DE2105062B2

DE2105062B2 - Verfahren zur Herstellung von Überzügen unter Verwendung von Zweikomponenten-Polyurethanlacken

Info

Publication number: DE2105062B2
Application number: DE19712105062
Authority: DE
Inventors: Johannes 4152 Kempen Beckers; Heinz Dr. 4150 Krefeld Ehring; Lothar Dr. 5090 Leverkusen Havenith; Hermann 5090 Leverkusen Kober
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1971-02-04
Filing date: 1971-02-04
Publication date: 1978-08-10
Also published as: SE366770B; IT948400B; AT311517B; FR2124500B1; NL173761C; DE2105062C3; ES399447A1; DE2105062A1; NL7201505A; FR2124500A1

Description

Die Herstellung von Zweikomponenten-Polyurethanlacken auf Basis von Polyisocyanaten und hydroxylgruppenhaltigen Polyestern ist bereits bekannt Weiterhin bekannt ist der Aufbau von Polyurethanlacksystemen unter Mitverwendung von hydroxylgruppenaufweisenden Polyestern auf Basis von trocknenden, halbtrocknenden oder nichttrocknenden pflanzlichen oder tierischen ölen bzw. den diesen ölen zugrunde liegenden Fettsäuren. Als Polyisocyanatkomponente für derartige Zweikomponenten-Polyurethanlacke eignen sich beliebige, mindestens 2 freie reaktionsfähige Isocyanatgruppen aufweisende Verbindungen. Insbesondere kamen bislang monomere Polyisocyanate mit aromatisch und/oder aliphatisch bzw. cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen sowie deren freie Isocyanatgruppen aufweisenden Umsetzungsprodukte mit Urethan-, Biuret- oder Isocyanuratstruktur zum Einsatz.

Anstrichmittel und Lacke mit besonders wertvollen Eigenschaften sind insbesondere bei Verwendung der letztgenannten Urethan-, Biuret- oder Isocyanuratpolyisocyanate zugänglich.

Die aus solchen Polyisocyanaten und ölmodifizierten, freie Hydroxylgruppen enthaltenden Polyestern hergestellten Polyurethan-Zweikomponentenlacke ergeben je nach OH-Gehalt mehr oder weniger rasch trocknende Überzüge, wobei die resultierenden lacktechnischen Eigenschaften weitgehend von der Art des zur Vernetzung dienenden Polyisocyanats und dem gewähl- ω ten NCO/OH-Verhältnis abhängig sind. Die polyfunktionellen Isocyanuratpolyisocyanate, die infolge ihrer hohen Reaktivität in der Praxis zur Herstellung von schnelltrocknenden Lacken als Reaktionspartner von besonderem Interesse sind, weisen jedoch auch sehr nachteilige Eigenschaften auf, welche ihre Anwendung erheblich erschweren.

Neben guten lacktechnischen Eigenschaften bei schneller Trocknung soll die Verarbeitungszeit (Potlife) der Lacke möglichst lang sein, um dadurch beispielsweise eine problemlose Verarbeitung auf kontinuierlich laufenden Lack-Gießmaschinen zu ermöglichen.

Diese Forderung der Praxis konnte bisher nur ungenügend erfüllt werden, insbesondere dann, wenn die OH-Gruppen enthaltenden ölmodifizierten Reaktionspartner mit hochreaktiven Isocyanaten kombiniert werden sollen. In solchen Fällen kann zwar eine schnelle Trocknung erreicht werden, jedoch wird die Verarbeitungszeit dabei in der Regel auf ein für die Praxis unerwünschtes Maß reduziert

