DE19537026C2 - Neue Polyesterpolyole und ihre Verwendung als Polyolkomponente in Zweikomponenten-Polyurethanlacken - Google Patents
Neue Polyesterpolyole und ihre Verwendung als Polyolkomponente in Zweikomponenten-PolyurethanlackenInfo
- Publication number
- DE19537026C2 DE19537026C2 DE19537026A DE19537026A DE19537026C2 DE 19537026 C2 DE19537026 C2 DE 19537026C2 DE 19537026 A DE19537026 A DE 19537026A DE 19537026 A DE19537026 A DE 19537026A DE 19537026 C2 DE19537026 C2 DE 19537026C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- polyester polyols
- mol
- polyols according
- acid
- coatings
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/12—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/16—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
- C08G63/20—Polyesters having been prepared in the presence of compounds having one reactive group or more than two reactive groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
- C08G18/4205—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing cyclic groups
- C08G18/423—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing cyclic groups containing cycloaliphatic groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
- C08G18/4288—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain modified by higher fatty oils or their acids or by resin acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/12—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/16—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
- C08G63/18—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds the acids or hydroxy compounds containing carbocyclic rings
- C08G63/199—Acids or hydroxy compounds containing cycloaliphatic rings
-
- 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
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
- C09D175/06—Polyurethanes from polyesters
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft neue Polyesterpolyole auf Basis ausgewählter
Ausgangsmaterialien und ihre Verwendung in Kombination mit Lackpolyisocyanaten
als Bindemittel bzw. als Bindemittelkomponente in Zweikomponenten-Polyurethanlacken
bei der Beschichtung von Metallen, Hölzern, Papieren, Pappen sowie Kunststofformteilen.
Aufgabe der Erfindung ist es, solche neue Polyesterpolyole zur Verfügung zu stellen,
die folgende Anforderungen erfüllen:
- 1. Die neuen Polyesterpolyole sollen es gestatten, mit Polyisocyanaten vernetzbare Reaktionslacke herzustellen, die einen deutlich herabgesetzten Lösungsmittelbedarf haben, wie dies die in Vorbereitung befindliche Umweltschutz-Gesetzgebung fordern wird, insbesondere im Automobil-Reparaturbereich. Entwürfe hierzu existieren bereits. (Europäische Vereinigung der Verbände der Lack-, Druckfarben- und Künstlerfarben fabrikanten [CEPE] Technology guideline for vehicle refinishes [12.02.92])
- 2. Die neuen Polyesterpolyole sollen als Bindemittelkomponente für mit Polyisocyana ten vernetzbare Klarlacke, oder pigmentierte Reaktionslacke zur Herstellung von Überzügen auf Metallen, Hölzern, Papieren, Pappen sowie Kunststofformteilen geeig net sein.
- 3. Die aus Reaktionslacken, die die neuen Polyesterpolyole enthalten, erhältlichen Überzüge müssen physikalisch bei Raumtemperatur, z. B. für die Holzlackierung, bei ca. 60°C für die Autoreparatur-Lackierung und bei ca. 80°C für die Kunststoff-Lackierung in kurzer Zeit trocknen.
- 4. Damit die Reaktionslacke, die die neuen Polyesterpolyole enthalten, sehr vielseitig einsetzbar sind, sind Chemikalienbeständigkeit und hohe mechanische Widerstandsfä higkeit für die erhaltenen ausgehärteten Überzugsfilme unbedingt erforderlich.
- 5. Gegenüber den bisherigen Polyesterpolyolen für den gleichen Einsatzbereich, die meistens aromatische Komponenten eingebaut enthalten, sollen die neuen Polyesterpo lyole Reaktionslacke herzustellen gestatten, deren Überzugsfilme sich durch eine hervorragende Wetterbeständigkeit, insbesondere Glanzhaltung und Vergilbungsbe ständigkeit auszeichnen.
- 6. Die neuen Polyesterpolyole sollen in gelöster Form möglichst farblos sein, damit sich daraus Reaktionslacke herstellen lassen, die als Klarlacke und Weißlacke keine Eigen farbe aufzeigen.
Es ist seit langem bekannt, verschiedene Substrate mit Zweikomponenten-Polyurethan
lacken auf Basis von Hydroxylgruppen aufweisenden Polyestern, Polyethern oder
Polyacrylaten und organischen Polyisocyanaten zu beschichten. Die resultierenden
Lacküberzüge zeichnen sich insbesondere durch eine ausgezeichnete Härte, eine sehr
gute Haftung und gute Wetterbeständigkeit aus. Die chemischen Grundlagen dieser
Lacke und Überzüge werden u. a. in "Lackkunstharze" Hans Wagner/Hans Friedrich-
Sarx, Carl Hanser Verlag, München, Seite 153 bis 173, 1971, beschrieben.
