DE1807776C3

DE1807776C3 - Überzugsmittel zur Herstellung kochfester, sterilisier- und hochverformbarer Lackfilme

Info

Publication number: DE1807776C3
Application number: DE1807776A
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Chem. Dr. 4650 Gelsenkirchen Hermsdorf
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1968-11-08
Filing date: 1968-11-08
Publication date: 1982-11-25
Also published as: FR2022912A1; NO133406B; DE1807776A1; NO133406C; DE1807776B2; NL6916820A; RO55707A; NL162417C; NL162417B; AT303924B; JPS4938687B1; CH525274A; US3684565A; ES373238A1; GB1292137A; SE363345B; BE741430A

Description

Die Erfindung betrifft Überzugsmittel, die in Lösungsmitteln gelöst zur Applikation kommen, zur Herstellung kochfester, sterilisier- und hochverformbarer Lackfilme auf Substraten durch Einbrennen bei Temperaturen von 100 bis 300⁰C

Es ist bekannt, daß gesättigte lineare hochmolekulare Polyester bzw. Mischpolyester hervorragende Härte und haftfestigkeit auf Metallen, wie z. B. Aluminium, Zink, Zinn, Kupfer, Eisen und deren Legierungen besitzen. Mit solchen Polyestern beschichtete Bleche können durch Bördeln, Ziehen oder Pressen stark verformt werden, ohne daß sich der Lackfilm von der Unterlage löst oder Rißbildung eintritt. Ein großer Nachteil der Oberzüge ist jedoch, daß sie nicht kochfest und sterilisierbar sind. In kochendem Wasser oder Wasserdampfatmosphäre treten Störungen, wie Vermattung oder Blasenbildung des Lackfilmes ein. so daß derartige Lackierungen nur beschränkt für Emballagen eingesetzt werden können.

Einbrennlacke auf der Basis von niedermolekularen linearen Polyestern mit mittleren Molgewichten von etwa 600 bis etwa 3000 sind bekannt, z. B. aus der französischen Patentschrift 15 74 618. Diese Polyester können auf Grund ihrer relativ hohen OH-Zahl mit z. B. Benzoguanaminharzen bei erhöhter Temperatur zu vernetzten Produkten umgesetzt werden. Lackfilme auf der Basis solcher niedermolekularer linearer Polyester haben aber den Nachteil, daß sie eine vergleichsweise gelinge Härte aufweisen. Man kann zwar eine größere Härte dadurch erzielen, daß man die Lackfilme bei höheren Temperaturen (z.B. 10 Minuten bei 200⁰C) einbrennt. Dabei geht jedoch gleichzeitig die Verformbarkeit verloren.

Es ist auch bekannt (US-Patentschrift 33 38 743), verzweigte Polyester, bei denen als Alkoholkomponente außer einem Diol ein Polyol mit wenigstens 3 OH-Gruppen eingesetzt wird, zur Isolierung von elektrischen Leitern zu verwenden. Auf Grund der hohen OH-Zahl können solche Polyester ebenfalls mit z. B. Benzoguanaminharzen bei erhöhten Temperaturen zu vernetzten Produkien umgesetzt werden. Das Problem der Sterilisierbarkeit bzw. Kochfestigkeit wird aber mit solchen Elektroisolierlackharzen nicht gelöst.

Wenn man, wie in der deutschen Patentschrift

10 15 165 beschrieben, einen Polyester verwendet, bei dem die Diolkomponente zum Oberwiegenden Teil aus

einem Ätheralkohol besteht, gelangt man zu Überzügen, die zwar hart, jedoch gleichzeitig sehr spröde sind.

Aus der britischen Patentschrift 6 76 372 ist es bekannt, als Elektroisolierlackharz einen kristallinen Copolyester einzusetzen, der z. B. mit einem Amin-Ft,-f!T52!debyrlharz oder mit Verbindungen modifiziert

ίο ist, weiche wenigstens eine reaktive Methylolgruppe enthalten. Solche kristallinen Copolyester haben aber den Nachteil, daß sie in organischen Lösungsmitteln sehr schlecht lösbar sind. Als Lösungsmittel müssen sehr aggressive Stoffe, wie z. B. Phenole, verwendet werden.

is Solche aggressiven Lösungsmittel sind aber in der Lackindustrie unerwünscht.