Weiterhin wird die Verarbeitungszeit sehr stark durch den Anteil an Bindemittel im Lack beeinflußt und nimmt im allgemeinen mit steigendem Bindemittelgehalt ab. Wünschenswert sind aber für viele Anwendungen Lacke mit einem hohen Bindemittelgehalt, welche insbesondere auf porigen Substraten, wie z. B. Holz und anderen Materialien gut füllende Eigenschaften besitzen und bereits nach ein oder zwei Lackaufträgen einen geschlossenporigen Lackfilm ergeben. Bei den bisher bekannten, sehr schnell trocknenden Kombinationen auf Basis ölmodifizierter, OH-Gruppen aufweisender Polyester-Harze und hochreaktiver Polyisocyanate steigt jedoch die Viskosität in Abhängigkeit vom Bindemittelgehalt nach dem Zusammengeben der beiden Komponenten rasch sehr stark an. Besonders im kritischen Konzentrationsbereich, der etwa bei einem Bindemittelgehalt des Lackes von mehr als 30% liegt, ist dieses nachteilige Verhalten sehr ausgeprägt. Die für die Praxis wünschenswerten Formulierungen mit hohem Bindemittelgehalt besitzen daher meist keine Viskositätsstabilität und eine nur sehr begrenzte Verarbeitungszeit.

Auch die in der Praxis üblichen Zusätze zur Verbesserung der Schleifbarkeit, wie z. B. Metallstearate, wirken sich im Sinne einer Reduzierung der Verarbeitungszeit aus. Da auf solche Zusätze in άζτ Regel bei der Herstellung von schnell trocknenden und schnell schleifbaren Grundierungen nicht verzichtet werden kann, werden die Verarbeitungszeit und die Viskositätskonstanz hierdurch zusätzlich eingeschränkt.

Ferner wird die Herstellung relativ bindemittelreicher Lackaufträge durch Blasenbildung und Lufteinschlüsse erschwert, wenn der Auftrag des Lackes auf porigen und porösen Substraten vorgenommen wird.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß Kombinationen aus den erwähnten Polyisocyanaten — insbesondere solchen vom Isocyanurat-Typ — und speziell zusammengesetzten ölmodifizierten Polyestern unter Vermeidung der vorerwähnten Mängel zu Lacken mit unerwartet günstigen Eigenschaften wie Verarbeitungszeit (Potlife), Viskositätsstabilität, Trocknung, Schleifbarkeit, Härte und Elastizität führen, wenn bei der Herstellung dieser speziell zusammengesetzten Polyester auf Basis trocknender und/oder halb- bzw. nichttrocknender öle bzw. der diesen ölen zugrunde liegenden Fettsäuren, Dicarbonsäuren sowie gegebenenfalls anderen Monocarbonsäuren, Glykolen und höherwertigen Alkoholen als Alkoholkomponente ein Glykole mit mindestens 2 Äthersauerstoffbrücken und 6—14 Kohlenstoffatome aufweisendes Polyol-Gemisch verwendet wird.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Überzügen unter Verwendung von Zweikomponenten-Polyurethanlakken auf Basis von

I. Polyisocyanaten und

II. hydroxylgruppenaufweisenden Polyestern aus

a) trocknenden, halbtrocknenden oder nichttrocknenden ölen bzw. den diesen ölen zugrunde liegenden Fettsäuren, Dicarbonsäuren sowie gegebenenfalls anderen Monocarbonsäuren und

b) zwei- und höherwertigen Alkoholen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Alkohol-Komponente der Hydroxylgruppen aufweisenden Polyester einschließlich des gegebenenfalls in Form des verwendeten Öls eingeführten Glycerins zu 10—30 Äquivalentprozent aus mindestens 2 Äthersauerstoffbrücken aufweisenden Glykolen mit 6—14 Kohlenstoffatomen besteht.

Bei den beim erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden hydroxylgruppenaufweisenden Polyestern handelt es sich um Um- bzw. Veresterungsprodukte von trocknenden, halbtrocknenden oder nichttrocknenden natürlichen oder synthetischen ölen bzw. der diesen ölen zugrunde liegenden Fettsäuren, Dicarbonsäuren sowie gegebenenfalls anderen Monocarbonsäuren mit mehrwertigen Alkoholen. Die beim erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Polyester weisen OH-Zahlen von 50 bis 200, insbesondere von 100 bis 150, auf. Der ölgehalt der Polyester richtet sich nach dem jeweiligen Verwendungszweck und liegt im allgemeinen zwischen 20 und 50, vorzugsweise 30 bis 35%.