Das auf den neuen Polyesterpolyolen basierende neue Lacksystem sollte insbesondere
folgenden Anforderungen genügen:
- 1. Gute Glanzhaltung:
Der Lackfilm bei der Autoreparaturlackierung z. B. sollte nicht schneller abbauen als derjenige von der Erstlackierung. - 2. Keine Nachversprödung:
Auch nach längerer Bewitterung darf der Film nicht nachverspröden. - 3. Niedrige Trockentemperatur:
Die erforderlichen Trockentemperaturen und -zeiten sollten aus verschiedenen Gründen u. a. der Energieersparnis möglichst niedrig sein. - 4. Reparaturfähigkeit:
Die Trocknungsbedingungen eines solchen Systems sollten neben der Erstlackierung auch eine Reparaturlackierung mit Trocknung bei 60°C, 80°C oder Raumtemperatur ermöglichen.
Wie jetzt überraschenderweise herausgefunden wurde, gelingt es durch die Verwen
dung der nachstehend näher beschriebenen erfindungsgemäßen Polyesterpolyole auf
Basis ausgewählter Ausgangsmaterialien als Polyhydroxylkomponente in Zweikompo
nenten-Polyurethanlacken die gestellten Aufgaben zu lösen.
Gegenstand der Erfindung sind Polyesterpolyole mit Hydroxylzahlen von 120 bis 250
und Säurezahlen von 5 bis 30 aufgebaut aus Umsetzungsprodukten von
- a) 5 bis 50 Mol-% Neopentylglykol
- b) 10 bis 45 Mol-% Trimethylolpropan
- c) 40 bis 52 Mol-% Hexahydrophtalsäureanhydrid,
wobei die sich unter a), b) und c) angegebenen Mol-%-Angaben jeweils zu 100 Mol-%
ergänzen.
In einer weiteren Ausführungsform der Polyesterpolyole liegt als Komponente d)
zusätzlich eine Monocarbonsäure oder deren Anhydrid eingebaut vor.
Als Komponente d) sind beispielsweise alpha-Ethylhexansäure, Isononansäure u. a.
geeignet.
In einer weiteren Ausführungsform liegt als Komponente e) zusätzlich eine Dicarbon
säure oder deren Anhydrid eingebaut vor.
Als Komponente e) sind beispielsweise Adipinsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Aze
lainsäure, Bernsteinsäure u. a. geeignet.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung dieser erfindungsgemäßen Poly
esterpolyole, gegebenenfalls in Abmischung mit anderen organischen Polyhydroxylver
bindungen, als Bindemittelkomponente für Zweikomponenten-Polyurethanlacke, die
Lackpolyisocyanate, sowie gegebenenfalls die in der Polyurethanlacktechnologie
üblichen Hilfs- und Zusatzmittel enthalten, bei der Herstellung von Lacküberzügen auf
Metallen, Hölzern, Papieren, Pappen und Kunststoffteilen.
Die besonders gute Eignung der erfindungsgemäßen Polyesterpolyole ist auf die
erfindungsgemäße Auswahl der den Polyesterpolyolen zugrundeliegenden Ausgangs
materialien und deren Mengenverhältnis zurückzuführen. Die erfindungsgemäßen
Polyesterpolyole weisen Hydroxylzahlen innerhalb des Bereichs von 120 bis 250,
vorzugsweise 150 bis 220, Säurezahlen von 5 bis 30, vorzugsweise 15 bis 25, und ein
mittleres, aus der Stöchiometrie der eingesetzten Ausgangsmaterialien berechenbares
Molekulargewicht von 800 bis 4000, vorzugsweise 1000 bis 3000, auf. Die erfindungs
gemäßen Polyesterpolyole sind im allgemeinen feste farblose bis hellgelb gefärbte, klare
Harze, die in inerten Lacklösungsmitteln wie beispielsweise Kohlenwasserstoffen, wie
Toluol, Xylol, Solvent Naphta oder höheren Alkylbenzolen, Estern wie Ethylacetat,
Butylacetat, Ethoxypropylacetat, Ethoxyethylpropionat, Ketonen, wie Methylethylke
ton oder Methylisobutylketon oder deren Gemischen, löslich sind.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Polyesterpolyole erfolgt in an sich bekannter
Weise nach Methoden wie sie beispielsweise in "Ullmanns Enzyklopädie der techni
schen Chemie, Verlag Chemie Weinheim, 4. Auflage (1980), Band 19, Seiten 61 ff.
oder von
H. Wagner und H.F. Sarx in "Lackkunstharze", Carl Hanser Verlag, München (1971),
Seiten 86-152 ausführlich beschrieben sind. Die Veresterung erfolgt in Gegenwart
eines Inertgases, z. B. Stickstoff- gegebenenfalls in Gegenwart einer katalytischen
Menge eines üblichen Veresterungskatalysators wie z. B. Säuren, Basen oder Über
gangsmetallverbindungen wie z. B. Titantetrabutylat, bei ca. 150-260°C. Die Vereste
rungsreaktion wird so lange durchgeführt, bis die angestrebten Werte für die Hydroxyl- und
Säurezahl erreicht sind. Das Molekulargewicht der erfindungsgemäßen Polyester
polyole kann aus der Stöchiometrie der Ausgangsmaterialien (unter Berücksichtigung
der resultierenden Hydroxyl- und Säurezahlen) berechnet werden.