Es ist auch bekannt. Alkydharze zu modifizieren, beispielsweise mit Aminotriazinharzen (vgl. z. B. die britische PateniEihrifi 1102071). Solcne Alkydharze haben aber, wie z. B. aus der US-Patentschrift 33 70 975 hervorgeht, vor allem den Nachteil, daß ihre Haftfestigkeit, insbesondere auf Substraten aus Metal!, relativ schlecht ist

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrun-

de, Lackfllme zu schaffen, die sterilisierbar und kochfest und gleichzeitig hochverformbar sind.

Gegenstand der Erfindung sind nun Oberzugsmittel, wie sie im Anspruch beschrieben sind.

Der gelöste Mischpolyester kann gegebenenfalls

pigmentiert sein.

Durch die erfindungsgemäße Kombination wird erreicht, daß die Filme duroplastisch werden und eine Wasseraufnahme beim Kochen der eingebrannten Filme verhindert wird.

Dieses Erfolgserlebnis konnte nicht vorgesehen werden.

Die OH-Zah! der erfindungsgemäß eingesetzten Mischpolyester ist verschwindend gering. Man hätte daher erwarten müssen, daß beim Einbrennen keine oder nur eine geringe Vernetzung eintreten würde. Entgegen dieser Erwartung erhält man überraschenderweise jedoch duroplastartige Lackfilme. Dieses Ergebnis ist um so überraschender, da es sich bei der Mischpolyesterkomponente um ein thermoplastisches Material mit einem Schmelzbereich von etwa 75 bis 100° C und bei der anderen Komponente um ein Benzoguanaminharz handelt, das, für sich allein auf ein Substrat aufgetragen, keinen zusammenhängenden Lackfilm bildet Erst bei einer Kombination beider Harze gelangt man zu Lackfilmen, die z. B. bei einem Mischungsverhältnis von 85:15, auch bei 80⁰C noch absolut blockfest sind. Die erfindungsgemäßen Lackfilme weisen 7. B. bei einer Härte von 180 see (nach DIN 53 157) noch eine Tiefziehfähigkeit nach DIN 53 156 auf

Erichsen-Blechen von > 10 mm auf.

Die Beschichtung kann nach den konventionellen Lackierverfahren vorgenommen werden. Die Einbrenntemperaturen liegen bei 100 bis 300° C, wobei die Applikation des Lackes aus Lösungsmitteln erfolgt. Die erfindungsgemäß hergestellten Lacke eignen sich vorzüglich zum Lackieren von Gegenständen, von denen hohe Verformbarkeit sowie Kochfestigkeit und

Sterilisierbarkeit gefordert werden. Die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwenden-

den hochmolekularen linearen gesättigten Mischpolyester erfolgt im Prinzip nach dem bekannten Herstellungsverfahren des Polyäthylenterephthalats, bei welchem Dimethylterephthalat mit Äthylenglykol in Ge-

genwart geeigneter Katalysatoren bei 150 bis 220° C umgeestert und anschließend unter Abdestillation des überschüssigen Glykols zunächst unter Atmosphärendruck und dann ab 240°C unter vermindertem Druck polykondensiert wird.

Ais Benzoguanaminharze eignen sich insbesondere solche, bei deren Herstellung 1 Mol Benzoguanamin mit 2 bis 4 Molen Formaldehyd umgesetzt und anschließend mit 1 bis 2 Mol Butanol verestert wurde.