Für die Herstellung der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Hydroxylgruppen aufweisenden Polyester eignen sich beliebige natürliche trocknende, halbtrocknende oder nichttrocknende öle bzw. diesen ölen zugrunde liegende Fettsäuren und/oder Fettsäuren synthetischen Ursprungs oder deren Gemische. Beispiele sind Leinöl, Sojaöl, Erdnußöl, Holzöl, Rizinusöl, dehydratisiertes Rizinusöl usw. bzw. die entsprechenden Fettsäuren oder Tallölfettsäuren sowie synthetische aliphatische Monocarbonsäuren mit vorzugsweise 6—18 Kohlenstoffatomen usw. Neben den genannten ölen und/oder Monocarbonsäuren können auch andere Monocarbonsäuren wie Benzoesäure, p-tert-Butylbenzoesäure, cycloaliphatische Monocarbonsäuren wie Hexahydrobenzoesäure usw. in Mengen bis zu 15 Gewichtsprozent des Polyesters eingesetzt werden. Weiterhin werden bei der Herstellung der beim erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Hydroxylgruppen aufweisenden Polyester auch Dicarbonsäuren wie z. B. Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Bernsteinsäure, Maleinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure usw. mitverwendet Bevorzugt mitzuverwendende Dicarbonsäure ist Phthalsäure.

Der Gehalt an diesen Dicarbonsäuren beträgt 30 bis 50, vorzugsweise 35 bis 45 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge des Polyesters. Der Anteil an aliphatischen gesättigten Dicarbonsäuren sollte jedoch dabei 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge des Polyesters, nicht übersteigen.

Der Gesamtalkoholanteil in den beim erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Hydroxylgruppen aufweisenden Polyestern liegt bei 20 bis 50, vorzugsweise 35 bis 45 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge an Polyester. Die erfindungsgemäß mitzuverwendenden Ätherglykole mit mindestens zwei Äthersauerstoffbrücken und 6—14 Kohlenstoffatomen werden in Anteilen von 10—30 Aquivalentprozent mitverwendet, was ca. 3—30, vorzugsweise 5—15 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge des Polyesters, entspricht. Neben diesen Ätherglykolen müssen ferner 3- und/oder höherwertige Alkohole, wie z. B. Glycerin, Trimethylolpropan, Trimethyloläthan, Trihydroxycyclohexan, Pentaerythrit usw., im Polyester enthalten sein. Daneben können noch weitere Diole wie Äthylenglykol, 1,2-PropandioI, 1,3-Pioparidiol, 1,2-Butandiol, 1,4-Butandiol, Hexamethylendiol, Octamethyj lendiol in Mengen bis zu 15 Gewichtsprozent des Polyesters mitverwendet werden.

Die Herstellung der beim erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Polyester erfolgt nach den üblichen Methoden der Um- bzw. Veresterung.

ίο Aus diesen Ausgangskomponenten, jedoch ohne den erfindungswesentüchen Ätherglykolen hergestellte, dem Sunde der Technik entsprechende hydroxylgruppenaufweisende Polyester sind zwar zur Herstellung von Zweikomponenten-Polyurethanlacken mit spezifisehen Vorteilen geeignet, jedoch sind diese Vorteile jeweils mit erheblichen Nachteilen verbunden. So ergeben langölige bis mittelölige Polyester zwar in einigen Fällen, z. B. bei der Verwendung eines mit ca. 40% Exdnußölfettsäure modifizierten Trimethylolpropan-Phthalatharzes, eine schnelle, jeweils von der zur Vernetzung dienenden Isocyanat-Komponente abhängige Trocknung, jedoch sind die resultierenden Filme erst nach längerer Zeit schleifbar.

Polyester mit einem Anteil von ca. 30% modifizierender Fettsäuren ergeben mit Isocyanat-Härtern zwar schnelltrocknende harte, aber spröde Filme und bedürfen daher einer Elastifizierung. Wird diese in bekannter Weise durch Einführung einer hierzu ausreichenden Menge aliphatischer . Dicarbonsäuren, beispielsweise Glutarsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure oder deren Gemische durchgeführt, so resultiert eine erhebliche Verzögerung in der Trocknung sowie eine unerwünscht starke Reduzierung der Verarbeitungszeit der Lacke.