Bei der erfindungsgemäßen Verwendung der erfindungsgemäßen Polyesterpolyole
werden diese gegebenenfalls in Abmischung mit anderen, aus der Polyurethanlacktechnologie
bekannten organischen Polyhydroxylverbindungen als Polyhydroxyl-Kompo
nente eingesetzt. Bei diesen anderen Polyhydroxylverbindungen kann es sich um die
üblichen Polyester-, Polyether- oder Polyacrylat-Polyole handeln.
Vorzugsweise werden als weitere organische Polyhydroxylverbindungen, falls solche
überhaupt neben den erfindungswesentlichen Polyesterpolyolen zum Einsatz gelangen,
die an sich bekannten Polyacrylatpolyole des Standes der Technik eingesetzt.
Als Abmischkomponente geeignete Polyacrylatpolyole sind z. B. in Lacklösungsmitteln
der bereits beispielhaft genannten Art lösliche Copolymerisate wie diese nach DE-OS
40 01 580, DE-OS 41 24 167 oder DE-OS 28 58 096 erhältlich sind. Der Hydroxyl
gruppengehalt dieser Polyacrylatpolyole liegt im allgemeinen zwischen 2 und 5 Gew.-%.
Bei der erfindungsgemäßen Verwendung der erfindungsgemäßen Polyesterpolyole
können diese in Abmischung mit bis zu 90, vorzugsweise bis zu 50 Hydroxyläquivalent-%,
bezogen auf alle Polyhydroxylverbindungen, an anderen Polyolen der beispielhaft
genannten Art zum Einsatz gelangen. Besonders bevorzugt werden jedoch die erfin
dungsgemäßen Polyesterpolyole als alleinige Polyol-Komponente bei der erfindungsge
mäßen Verwendung eingesetzt.
Die zur Vernetzung der erfindungsgemäßen Polyesterpolyole verwendbaren Polyiso
cyanate sind lacktypische Polyisocyanate.
Der Anteil an Polyisocyanat-Vernetzer wird so gewählt, daß auf eine Hydroxylgruppe
der Bindemittelmischung 0,5 bis 1,5 Isocyanat-Gruppen entfallen. Überschüssige
Isocyanat-Gruppen können durch Feuchtigkeit abreagieren und zur Vernetzung beitra
gen. Es können aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Polyisocyanate verwen
det werden wie Hexamethylendiisocyanat, Trimethylhexamethylendiisocyanat, Isopho
rondiisocyanat, 4,4′-Diisocyanatodicyclohexylmethan, Toluylen-2,4-diisocyanat, o-, m- und
p-Xylylendiisocyanat, 4,4′-Diisocyanatodiphenylmethan; verkappte Polyisocyana
te, wie mit CH-, NH- oder OH-aciden Verbindungen verkappte Polyisocyanate; sowie
z. B. Biuret-, Allophanat-, Urethan- oder Isocyanurat-Gruppen enthaltene Polyisocya
nate. Beispiele für derartige Polyisocyanate sind ein Biuretgruppen enthaltenes Umset
zungsprodukt aus 3 Molen Hexamethylendiisocyanat mit 1 Mol Wasser mit einem
NCO-Gehalt von ca. 22% (entsprechend dem Handelsprodukt Desmodur N BAYER
AG, eingetragenes Warenzeichen); ein Isocyanatgruppen enthaltenes Polyisocyanat, das
durch Trimerisierung von 3 Molen Hexamethylendiisocyanat hergestellt wird mit einem
NCO-Gehalt von etwa 21,5% (entsprechend dem Handelsprodukt Desmodur N 3390
BAYER AG, eingetragenes Warenzeichen) oder Urethangruppen enthaltene Polyiso
cyanate, welche Reaktionsprodukte darstellen aus 3 Molen Toluylendiisocyanat und 1
Mol Trimethylolpropan mit einem NCO-Gehalt von etwa 17,5% (entsprechend dem
Handelsprodukt Desmodur L BAYER AG, eingetragenes Warenzeichen.)
Bevorzugt eingesetzt werden Desmodur N und Desmodur N3390, BAYER AG,
eingetragenes Warenzeichen.
In den bei der erfindungsgemäßen Verwendung zum Einsatz gelangenden Zweikomponenten-Polyurethanlacken
liegen die Polyolkomponente und die Polyisocyanatkompo
nente in, einem Äquivalentverhältnis von Isocyanatgruppen zu Hydroxylgruppen von
2 : 1 bis 1 : 2, vorzugsweise 1,5 : 1 bis 1 : 1,5, entsprechenden Mengen vor. Die durch
Vermischen der beiden Komponenten erhaltenen Zweikomponenten-Bindemittel haben
nur eine begrenzte Verarbeitungszeit von ca. 2 bis 48 Stunden und werden unter
Mitverwendung der üblichen Hilfs- und Zusatzmittel verarbeitet. Diese gegebenenfalls
mitzuverwendenden Hilfs- und Zusatzmittel können entweder dem Gemisch oder den
Einzelkomponenten vor deren Durchmischung hinzugefügt werden.