Beispiel 1

80 Gewichtsteile eines linearen amorphen Mischpolyesters (OH-Zahl 7 mg KOH/g, Säurezahl 2 mg KOH/g, reduzierte Viskosität 0,65, mittleres Molgewicht etwa 19 000), enthaltend jeweils gleiche molare Mengen von Resten der Terephthalsäure, Isophthalsäure, von 2,2-Dimethylpropandiol-13 und Athyicii^Jykc!. «'erden in 186,6 Gewichtsteilen Äthylglykolacetat gelöst und dieser Lösung 28_V6 Gewichtsteile einer 70%igen Benzoguanaminhatz-Lösung in Butanol 1 :1 zugegeben, wobei 1 Mol Benzoguanamin 2,4 MoI Formaldehyd und 1,4 Mol Butanol einkondensiert enthält. Diese Mischung wird mit 125 Gewichtsteilen T1O2-Pigment auf einem Walzenstuhl vermählen und anschließend mit 4 Gewichtsteilen einer 5%igen Lösung des Morpholinsalzes der p-Toluolsulfosäure in Benzylalkohol versetzt. Die aus diesem Lack auf Stahl oder Aluminiumbleche aufgezogenen Filme werden je nach Dicke und Beschaffenheit des beschichteten Objektes 1 bis 5 Minuten bei 200 bis 290⁰C eingebrannt Es entstehen sehr haftfeste Filme, die 30 Minuten bei 121°C im Autoklaven mit Waser oder Wasserdampf sterilisiert werden können.

Beispiel 2

80 Gewichtsteile eines linearen amorphen Mischpolyesters (OH-Zah! 7 mg KOH/g, Säurezahl 3 mg KOH/g, reduzierte Viskosität 0,55; minieres Molgewicht etwa 15 000), enthaltend Reste der Terephthalsäure, der Isophthalsäure, der Sebacinsäure, des 2,2-Dimethylpropandiol-1.3 und des Äthylenglykols im molaren Verhältnis von 2,7 : 2,7 :0,5 :2,7 :3,2 werden in 186,6 Gewii/iisteilen Äthylglykolacetat gelöst und dieser Lösung 323 Gewichtsteile einer 62°/oigen Benzoguanaminharz-Lösung in Butanol zugegeben, wobei 1 Mol Benzoguanamin 3,7 MoI Formaldehyd und 1,5MoI Butanol einkondensiert enthält Diese Mischung wird mit 125 Gevichtsteilen TiO2-Pigment auf einem Walzenstuhl vermählen und anschließend mit 4 Gewichtsteilen einer 5%igen Lösung des Morpholinsalzes der p-Toluolsulfosäure in Benzylalkohol versetzt. Die aus diesem Lack auf Stahl oder Aluminiumbleche aufgezogenen Filme werden je nach Dicke und Beschaffenheit des beschichteten Objektes I bis 5 Minuten bei 200 bis 290°C eingebrannt

Es entstehen sehr haftfeste Filme, die 30 Minuten bei

12I°C im Autoklaven mit Wasser oder Wasserdampf sterilisiert werden können.

Das Dehnungsverhalten der Überzüge nach beispiel 1 und 2 wurden nach DIN 53 156 (Erichsen-Tiefungstest) geprüft. Dabei wurden Werte von > 10 mm erhalten (bis zum Blechriß). Bei dem Erichsen-Tiefungstest mit Gitterschnitt (DIN 151) und nachfolgendem Tesa-Film-Abriß wurden Gt-Q ermittelt Die Härte wurde nach DIN 53 157 bestimmt, und sie betrug in beiden Beispielen 180 Sekunden.

Claims

Patentanspruch:

Oberzugsmittel, die in Lösungsmitteln gelöst zur Applikation kommen, zur Herstellung kochfester, sterilisierbarer und hochverformbarer Lackdlme auf Substraten riurch Einbrennen bei Temperaturen von 100 bis 300⁰C enthaltend einen linearen hiischnolyester und, bezogen auf den Mischpolyester, 5 bis 30% eines Benzoguanaminherzes, sowie, bezogen auf das Benzoguanaminharz, 0,5 bis 2% Mineralsäure und/oder monoalkyl- bzw. aryisubsiituierte mehrbasische Mineralsäuren oder deren Ammoniumsalze als Katalysator, dadurch gekennzeichnet, daß sie hochmolekulare, amorphe Mischpolyester aus Gemischen von Tercphthal- und Isophthalsäure, gegebenenfalls aliphatischen Dicarbonsäuren mit 6 bis 10 C-Atomen, sowie aus Gemischen von aliphatischen Glycolen der allgemeinen Formel HO(CH₂J_nQH, in welcher π 2 bis 10 bedeutet, und 2^-Dimethylpropandiol-t_r3 enthalten.