Werden in der Polyalkohol-Komponente der Polyester z;u deren Elastifizierung Glykole, beispielsweise Äthylenglykol, 1,2-Propylenglykol oder Dipropylenglykol in Mengen von etwa 15 Äquivalentprozent anteilig mitverwendet, so lassen sich die erwähnten Lackkombinationen mit guten Eigenschaften bei Trocknung, Schleifbarkeit und Verarbeitungszeit herstellen, jedoch ist die Elastizität noch unzureichend. Eine Verdoppelung dieser Glykolanteile auf ca. 30 Aquivalentprozent verändert die Elastizität nur geringfügig, verbessert aber wesentlich die Schleifbarkeit Bei Anwendung längerkettiger Glykole, wie z. B. 1,6-Hexandiol, verändern sich die lacktechnischen Eigenschaften der Polyester mit Ausnahme einer Verzögerung in der Trocknung um etwa 50% kaum.

Das Verhältnis von schneller Trocknung, langer Verarbeitungszeit, guter und kurzfristiger Schleifbarkeit bei guter Elastizität ist dann überraschend günstig, wenn man erfindungsgemäß zur Elastifizierung statt Diäthylenglykol bzw. Dipropylenglykol längere Kohlenstoff-

ketten aufweisende Ätherglykole mit mindestens 2 Äthersauerstoffbrücken und mindestens 6 Kohlenstoffatomen in Mengen von 10—30 Aquivalentprozent, bezöge η auf den Gesamtpolyalkoholanteil, einsetzt.
Größere Anteile dieser Glykole führen zu Produkten mit geringerer Filmhärte, während Ätherglykole mit mehr als 6 Äthersauerstoffbrücken und mehr als 14 Kohlenstoffatomen, z.B. Octaäthylenglykol, die Eigenschaften der Polyester in ähnlich ungünstiger Weise wie aliphatische Dicarbonsäuren beeinflussen.

Als geeignete Ätherglykole mit mindestens 2 Äthersauerstoffbrücken und 6—14 Kohlenstoffatomen für die Herstellung der speziell zusammengesetzten ölmodifizierten Polyester gemäß vorliegender Erfindung zur

Kombination mit den erwähnten Isocyanathärtern seien beispielhaft genannt: Triäthylenglykol, Tetraäthylenglykol, Pentaäthylenglykol, Tripropylenglykol usw.

Die unter der erfindungsgemäßen Mitverwendung der Ätherglykole mit mindestens 2 Äthersauerstoffbrükken und 6—14 Kohlenstoffatomen aus den üblichen, oben beispielhaft aufgeführten, zur Herstellung ölmodifizierter Alkydharze bekannten Bestandteile hergestellten hydroxylgruppenaufweisenden Polyester stellen vorzugsweise in üblichen Lacklösungsmitteln, wie iu aromatischen Kohlenwasserstoffen, Estern und/oder Ketonen gelöster Form, eine Komponente des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zugänglichen Zweikomponenten-Polyurethanlacks dar.

Die zweite Komponente besteht aus dem als Härter benutzten Polyisocyanat, welches ebenfalls vorzugsweise in inerten Lösungsmitteln gelöster Form zum Einsatz gelangt. Geeignete Polyisocyanate sind beliebige in der Polyurethan-Chemie bekannte Polyisocyanate, wie z. B. 2,4-Toluylendiisocyanat, 2,6-Toluylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat usw.

Vorzugsweise werden beim erfindungsgemäßen Verfahren jedoch gemäß der Lehre der deutschen Patentschrift 12 01 992 zugängliche Isocyanuratpolyisocyanate mit aromatisch gebundenen Isocyanatgruppen, gemäß der Lehre der französischen Patentschrift 15 10 342 zugängliche Isocyanurat-Polyisocyanate mit aliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen, gemäß der Lehre der deutschen Patentschrift 11 01 394 zugängliche Biuret-Polyisocyanate mit aliphatisch gebundenen jo Isocyanatgruppen oder Urethangruppen aufweisende Umsetzungsprodukte von mehrwertigen Alkoholen mit überschüssigem Diisocyanat, wie z. B. das Reaktionsprodukt aus 3 Mol 2,4-Toluylendiisocyanat und 1 Mol Trimethylolpropan eingesetzt.