Als Hilfs- und Zusatzmittel kommen beispielsweise inerte Lösungsmittel in Betracht,
wie z. B. Ethylacetat, Butylacetat, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Ethoxypro
pylacetat, Methoxypropylacetat, Ethoxyethylpropionat, Methoxybutylacetat, Butylglykolacetat,
Toluol, Xylol, Solvent Naphta, Testbenzin oder beliebige Gemische dieser
Lösungsmittel.
Die Lösungsmittel werden in einer Menge von bis zu 60, vorzugsweise bis zu 45 Gew.-%,
bezogen auf Gesamtgemisch, mitverwendet.
Weitere, gegebenenfalls mitzuverwendende Hilfs- und Zusatzmittel sind z. B. Weichma
cher wie z. B. Trikresylphosphat oder Phtalsäurediester, Chlorparaffine, Pigmente und
Füllstoffe, wie Titanoxid, Bariumsulfat, Kreide, Ruß; Katalysatoren wie z. B. N,N-
Dimethylbenzylamin, N-Methylmorpholin, Bleioctoat oder Dibutylzinndilaurat;Verlauf
mittel; Verdickungsmittel, gegebenenfalls Stabilisatoren, wie substituierte Phenole,
organofunktionelle Silane als Haftvermittler und Lichtschutzmittel sind beispielsweise
sterisch gehinderte Amine, wie sie u. a. in DE-OS 24 17 353 (= US-PS 4 123 418 und
US-PS 4 110 304) und DE-OS 24 56 864 (= US-PS 3 993 655 und US-PS 4 221 701)
beschrieben sind. Besonders bevorzugte Verbindungen sind:
Bis-(1,2,2,2,6,6-pentamethylpiperidyl-4)-sebacat, Bis-(2,2,6,6-tetrametyipiperidyl-4)- sebacat, n-Butyl-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)-malonsäure-bis-(1,2,2,6-,6- pentamethylpiperidyl-4)-ester.
Bis-(1,2,2,2,6,6-pentamethylpiperidyl-4)-sebacat, Bis-(2,2,6,6-tetrametyipiperidyl-4)- sebacat, n-Butyl-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)-malonsäure-bis-(1,2,2,6-,6- pentamethylpiperidyl-4)-ester.
Die den Füllstoffen und Pigmenten anhaftende Feuchtigkeit kann durch vorhergehende
Trocknung oder durch Mitverwendung von wasseraufnehmenden Stoffen, wie z. B.
Molekularsieb-Zeolithen, entfernt werden.
Die Trocknung der bei der erfindungsgemäßen Verwendung resultierenden Lackfilme
kann bei Raumtemperatur erfolgen und bedarf keiner Temperaturerhöhung, um die
eingangs erwähnten, optimalen Eigenschaften zu erreichen. Die verhältnismäßig schnell
verlaufende Trocknung bei Raumtemperatur kann durch eine Temperaturerhöhung auf
ca. 60 bis 120°C, vorzugsweise 60 bis 80°C, während eines Zeitraumes von 20 bis 40
Minuten zusätzlich beschleunigt werden. Eine höhere Trocknungstemperatur und somit
eine Verkürzung des Einbrennprozesses ist zwar möglich, jedoch bei vielen Substraten
wie Kunststoffteilen, Hölzern, Papieren und Pappen nicht ratsam.
Die erfindungsgemäß zum Einsatz gelangenden Reaktionslacke eignen sich vor allem
für die Lackierung von Metallen, Hölzern, Papieren, Pappen sowie Kunststoffen,
jedoch auch für andere Substrate. Besonders vorteilhaft eignen sich die erfindungsge
mäß zum Einsatz gelangenden Reaktionslacke zum Lackieren von Metallen, wie sie beim
Automobilbau und in der Industrie Verwendung finden. Wegen der gleichermaßen
guten Eignung der erfindungsgemäß zum Einsatz gelangenden Reaktionslacke für
Kunststoffe und Metalle eignen sich diese insbesondere auch hervorragend zur Lackie
rung von Konstruktionen wie z. B. Außenteile von Automobilen, die in moderner
Gemischtbauweise aus Kunststoffe und Metallteilen hergestellt werden. Die besonderen
Vorteile der erfindungsgemäß zum Einsatz gelangenden Lacke begünstigen diese "on
line"-Lackierung insbesondere von Automobilaußenteilen, da die Härtung der Lackfil
me bereits bei niedrigen Temperaturen erfolgen kann, so daß die Kunststoffe keiner
übermäßigen Temperaturbelastung ausgesetzt werden, da die resultierenden Lackfilme
eine ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit aufweisen, so daß dekorative Lackierun
gen für eine lange Zeitdauer unverändert erhalten bleiben und Beanspruchungen durch
Stoß oder Schlag schadlos überstehen. Hervorzuheben ist in diesem Zusammenhang
insbesondere auch die ausgezeichnete Steinschlagfestigkeit von erfindungsgemäß herge
stellten Automobil-Decklackierungen. Die mit den erfindungsgemäß zum Einsatz
gelangten Zweikomponenten- Lacke erhaltenen Lackfilme erfüllen in optimaler Weise
zwei an sich gegensätzliche Forderungen nämlich eine geringe Molmasse und die damit
verbundene Einsparung von Lösungsmitteln bei gleichzeitig hoher Glanzhaltung.
