DE19647416A1

DE19647416A1 - Lufttrockenende Bindemittel

Info

Publication number: DE19647416A1
Application number: DE1996147416
Authority: DE
Inventors: Paul Dr Birnbrich; Manfred Gorzinski
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1996-11-15
Filing date: 1996-11-15
Publication date: 1998-05-20
Also published as: WO1998022545A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Verwendung spezieller Copolymerer als lufttrocknende Bindemittel für Lacke.

Stand der Technik

Alkydharze sind Polyester, die durch Polykondensation aus drei Monomerbaustei nen aufgebaut werden. Bei diesen Bausteinen handelt es sich um Polyole, mehrbasi sche Säuren und - wenigstens anteilsweise - ungesättigten Fettsäuren. Wegen ihres Gehaltes an ungesättigten Fettsäuren härten Alkydharze an der Luft oxidativ aus. Bei diesem Prozeß entstehen Netzwerke, die sich bei Anwendungen etwa im Be reich von Beschichtungen durch Dauerhaftigkeit auszeichnen. Dementsprechend werden Alkydharze als Bindemittel für Lacke eingesetzt, die sowohl im Bereich der Industrie, als auch im Haushalt Anwendung finden.

Dem Fachmann auf dem Gebiet der Alkydharze ist bekannt, daß durch die Modifi zierung von Alkydharzen mit Vinylmonomeren wie Styrol, Acryl- oder Methacryla ten die Eigenschaften der Bindemittel, beispielsweise Härte, Chemikalienbeständig keit und Trocknungseigenschaften verbessert werden können. Die Modifizierung der Alkydharze erfolgt in der Regel durch Pfropfcopolymerisation der Vinylmono meren auf dem Alkydharzpolyester. Als Reaktionsprodukt wird dabei ein Gemisch aus Alkydharz, Homovinylpolymer und Pfropfcopolymer aus Alkydharz und Vinyl polymer erhalten. Nachteilig an einem solchen Bindemittelgemisch ist unter ande rem, daß das Homovinylpolymer bei der anschließenden oxidativen Vernetzung chemisch nicht in das Beschichtungsnetzwerk eingebaut wird und dementsprechend weiterhin extrahierbar ist.

Beschreibung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung war es, neue Lackbindemittel zur Verfügung zu stellen, die die Vorteile des oxidativen Härtungsmechanismus der Alkydharze und die Eigen schaften der Vinylpolymere derart in sich vereinen, daß bei der oxidativen Härtung der Aufbau eines vollständig vernetzten Beschichtungsnetzwerkes möglich ist.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß bei der polymeranalogen Umset zung von "backbone-Vinylhomo- oder Copolymeren" auf Basis von Methacryl- Acryl- oder Styrolmonomeren mit gesättigten und/oder ungesättigten C_6-22- Fettalkoholen Copolymere erhalten werden, die die genannte Aufgabe in jeder Hin sicht ausgezeichnet erfüllen. Unter polymeranaloger Umsetzung wird dabei die Umesterung oder Veresterung von in der Polymerkette vorhandenen Ester- oder Carboxylgruppen verstanden. Die erfindungsmäßen Copolymeren sollen dabei eine Jodzahl im Bereich von 40 bis 120 und ein Molekulargewicht im Bereich von 800 bis 200.000 g/mol aufweisen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend die Verwendung von Copolymeren der allgemeinen Struktur (I)

worin R¹ einen gesättigten und/oder ungesättigten C_6-22-Alkylrest, R² Wasserstoff oder Methyl, C₆H₅ einen Phenylrest, n eine Zahl < 2 und m eine Zahl im Bereich von 0 bis 4 n ist,
und wobei die Copolymeren eine Jodzahl im Bereich von 40 bis 120 und ein Mole kulargewicht im Bereich von 800 bis 200.000 g/mol aufweisen, als lufttrocknende Bindemittel für Lacke.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die genann ten Copolymeren (I) in Mischung mit herkömmlichen Alkydharzen oder anderen Polyacrylatharzen eingesetzt. Dies kann gegebenenfalls auch ohne den Zusatz spezieller Lösemittel geschehen. Es ist jedoch auch möglich, die Copolymeren (I) als Reaktivverdünner für Lacke einzusetzen.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sind nicht einschränkend zu verstehen.