Die beiden Komponenten werden zur Verarbeitung als Lack vereinigt, wobei die Mengenverhältnisse so bemessen werden, daß sich ein NCO/OH-Verhältnis von 0,3 bis 1,5, vorzugsweise von 0,5 bis 1, ergibt.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zugangliehen Zweikomponenten-Polyurethanlacke sind durch folgende vorteilhafte Eigenschaften ausgezeichnet:

Infolge eines relativ niedrigen OH-Gehaltes der erfindungsgemäß beschriebenen Harze ist der erforderliche Bedarf an Isocyanaten gering.

Die Aushärtung der damit hergestellten Überzüge erfolgt sehr schnell.

Auch bei einem NCO/OH-Verhältnis von < 1 ist die Trocknung bemerkenswert rasch, so daß staubtrockene Filme bereits nach ca. 5 bis 10 Minuten erhalten werden.

Die mit diesen Polyestern hergestellten Lacke haben trotz ihrer schnellen Trocknung eine überraschend lange Standzeit von ca. 10 bis 100 Stunden.

Gegenüber den bekannten ölmodifizierten Polyestern wird die Verarbeitungszeit bzw. der Anstieg der Viskosität in Abhängigkeit von der Zeit nur wenig vom Bindemittelgehalt des Lackes beeinflußt.

Die erfindungsgemäß benutzten ölmodifizierten Polyester sind gut mit ölfreien Polyestern, Nitrocellulose, Polyvinylalkohol/Polyvinylacetat-Mischpolymerisaten, Rizinusöl und anderen modifizierenden Komponenten und Lackhilfsmitteln, insbesondere Pigmenten, verträglich.

Zusätze von Metallstearaten, welche zur Herstellung schnell schleifbarer Grundierungen meist erforderlich b5 sind, wirken sich trotz ihres katalytischen Effektes bei den ölmodifizierten Polyestern gemäß vorliegender Erfindung nur wenig nachteilig auf die Viskositätsstabilität des Lackes aus.

Auffallend ist ferner, daß selbst bindemittelreiche Lackkombinationen nach der Zugabe des Isocyanathärters eine günstig niedrige Anfangsviskosität besitzen.

Anhand der nachfolgenden Beispiele ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung näher erläutert Zunächst wurden 11 ölmodifizierle Polyester in bekannter Weise nach dem Schmelrverfahren unter Durchleiten von Stickstoff hergestellt Zusammensetzung und Kennzahlen dieser gleichartig hergestellten Polyester sind nachstehend angegeben.

HarzA

384,5 Gew.-Teile Erdnußölfettsäure 309,0 Gew.-Teile Trimethylolpropan 300,5 Gew.-Teile Phthalsäureanhydrid 6,0 Gew.-Teile Maleinsäureanhydrid

werden bei einer Temperatur von 200⁰C unter Durchleiten von Stickstoff so lange verestert, bis die Viskosität einer 60%igen Lösung des Harzes in Xylol einen Wert von ca. 110 Sek, gemessen im DIN-Becher Nr. 4 bei 2O⁰C, erreicht hat Das Harz besitzt einen ölgehalt (berechnet als Triglycerid) von ca. 43%, eine Säurezahl von 50,5 und eine OH-Zahl von ca. 90.

Harz B

310,0 Gew.-Teile Erdnußölfettsäure 359,5 Gew.-Teile Trimethylolpropan 323,8 Gew.-Teile Phthalsäureanhydrid 6,7 Gew.-Teile Maleinsäureanhydrid

Kennzahlen:	34,5% entsprechend
ölgehalt	33%Fettsäure
	7,1
Säurezahl	ca. 150
OH-Zahl

Visk. 60%ig in Xylol 152 Sek.