Die erfindungsgemäß zum Einsatz gelangenden Reaktionslacke können nach allen
üblichen Methoden der Lacktechnologie, wie z. B. Streichen, Spritzen oder Tauchen auf
die zu beschichtenden Substrate aufgetragen werden. Die erfindungsgemäßen Reak
tionslacke eignen sich sowohl zur Herstellung von Grundierungen als auch zur Herstel
lung von Zwischenschichten sowie auch zur Herstellung von Deckschichten auf den zu
lackierenden Substraten.
Die Polyesterpolyole der Erfindung liefern im allgemeinen gelöst in Butylacetat als
70%ige Lösungen, Viskositäten (gemessen nach DIN 53019 bei 23°C) von 1000 bis
6000 mPa*s, bevorzugt 1000 bis 5000 mPa*s.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.
Polyesterpolyol aus:
3,0 Mol Neopentylglykol: 312 g
3,8 Mol Trimethylolpropan: 509 g
6,0 Mol Hexahydrophthalsäureanhydrid: 925 g
Mittleres Molgewicht: ca. 1330
3,0 Mol Neopentylglykol: 312 g
3,8 Mol Trimethylolpropan: 509 g
6,0 Mol Hexahydrophthalsäureanhydrid: 925 g
Mittleres Molgewicht: ca. 1330
Das vorstehende Gemisch wurde unter Stickstoff auf 190 bis 200°C erhitzt und das
gebildete Reaktionswasser wurde laufend entfernt. Die Temperatur wurde im Verlauf
von 7 bis 12 Stunden kontinuierlich auf 220°C erhöht bis die Säurezahl auf 15 bis 25
abgesunken war. Nach dem Abkühlen liegt das Reaktionsprodukt in fester Form vor.
Durch mehrfache Wiederholung der Umsetzung wurden für die Polyesterpolyole
folgende Werte gefunden:
Das Polyesterpolyol besteht aus 53 Mol-% Polyolen und 47 Mol-% Dicarbonsäure.
Polyesterpolyol aus:
3,0 Mol Neopentylglykol: 312 g
3,4 Mol Trimethylolpropan: 456 g
6,0 Mol Hexahydrophthalsäureanhydrid: 925 g
Mittleres Molgewicht: ca. 2330
3,0 Mol Neopentylglykol: 312 g
3,4 Mol Trimethylolpropan: 456 g
6,0 Mol Hexahydrophthalsäureanhydrid: 925 g
Mittleres Molgewicht: ca. 2330
Das vorstehende Gemisch wurde unter Stickstoff auf 190 bis 200°C erhitzt und das
gebildete Reaktionswasser wurde laufend entfernt. Die Temperatur wurde im Verlauf
von 3 bis 10 Stunden kontinuierlich auf 235°C erhöht bis die Säurezahl auf 15 bis 25
abgesunken war. Nach dem Abkühlen liegt das Reaktionsprodukt in fester Form vor.
Durch mehrfache Wiederholung der Umsetzung wurden für die Polyesterpolyole
folgende Werte gefunden:
Das Polyesterpolyol besteht aus 51,6 Mol-% Polyolen und 4,4 Mol-% Dicarbonsäure.
Weißlack auf Basis eines Acrylatharzes gemäß DE-OS 40 01 580 Copolymerisat 1,
70%ig Solvent Naphta/Butylglykolacetat/Ethoxypropylacetat/Butylacetat als Vergleich
und Polyesterpolyol gemäß Erfindung Beispiel 1, 75%ig Butylacetat/Solvent Naphta
1 : 2.
Die folgenden Bestandteile wurden unter A gemischt und in eine Perlenmühle einge
führt und der Ansatz mit Perlen 30 min. gemahlen. Danach wurde der gemahlene
Ansatz mit dem Gemisch unter B vereinigt.
Der Lackansatz wurde dann mit dem Lackpolyisocyanat Desmodur N 3390 90%ig in
den angegebenen Mengen versetzt und mit dem angegebenen Verdünner 1 auf Spritz
viskosität eingestellt.
Verdünnt auf Spritzviskosität mit Verdünner 1:
Butylacetat: 25 g
Butoxyl (Methoxybutylacetat): 5 g
Ethoxypropylacetat: 25 g
Shellsol A: 20 g
Xylene: 25 g
Butylacetat: 25 g
Butoxyl (Methoxybutylacetat): 5 g
Ethoxypropylacetat: 25 g
Shellsol A: 20 g
Xylene: 25 g
Das Vergleichsacrylat stellt ein handelsübliches Produkt mit hervorragenden Eigen
schaften dar, wie diese in der Automobil- und Nutzfahrzeug-Industrie gefordert
wird. Überraschend ist, daß die Reaktionslacke der Erfindung bei gleichem Vernet
zungsgrad Filme nach der Aushärtung liefern, die nach 1500 Stunden eine hervorragen
de Glanzhaltung aufweisen.
