I1CJ | 1870 | 100 | 70 : 30 : 50 11M M | 0,5",, | pTS | 140 /30' | 166 | ,10 | 1,8 | •5 | ||||||||
I GIv | 0 | HO: 20: 0 HMM | 0.5",, | 140 /30' | 161 | IO | 6,8 | ■5 | |||||||||||
5 PSA | 0 | 80:20:50 HMM | 0.5",, | 140 /30' | 143 | 9,7 | 9,2 | •5 | |||||||||||
3 Λ I)S | 0 | pTS | Reaktion | 8,3 | |||||||||||||||
4 | Oi1Ci | 24M) | 0 | 70:30:0 HMM | ').5"„ | pTS | nach der | 140 /30' | 167 | IO | 1,5 | .5 | |||||||
3/Ui*) | 0 | HO: 20:0 HMM | 0.5"', | pTS | 140 /30' | 158 | ■10 | 1,5 | r | ||||||||||
2CrI. | 40 | 80 : 20 : 50 11M ivl | 0.5",, | 140 /30' | 139 | .-•!Ο | 2,5 | 4-5 | |||||||||||
8 PSA | 40 | 1,8 | |||||||||||||||||
5 ADS | PG | pTS | 6,0 | ||||||||||||||||
5 | 5 TG | 1750 | GIy | 70: 30 : 0 H M M | 0.5% | pTS | 140/30' | 161 | 10 | ■5 | |||||||||
2 ACi | PSA - | 80: 20: 0 IMM | 0.5",, | pTS | 140 /30' | 154 | 10 | ■5 | |||||||||||
I CJIy | ADS - | 80:20:50 HMM | 0,5 % | 140 /30' | 137 | ■10 | >5 | ||||||||||||
4 PSA | HMM ·-= | ||||||||||||||||||
3 ADS | K = | pTS | |||||||||||||||||
6 | 6 PCi | I MO | pTS = | 70 : 30 : 0 11M M | 0,5% | pTS | 140 /30' | 169 | >I0 | ,>5 | |||||||||
I ACi | MA - | 80:20:0 HMM | 0.5 "·,; | pTS | 140 /30' | 162 | >10 | ■■•5 | |||||||||||
1 CiIy | 80:20:50 HMM | 0,5 % | 140 /30' | 150 | >10 | ■ 5 | |||||||||||||
4 PSA | mit der angegebenen Menge | ||||||||||||||||||
3ADS | pTS | ||||||||||||||||||
7 | 7 PCi | 1940 | AG = | 70 : 30 : 0 Il M M | 0.5",, | pTS | 140730 | 154 | >10 | >5 | |||||||||
1 DCi*) | DG | 80 : 20 : 0 Il M M | 0.5% | pTS | 140 /30' | 149 | .10 | >5 | |||||||||||
1 Clv | Di1G - | 80:20:50 HMM | 0.5",, | 140 /30' | 136 | 8,8 | >5 | ||||||||||||
5 PSA | |||||||||||||||||||
3 ADS | |||||||||||||||||||
8 | 6 PG | 1810 | 70 : 30 : 0 H M M | o,5";, | Ei lbrenn- | 140 /30' | 167 | >10 | >5 | ||||||||||
1 DPCi*) | 80:20:0 HMM | 0.5",, | bcdingungen | 140/30' | 153 | >10 | >5 | ||||||||||||
I GIy | 80:20:50 HMM | 0,5% | 140 /30' | 146 | 9,7 | >5 | |||||||||||||
4PSA | |||||||||||||||||||
3 ADS | 150 | ||||||||||||||||||
Tabelle | 2 | 150 | |||||||||||||||||
Vor- | Ge.vichtsvcrhültnis | Melamin- Katalysator | Härte nach | Schlag | |||||||||||||||
ylcichs- | Polyester | harz | DlN 53 157 | tief ung | |||||||||||||||
beispiel | aminhurz | ||||||||||||||||||
(see) | (mm) | ||||||||||||||||||
1 | 70: 30: | K 0,5% pTS | 216 | <1 | |||||||||||||||
70: 30: | HMM 0,5%pTS | 217 | 2 | ||||||||||||||||
70: 30: | K — | 185 | <1 | ||||||||||||||||
70: 30: | HMM — | 173 | 1-2 | ||||||||||||||||
2 | 70: 30: | HMM 0,5%pTS | 28 | >5 | |||||||||||||||
70:30: | K 0,5%pTS | 24 | >5 | ||||||||||||||||
3 | 70: 30: | K — | 177 | <1 | |||||||||||||||
70: 30: | K 0,5% pTS | 177 | <1 | ||||||||||||||||
70: 30: | HMM 0,5% pTS | 178 | <1 | ||||||||||||||||
70: 30: | K — | 109 | <1 | ||||||||||||||||
70: 30: | HMM — | 105 | <1 | ||||||||||||||||
*) Abkürzungen: | Propandiol-(1,2). | ||||||||||||||||||
Glycerin. | |||||||||||||||||||
Phthalsäureanhydrid. | |||||||||||||||||||
Adipinsäure. | |||||||||||||||||||
Hexamethylolmelaminderivat. | |||||||||||||||||||
Maleinsäureanhydrid | |||||||||||||||||||
beschriebenen Methode auf eine höhere Säurezah | |||||||||||||||||||
is
Ein Gemisch aus 5,0 Mol Propandiol-(1,2), 1,0 MoI Äthylenglykol, 1,0 MoI Glycerin. 4,0 Mol Phthalsäureanhydrid
und 3,2 MoI Adipinsäure wird unter Rühren und Durchieiten eines schwachen Stickstoffstromes
nach folgendem Zeit-Temperatur-Plan erhitzt: 2 Stunden bei 150^C und 22 Stunden bei 200 C. Das Harz
weist eine Säurezahl von 48 mg KOH g und eine Hydroxylzahl von 67 mg KOH/g auf, was einem
mittleren Molekulargewicht von 1460 entspricht.