HarzC

281.4 Gew.-Teile Erdnußölfettsäure

319.5 Gew.-Teile Trimethylolpropan entsprechend

86,8 Äquivalent-% 41,3 Gew.-Teile 1,2-Propylenglykol entsprechend

13,2 Äquivalent-%

350,5 Gew.-Teile Phthalsäureanhydrid 7,3 Gew.-Teile Maleinsäureanhydrid

Kennzahlen:	31,4% entsprechend	Harz D	82,6 Aquivalent-%	Maleinsäureanhydrid
Ölgehalt	30% Fettsäure	Erdnußölfettsäure	Dipropylenglykol entsprechend
	9,4	288,8 Gew.-Teile Trimethylolpropan entsprechend	17,4 Äquivalent-%	31,4% entsprechend
Säurezahl	144		330,8 Gew.-Teile Phthalsäureanhydrid	30% Fettsäure
OH-Zahl	Visk.60%inXyloll57Sek.	91,5 Gew.-Teile	b,8 Gew.-Teile	9,4
			Kennzahlen:
282,1 Gew.-Teile	ölgehalt

Säurezahl

21 7	05	062	Harz I
/ OH-Zahl 136		282,4 Gew.-Teile Erdnußölfettsäure
Visk. 60%ig in Xylol 73 Sek.		258,0 Gew.-Teile Trimethylolpropan entsprechend
Harz E		86,4 Äquivalent-%
277,3 Gew.-Teile Erdnußölfettsäure		181,9 Gew.-Teile Polyäthylenglykol 400 entsprechend
321,5 Gew.-Teile Trimethylolpropan entsprechend	5	13,6 Äquivalent-%
86,8 Äquivalent-%		272,1 Gew.-Teile Phthalsäureanhydrid
41,7 Gew.-Teile 1,2-Propylenglykol entsprechend		5,6 Gew.-Teile Maleinsäureanhydrid
13,2 Äquivalent-%		Kennzahlen:
144,4 Gew.-Teile Phthalsäureanhydrid		ölgehalt 31,0% entsprechend 29,8% Fettsäure
107,0 Gew.-Teile Adipinsäure 7,3 Gew.-Teile Maleinsäureanhydrid	10	Säurezahl 6,8
Kennzahlen:		OH-Zahl 115
ölgehalt 31,4% entsprechend		Visk. 60%ig in Xylol 33 Sek.
30% Fettsäure	15
Säurezahl 8,1		Polyäthylenglykol 400 mit einem Durchschnitts-Mol
OH-Zahl 138		gewicht von 400 entspricht etwa dem Octaäthylengly- Irnl
Visk. 60% in Xylol 106 Sek.		KOl. Harz J
Harz F	20	210,9 Gew.-Teile synth. Vorlauffettsäure C₇-C₉
280,0 Gew.-Teile Erdnußölfettsäure		Molgewicht 144
308,8 Gew.-Teile Trimethylolpropan entsprechend		406,7 Gew.-Teile Trimethylolpropan
86,0 Äquivalent-%		272,7 Gew.-Teile Phthalsäureanhydrid
66,6 Gew.-Teile 1,6-Hexandiol entsprechend		93,1 Gew.-Teile Adipinsäure
14,0 Äquivalent-%	25	16,6 Gew.-Teile Maleinsäureanhydrid
337,7 Gew.-Teile Phthalsäureanhydrid		Kennzahlen:
6,9 Gew.-Teile Maleinsäureanhydrid		ölgehalt 25,09% entsprechend
Kennzahlen:		23,06% Fettsäure
ölgehalt 31,0% entsprechend	30	Säurezahl 11
29,8% Fettsäure		OH-Zahl 145
Säurezahl 6,9		Visk. 50%ig in Xylol 38 Sek.
OH-Zahl 142
Visk. 60%ig in Xylol 74 Sek.		Harz K
	35	316,8 Gew.-Teile dehydratisiertes Rizinusöl
Harz G		238,7 Gew.-Teile Trimethyloläthan entsprechend
282,5 Gew.-Teile Erdnußölfettsäure		86,2 Äquivalent-%
295,4 Gew.-Teile Trimethylolpropan entsprechend		28,7 Gew.-Teile 13- Butylenglykol entsprechend
87,0 Äquivalent-%		13,8 Äquivalent-%
96,0 Gew.-Teile Tetraäthylenglykol entsprechend	40	383,2 Gew.-Teile Phthalsäureanhydrid
13,0 Äquivalent-%		32,6 Gew.-Teile Benzoesäure
319,5 Gew.-Teile Phthalsäureanhydrid		Kennzahlen:
6,6 Gew.-Teile Maleinsäureanhydrid		ölgehalt 33,40% entsprechend
Kennzahlen:	45	31,8% Fettsäure
ölgehalt 31,4% entsprechend		Säurezahl 28
30,0% Fettsäure		OH-Zahl 95
Säurezahl 10,4		Visk. 50%ig in Xylol 239 Sek.
OH-Zahl 135
Visk. 60%ig in Xylol 61,0 Sek.	50	Mit diesen ölmodifizierten Polyestern wurden die
		folgend beschriebenen Polyurethan-Zweikomponen-
Harz H		tenlacke hergestellt. Als Isocyanathärter wurden die folgenden Polyiso
280,4 Gew.-Teile einer verzweigten, gesättigten synthetischen Fettsäure		cyanate benutzt: I. Die 50gew.-%ige Lösung des nach Beispiel 3 der deutschen Patentschrift 12 01992 hergestellten Polymerisats aus Toluylendiisocyanat in Äthylace tat mit einem NCO-Gehalt von 8%.
des Molgewichts 288 301,9 Gew.-Teile Trimethylolpropan entsprechend 86,0 Äquivalent-%	55	II. Ein gemäß Beispiel 1 der französischen Patent
82,4 Gew.-Teile Triäthylenglykol entsprechend 140 Äauivalent-%		schrift 15 10 343 hergestelltes Isocyanurat-Polyiso-
■ 9 f ^* 1 Ul T MA I \j Λ* I » r V 328,5 Gew.-Teile Phthalsäureanhydrid	60	cyanat aus Toluylendiisocyanat und Hexamethylen-
6,8 Gew.-Teile Maleinsäureanhydrid		diisocyanat als 60gew.-%ige Lösung in Butylacetat.
		Der NCO-Gehalt der Härter-Lösung betrug 10,5%.
Kennzahlen:		III. Ein aus drei Mol Toluylendiisocyanat und 1 Mol
ölgehalt 31,0% entsprechend		Trimethylolpropan hergestelltes Präpolymerisat in
29,8% Fettsäure	65	Form einer 75gew.-%igen Lösung in Äthylacetat.
Säurezahl 11,4		Der NCO-Gehalt betrug 13 Gew.-%.
OH-Zahl 136
Visk. 60%ig in Xylol 76 Sek.