Gegenstand der Erfindung sind auch die Reaktionslacke sowie Verfahren zur Herstel
lung von Überzügen oder Grundierungen.
Polyesterpolyol aus:
0,2 Mol Neopentylglykol: 20,84 g
1,63 Mol Trimethyiolpropan: 218,746 g
1,8 Mol Hexahydrophthalsäureanhydrid: 277,56 g
Mittleres Molgewicht: ca. 2900
0,2 Mol Neopentylglykol: 20,84 g
1,63 Mol Trimethyiolpropan: 218,746 g
1,8 Mol Hexahydrophthalsäureanhydrid: 277,56 g
Mittleres Molgewicht: ca. 2900
Das vorstehende Gemisch wurde unter Stickstoff auf 190 bis 205°C erhitzt, und das
gebildete Reaktionswasser wurde laufend entfernt. Die Temperatur wurde im Verlauf
von 4 bis 10 Stunden kontinuierlich auf 230°C erhöht, bis die Säurezahl auf 10 bis 20
abgesunken war. Nach dem Abkühlen liegt das Reaktionsprodukt in fester Form vor.
Es wurde für das Polyesterpolyol folgende Werte gefunden:
Hydroxylzahl (DIN 53240): 210
Säurezahl (DIN 53402): 15,9
Viskosität (DIN 53019) in mPa*s: 5500
Säurezahl (DIN 53402): 15,9
Viskosität (DIN 53019) in mPa*s: 5500
Das Polyesterpolyol besteht aus 50,414 Mol-% Polyolen und 49,587 Mol-% Dicarbon
säure.
Die in Beispielen 1,2 und 4 angegebenen Viskositäten (gemessen nach DIN 53019) bei
23°C in mPa*s beziehen sich auf Polyesterpolyole gelöst in Butylacetat als 70%ige
Lösungen.
Aus DE-OS 35 32 864 ist ein Verfahren zur Herstellung von hydroxylhaltigen, mit
Isocyanatgruppen hochreaktiven gesättigten Polyesterharzen bekannt, bei dem 47 Mol.-%
Methylhexahydrophthalsäure bzw. -anhydrid mit 21 Mol.-% Trimethylolpropan und
31 Mol.-% Neopentylglykol unter Mitverwendung von H₃PO₄ 12 bis 15 Stunden bei
110 bis 220°C polykondensiert wird (vgl. a. a. O. Anspruch 1 in Verbindung mit
Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1). Als Ergebnis wird ein fast farbloses Harz mit einer
Säurezahl von 10,2 mg KOH/g bzw. 5,0 mg KOH/g und einer OH-Zahl von 99 bzw.
94 erhalten (vgl. a. a. O. Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1).
Aus EP-0 561152 A1 sind Polyesterpolyole aus Neopentylglykol (41 Mol.-%),
Trimethylolpropan (11 Mol.-%), Adipinsäure (23 Mol.-%), Hexahydrophthalsäurean
hydrid (23 Mol.-%) und hypophosphoriger Säure bekannt, die in Verbindung mit
blockierten Di- und/oder Polyisocyanaten zur Herstellung von Klarlacken geeignet
sind (vgl. a. a. O. Beispiel 2 in Verbindung mit Anspruch 1). Der erhaltene Polyester
hatte eine Säurezahl von 13,5 mg KOH/g, eine OH-Zahl von 200 mg KOH/g und eine
zahlenmittlere Molekularmasse von 800 (gelpermeationschromatographisch, geeicht
mit Polystyrolstandard) bei einer Polydispersität von 2,4.
Die unter Tabelle 1 folgenden Bestandteile wurden gemischt und in eine Perlenmühle
eingeführt und der Ansatz mit Perlen 30 min. gemahlen. Danach wurde der gemahlene
Ansatz mit dem Gemisch unter Tabelle 2 vereinigt.
Der Lackansatz wurde dann mit dem Lackpolyisocyanat Desmodur N 3390 90%ig in
den angegebenen Mengen versetzt.
Die vorstehenden Ergebnisse der Pendelhärteprüfung auf Glas zeigen, daß die Weiß
lackfilme, die mit den Polyisocyanaten und Polyesterpolyolen der Erfindung Beispiel 1
und 4 hergestellt worden sind, ganz wesentlich verbesserte Werte gegenüber den
Vergleichsprodukten gemäß dem Stand der Technik aufweisen. Bemerkenswert ist die
wesentlich verbesserte Endhärte der Überzüge, die gegenüber mechanischem Angriff
deutlich widerstandsfähiger sind.
Auswertung der Vergleichs-Weißlacke auf Stahlplatten mit einem konventionellen
Füller lackiert; Vergleichs-Weißlacke nach 2 Stunden überlackiert. Dann forciert 60
min. bei 80°C und 5 Tage bei Lufttemperatur getrocknet.