Von dem so erhaltenen Polyester wird bei einer Temperatur von 80 bis 90"C eine 77°uige Lösung in
isopropanol hergestellt; anschließend wird er mit der äquivalenten Menge Dimethylamir.oäthanol neutralisiert.
Dieser Polyesterlösung wird eine solche Menge eines handelsüblichen wasserlöslichen, methylverätherten
Hexamethylolmelamins zugemischt, daß ein Polyester-Aminoplast-Verhältnis von 75 : 25 erhalten wird.
Anschließend wird diese Lösung mit Wasser auf einen Feststoff gehalt von 55 Gewichtsprozent verdünnt.
Die — nach Zusatz von 0,5 Gewichtsprozent p-Toluolsulfonsäure
(bezogen auf das Bindemittel) — aus dieser Lackfarbe hergestellten und 30 Minuten bei
160cC eingebrannten Lackfilme sind glänzend und
weisen eine Härte von 182 see, eine Tiefziehfähigkeit von 8,7 mm und eine Schlagtiefung von 5 mm auf.
Ein Gemisch aus 6,0 Mol Propandiol-(1.2), 1,0 Mol Glycerin, 3,5 Mol Phthalsäureanhydrid und 2,5 Mol
Adipinsäure wird unter Rühren und Durchleiten eines schwachen Stickstoffstromes nach folgendem
Zeit-Temperatur-Plan erhitzt: 2 Stunden bei 150cC
und 27 Stunden bei 200c C. Das Harz weist eine Säurezahl
von 3 mg KOH/g und eine Hydroxylzahl von 14,3 mg KOH/g auf, was einem mittleren Molekulargewicht
von 1150 entspricht. Von dem Polyester wird eine 70%ige Lösung in Äthylglykolacetat hergestellt.
Dieser Polyesterlösung wird eine solche Menge eines
handelsüblichen, teilweise methylverätherten Hexamethylolmelamins hinzugefügt, daß ein Polyester-Aminoplast-Verhältnis
von 65 : 35 erhalten wird. Diess Mischung wird nach Zusatz von 0,5 Gewichtsprozent
p-ToluoIsuIfonsäure (bezogen auf das Polyester-Aminoplast-Gemisch)
30 Minuten lang auf 900C erhitzt. Dabei stieg die Viskosität der Lösung deutlich
an. so daß auf eine Vorvernetzung geschlossen werden kann. Anschließend wird das Reaktionsgemisch mit
ίο Äthylglykolacetat auf einen Feststoßgehalt von 60%
eingestellt.
Die — nach Zusatz von 0,5 Gewichtsprozent p-Toluolsulfonsäure
(bezogen auf das Bindemittel) — aus diesem Klarlack hergestellten und 30 Minuten bei
130" C eingebrannten Lackfilme sind glänzend und weisen eine Härte von 233 see, eine Tiefziehfähigkeil
von 7,5 mm und eine Schlagtiefung von 4 mm auf.
Ein Gemisch aus. 3,0 Mol Propandiol-(l^), 0,5 Mo!
Diäthylenglykol, 0,5 Mol Glycerin, 1,6 Mol Phthalsäureanhydrid und 1,4 Mol Adipinsäure wird untei
Rühren und Durchleiten eines schwachen Stickstoffstromes nach folgendem Zeit-Temperatur-Plan erhitzt:
2 Stunden bei 150cC und 25 Stunden bei 200°C
Das Harz weist eine Säurezahl von 3,6 mg KOH/j und eine Hydroxylzahl von 185 mg KOH/g auf, was
einem mittleren Molekulargewicht von 740 entspricht, Zur Herstellung eines Klarlackes werden 80 Teile
dieses Polyesters mit 20 Teilen eines handelsüblicher flüssigen, methylierten Hexamethylolmelamins vermischt.