Beispiele Abkürzungen

OHZ = OH-Zahl
SZ = Säurezahl
VZ = Verseifungszahl
JZ = Jodzahl

Verwendete Substanzen

HD Ocenol 150/170: ungesättigter Fettalkohol mit einer Jodzahl von ca. 160 (Handelsprodukt der Anmelderin)
Alkydal F68 1: langöliges Alkydharz, enthaltend 66% trocknende Fettsäure (Handelsprodukt der Bayer AG)

Beispiel 1

Bei einer Reaktionstemperatur von 135°C wurde zu 650 g Hexanol eine Mischung aus 8,1 g Dicumylperoxid, 343 g Methylacrylat und 208 g Styrol langsam zugetropft (7 h). Anschließend wurden 650 g HD eines ungesättigten Fettalkohols mit einer Jodzahl von ca. 160 (Handelsprodukt "HD Ocenol 150/170" der Anmelderin) zuge geben. Das Hexanol wurde abdestilliert. Bei 180°C wurden dann 3,4 g eines zinnor ganischen Katalysators (Handelsprodukt "Swedcat 5" der Fa. Swedstab) zugegeben. Bei 180°C wurde Methanol abgeschieden. Die Reaktion war beendet, als kein Methanol mehr abgeschieden wurde. Es wurde ein bei Raumtemperatur viskoses, hellgelbes Harz erhalten. Ausbeute 1129,6 g. OHZ = 7,7; SZ = 0,5; VZ = 156,0; JZ = 94,0

Beispiel 2

Bei einer Reaktionstemperatur von 135°C wurde zu 650 g Hexanol eine Mischung aus 81,0 g Dicumylperoxid, 343 g Methylacrylat und 208 g Styrol langsam zuge tropft (7 h). Anschließend wurden 650 g HD Ocenol 150/170 zugegeben. Das Hexanol wurde abdestilliert. Bei 180°C wurden dann 3,4 g eines zinnorganischen Katalysators (Handelsprodukt "Swedcat 5" der Fa. Swedstab) zugegeben. Bei 180°C wurde Methanol abgeschieden. Die Reaktion war beendet, als kein Methanol mehr abgeschieden wurde. Es wurde ein bei Raumtemperatur viskoses Harz erhalten. Ausbeute 1134,0 g. OHZ = 13,0; SZ = 0,8; VZ = 169,0; JZ = 88,0

Beispiel 3

Bei einer Reaktionstemperatur von 135°C wurde zu einer Mischung aus 650 g Hexanol und 67,5 g Dicumylperoxid 429 g Methylacrylat langsam zugetropft (7 h). Anschließend wurden 650 g HD Ocenol 150/170 zugegeben. Das Hexanol wurde abdestilliert. Bei 180°C wurden dann 3,4 g eines zinnorganischen Katalysators (Handelsprodukt "Swedcat 5" der Fa. Swedstab) zugegeben. Bei 180°C wurde Methanol abgeschieden. Die Reaktion war beendet, als kein Methanol mehr abge schieden wurde. Es wurde ein bei Raumtemperatur viskoses Harz erhalten. Ausbeu te 1019,0 g. OHZ = 4,3; SZ = 1,2; VZ = 257,0

Lackprüfungen Herstellung eines Klarlacks

Eine jeweils 50%ige Lösung der Bindemittel gemäß den Beispielen 1-3 in Toluol wurde hergestellt und mit 0,015 Gew.-% Kobalt-octanoat, 0,0225 Gew.-% Zirko nium-octanoat und 0,14 Gew.-% Blei-octanoat (sämtliche Werte bezogen auf Harz) versetzt.

In gleicher Weise wurde als Vergleich aus einem handelsüblichen Harz, dem Alky dal F68 1, eine 50%ige Lösung in Toluol hergestellt und mit 0,015 Gew.-% Kobalt octanoat, 0,0225 Gew.-% Zirkonium-octanoat und 0,14 Gew.-% Blei-octanoat (sämtliche Werte bezogen auf Harz) versetzt.

Prüfung der oxidativen Härtung

Die so erhaltenen Klarlacke wurden in einer Schichtdicke von 35 µm auf eine Glasplatte aufgetragen und bei Raumtemperatur an der Luft aushärten gelassen. Gemessen wurde die Staubtrockenzeit und die Pendelhärte nach König in Abhän gigkeit von der Zeit. Die Prüfergebnisse können der nachfolgenden Tabelle ent nommen werden.

Claims

1. Verwendung von Copolymeren der allgemeinen Struktur (I)
worin R¹ einen gesättigten und/oder ungesättigten C_6-22-Alkylrest, R² Wasser stoff oder Methyl, C₆H₅ einen Phenylrest, n eine Zahl < 2 und m eine Zahl im Bereich von 0 bis 4 n ist,
und wobei die Copolymeren eine Jodzahl im Bereich von 40 bis 120 und ein Molekulargewicht im Bereich von 800 bis 200.000 g/mol aufweisen, als lufttrocknende Bindemittel für Lacke.

2. Verwendung gemäß Anspruch 1, wobei man die Copolymeren in Mischung mit herkömmlichen Alkydharzen einsetzt.