Die erfindungsgemäßen Überzugsmittel nach Beispiel 1 und 4 erfüllen die Anforderun
gen der Praxis an die Buchholzhärtung,. Dies bedeutet, daß die Filme durch die gesam
te Schicht eine gute Durchhärtung besitzen. Die Vergleichprodukte entsprechen den
Anforderungen in der Buchholzhärte nicht.
Die Auswertungen zeigen zudem, daß die Vergleichs-Weißlacke der Erfindung nach
Beispiel 1 und Beispiel 4 Superbenzinbeständigkeiten aufweisen, wie diese in der
Automobil- und Großraumfahrzeug-Industrie zwingend erforderlich sind. Die Ver
gleichsprodukte erfüllen diese Anforderungen nicht.
Klebebandtest auf Stahlplatten, die mit einem konventionellen Füller und den Ver
gleichs-Weißlacken beschichtet worden sind und 30 min. bei 60°C getempert wurden.
1 Stunde Abklebezeit. Auswertung nach 24 Stunden.
Die Abklebetests erfüllen ebenfalls die in der Autoreparaturindustrie geforderten
Kriterien. Gefordert werden Abklebfestigkeiten von unter 2 Stunden.
Claims (13)
1. Polyesterpolyole mit Hydroxylzahlen von 120 bis 250 und Säurezahlen von 5 bis 30,
aufgebaut aus Umsetzungsprodukten von
- a) 5 bis 50 Mol-% Neopentylglykol,
- b) 10 bis 45 Mol-% Trimethylolpropan,
- c) 40 bis 52 Mol-% Hexahydrophthalsäureanhydrid,
wobei die sich unter a), b) und c) angegebenen Mol-%-Angaben jeweils zu 100 Mol-%
ergänzen.
2. Polyesterpolyole gemäß Anspruch 1 mit Hydroxylzahlen von 150 bis 220 und Säure
zahlen von 15 bis 25.
3. Polyesterpolyole gemäß Anspruch 1 oder 2 mit aus der Stöchiometrie der eingesetzten
Ausgangsmaterialien berechenbaren Molekulargewichten von 800 bis 4000.
4. Polyesterpolyole gemäß Anspruch 3 mit berechenbaren Molekulargewichten von 1000
bis 3000.
5. Polyesterpolyole gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 in denen als Komponente d)
zusätzlich eine Monocarbonsäure oder deren Anhydrid eingebaut vorliegt.
6. Polyesterpolyole gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, in denen als Komponente e)
zusätzlich eine andere Dicarbonsäure oder deren Anhydrid eingebaut vorliegt.
7. Polyesterpolyole nach einem der Ansprüche 1, 3, 4, 5 oder 6, mit Säurezahlen von 10
bis 30.
8. Verwendung der Polyesterpolyole gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, gegebenenfalls
in Abmischung mit anderen organischen Polyhydroxyverbindungen als Bindemittelkompo
nenten für Zweikomponenten-Polyurethanlacke, die Lackpolyisocyanate, sowie
gegebenenfalls die in der Polyurethanlacktechnologie üblichen Hilfs- und Zusatzmittel
enthalten bei der Herstellung von Lacküberzügen auf Metallen, Hölzern, Papieren,
Pappen, sowie Kunststofformteilen.
9. Verwendung gemäß Anspruch 8, wobei es sich bei den mit Lacküberzügen zu verse
henden Kunststofformteilen um solche handelt, wie sie im Automobilbau Verwendung
finden.
10. Verwendung der Polyesterpolyole nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in Reaktionslacken
zur Herstellung von Überzügen oder Grundierungen, wobei die Reaktionslacke
durch Mischen von
- (A) Polyesterpolyolen,
- (B) gegebenenfalls anderen organischen Polyhydroxylverbindungen,
- (C) Polyisocyanaten als Härter,
- (D) inerten organischen Lösungsmitteln und gegebenenfalls
- (E) weiteren in Reaktionslacken üblichen Zusätzen,
erhältlich sind.