Ferner werden, um einen besseren Verlauf zu erhalten, 2% eines handelsüblichen Verlauf mittels zugefügt.
Die — nach Zusatz von 0,5 Gewichtsprozent p-Toluolsulfonsäürc
(bezogen auf das Bindemittel) — au« dieser Lackfarbe hergestellten und 30 Minuten be:
130°C eingebrannten Lackfilme sind glänzend und weisen eine Härte von 150 see, eine Tiefziehfähigkeil
von 9,3 mm und eine Schlagtiefung von 5 mm auf.
030 251/S
Claims (8)
1. Flüssige Überzugsmittel auf der Grundlage einer Mischung aus Bindemittel und organischen
Lösungsmitteln oder Wasser und das Bindemittel wasserlöslich machenden Zusätzen oder gegebencnfalb
auch auf lösungsniittelfrcier Grundlage, die als Bindemittel
A) 50 bis 10 Gewichtsprozent Aminoplaste und/ oder deren niedermolekulare, definierte Vorstufen
und
B) 50 bis 90 Gewichtsprozent hydroxylgruppenhaltige und carboxylgruppcnhaltige Polyester
aus aliphatischen Polyolen, Propandiol-(1,2) und gegebenenfalls anderen Diolen einerseits
sowie aromatischen und aliphatischen Dicarbonsäuren andererseits
gegebenenfalls neben üblichen Hilfsstoffen enthalten,
wobei das Bindemittel auch durch Mischkondensation von Aminoplasten und/oder deren
niedermolekularen, definierten Vorstufen mit den Polyestern oder durch Mischkondensation der
Ausgangsprodukic der Aminoplast-Herstellung mit den Polyestern hergestellt worden sein kann, d adurch
gekennzeichnet, daß Polyester
mit mittleren Molgewichten zwischen 600 und 3000 eingesetzt werden, die durch Veresterung der
Gemische I und IM hergestellt worden sind, wobei Gemisch I
f.l zu 1 bis 20 Molprozcnt aus einem oder mehreren
aliphatischen Polyolen mit 3 oder 4 Hydroxylgruppen und 3 bis 6 Kohlenstoffatomen
und
1.2 zu 99 bis 80 Molprozcnt aus einem Gemisch II von aliphatischen und gegebenenfalls cycloaliphatische
Diolen
besteht, das wiederum
ILl zu mehr als 70 bis 100 Molprozcnt aus Propandiol-(1.2) und
11.2 zu weniger als 30 bis 0 Molprozcnt aus einem oder mehreren anderen aliphatischen oder
cycloaliphatisclicn Diolen, in denen die Hydroxylfunktioncn durch 2 bis 8 Kohlenstoffatome
getrcnrt sind und gegebenenfalls bis zu zwei der Kohlcnstoffatomc durch Sauerstoffatome
ersetzt sein können, die wiederum durch mindestens 2 Kohlensloffatome voneinander
getrcnrt sein sollen,
und Gemisch III besteht.
111.I zu 91 bis 33 Molprozent aus einer oder mehreren
aromatischen oder cycloaliphatisclicn Dicarbonsäuren und oder deren Derivaten und
111.2 zu 9 bis 67 Molprozcnt aus einer oder mehreren
aliphatischen Dicarbonsäuren mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen und/oder tieren Derivaten
besteht.
2. Überzugsmittel nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, dal! Polyester mit mittleren Molgewichten
zwischen 1000 und 2000 eingesetzt werden.
3. Überzugsmittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dall Polyester eingesetzt
werden, zu deren Herstellung als Komponente 1,1
Glycerin verwendet worden ist.
4. Überzugsmittel nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Polyester eingesetzt
werden, zu deren I lcrstellung als Komponente 111.2
gesättigte aliphatischc Dicarbonsäuren mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen und/oder deren Derivate
verwendet worden sind.
5. Überzugsmittel nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Polyester eingesetzt
werden, zu deren Herstellung als Komponente 111.1 ausschließlich Phthalsäureanhydrid verwendet worden
ist.
6. Überzugsmittel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Polyester eingesetzt
werden, zu deren Herstellung als Komponente III.2
ausschließlich Adipinsäure verwendet worden ist.
7. Überzugsmittel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Polyester eingesetzt
werden, zu deren Herstellung als Gemisch Ii ausschließlich
Propandiol-(1,2) verwendet worden ist.
8. Überzugsmittel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Polyester eingesetzt
werden, zu deren Herstellung als Komponente 11.2 ausschließlich Äthylcnglykol verwendet worden ist.
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
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Families Citing this family (1)
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JPH05112755A (ja) * | 1991-10-22 | 1993-05-07 | Toyobo Co Ltd | 2ピース缶用被覆金属板用のコーテイング剤組成物及びそれを用いた被覆金属板 |
-
1968
- 1968-10-25 DE DE19681805187 patent/DE1805187B2/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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DE1805187A1 (de) | 1970-07-02 |
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