11. Verwendung der Polyesterpolyole nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung
von Überzügen oder Grundierungen durch Auftragen eines Lackes auf Basis von
hydroxylgruppentragenden Verbindungen, Polyisocyanaten, inerten Lösungsmitteln
sowie gegebenenfalls üblichen Zusätzen auf einen Träger und Aushärten bei Raumtem
peratur oder erhöhter Temperatur bis 120°C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19537026A DE19537026C2 (de) | 1994-10-07 | 1995-10-05 | Neue Polyesterpolyole und ihre Verwendung als Polyolkomponente in Zweikomponenten-Polyurethanlacken |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4435867 | 1994-10-07 | ||
DE19546892A DE19546892A1 (de) | 1994-10-07 | 1995-10-05 | Reaktionslacke zur Herstellung von Überzügen oder Grundierungen |
DE19537026A DE19537026C2 (de) | 1994-10-07 | 1995-10-05 | Neue Polyesterpolyole und ihre Verwendung als Polyolkomponente in Zweikomponenten-Polyurethanlacken |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19537026A1 DE19537026A1 (de) | 1996-04-11 |
DE19537026C2 true DE19537026C2 (de) | 1996-09-05 |
Family
ID=25940840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19537026A Expired - Lifetime DE19537026C2 (de) | 1994-10-07 | 1995-10-05 | Neue Polyesterpolyole und ihre Verwendung als Polyolkomponente in Zweikomponenten-Polyurethanlacken |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19537026C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19824118A1 (de) * | 1998-05-29 | 1999-12-02 | Synthopol Chemie Dr Koch | Bindemittel auf Polyester-Acrylatbasis, Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendung |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19649394B4 (de) * | 1996-11-29 | 2007-01-11 | Synthopol Chemie Dr.Rer.Pol. Koch Gmbh & Co Kg | Bindemittel auf Polyester-Acrylatbasis, Verfahren zu dessen Herstellung und seine Verwendung |
ATE183530T1 (de) * | 1996-02-29 | 1999-09-15 | Synthopol Chemie Dr Koch | Neue polyesterpolyole und ihre verwendung als polyolkomponente in zweikomponenten- polyurethanlacken |
DE69805837T2 (de) * | 1997-11-03 | 2003-02-20 | Du Pont | Reaktive oligomere für isocyanatbeschichtungen |
US6221494B1 (en) | 1998-11-03 | 2001-04-24 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Reactive oligomers for isocyanate coatings |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3532864A1 (de) * | 1985-09-14 | 1987-04-02 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung von hydroxylgruppenhaltigen mit isocyanatgruppen hochreaktiven polyestern und deren verwendung |
DE4204611A1 (de) * | 1992-02-15 | 1993-08-19 | Herberts Gmbh | Ueberzugsmittel, deren verwendung als klarlacke und verfahren zur herstellung von mehrschichtlackierungen |
-
1995
- 1995-10-05 DE DE19537026A patent/DE19537026C2/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19824118A1 (de) * | 1998-05-29 | 1999-12-02 | Synthopol Chemie Dr Koch | Bindemittel auf Polyester-Acrylatbasis, Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendung |
DE19824118C2 (de) * | 1998-05-29 | 2002-07-25 | Synthopol Chemie Dr Koch | Bindemittel auf Polyester-Acrylatbasis, Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19537026A1 (de) | 1996-04-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0053766B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Ueberzügen | |
EP0720996B1 (de) | Polyesterpolyole und ihre Verwendung in Zweikomponenten-Polyurethanlacken | |
EP0397806B1 (de) | Mehrschichtige, schützende und/oder dekorative überzüge auf substratoberflächen und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE69824732T2 (de) | Spritzlackzusammensetzungen die ein oxazolidin, ein isocyanat und eine mercapto- functionalisierte verbindung enthalten | |
EP0883640B1 (de) | Neue polyesterpolyole und ihre verwendung als polyolkomponente in zweikomponenten-polyurethanlacken | |
EP0650992B1 (de) | Verwendung von Polyesterpolyolen als Bindemittelkomponente in Zweikomponenten-Polyurethanlacken | |
EP0166962B1 (de) | Neue Polyesterpolyole und ihre Verwendung als Polyol-Komponente in Zweikomponenten-Polyurethanlacken | |
DE3201749C2 (de) | ||
EP0604814A1 (de) | Aminogruppen aufweisende Polyesterharze | |
EP0659795B1 (de) | Polyesterpolyole und ihre Verwendung in Zweikomponenten-Polyurethanlacken | |
EP0467153B1 (de) | Bindemittelkombination, ihre Verwendung in Einbrennlacken und ein Verfahren zur Herstellung von Überzügen | |
EP0705858B1 (de) | Neue Polyesterpolyole und ihre Verwendung als Polyolkomponente in Zweikomponenten-Polyurethanlacken | |
EP0571829B1 (de) | Ungesättigte Polyesterpolyole und ihre Verwendung in Zweikomponenten-Polyurethanlacken | |
EP0494442B1 (de) | Beschichtungsmittel und seine Verwendung zur Herstellung von Beschichtungen | |
EP0318800B1 (de) | Neue Polyesterpolyole und ihre Verwendung als Polyol-Komponente in Zweikomponenten-Polyurethanlacken | |
DE3004876C2 (de) | ||
DE2539104C3 (de) | Lösungsmittelarme Einbrennlacke | |
DE19537026C2 (de) | Neue Polyesterpolyole und ihre Verwendung als Polyolkomponente in Zweikomponenten-Polyurethanlacken | |
WO2004104065A1 (de) | Verfestigungsstabile blockierte polyisocyanate | |
EP0317742B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Einkomponenten-PUR-Einbrennlacken | |
DE4226242A1 (de) | Wasserverdünnbares Überzugsmittel auf Polyol- und Polyisocyanatbasis, Verfahren zu dessen Herstellung und seine Verwendung | |
DE4417355A1 (de) | Hitzehärtbare Beschichtungsmittel und ihre Verwendung | |
DE3532865A1 (de) | Hydroxylgruppenhaltiges gesaettigtes polyesterharz, seine herstellung und verwendung fuer zweikomponenten-polyurethanlacke sowie verfahren zu deren topfzeitverlaengerung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8330 | Complete disclaimer |