ίο

IV. Die 75gew.-%ige Lösung eines gemäß »Methoden der organischen Chemie (Houben — Weyl),G. Thieme Verlag/Stuttgart, 1963, Bd. 14/2. Teil II, Seite 69«, hergestellten aliphatischen Biuret-Polyisocyanats socyanats mit einem NCO-Gehalt von 16,5%.

Die 40% Gesamtbindemittel enthaltenden Lacke wurden auf Glasplatten oder Holzproben durch Spritzen aufgebracht und anwendungstechnisch vergleichend geprüft. Die erhaltenen Resultate sind in den nachstehenden Tabellen aufgeführt.

Beispiel 1

Vergleich von Trocknung, Standzeit, Härte, Schleifbarkeit, Elastizität und Anlösbarkeit von Zweikomponentenlacken unter Verwendung von Härter I bei einem Bindemittelgehalt von 40% und einem Verhältnis NCO/OH von 0,7:1.

Kombi-	Trock	Stand	Pendeln.	Schleif-	Elasti	Anlös
nations-	nung	zeit	A. König	barkeit	*zität)**	barkeit
harz	i. Min.	i. Std.	i. Sek. n. 1 Tag	n. Min.')		nach l^d 3)
A	14	30	71	130	1	333
B	10	21	zu spröde·)	80	3
C	11	23	*zu spröde)**	55	3
D	20	20	165	60	3	2223
E	25	12	167	62	3	0023
F	10	22	*zu spröde)**	80	3
G	19	18	157	60	2	1123
H	12	18	176	60	2	1123
I	22	6	*zu weich)**	45	1
J	15	11	123	120	3	0002
K	13	5	85	40	3	0333

") Nicht meßbar.

G und H sind Harze gemäß vorliegender Erfindung.

') Die Schleibarkeit wurde mit Lacken, die 4% Zinkstearat, berechnet auf festes Bindemittel, enthielten, geprüft

²) Kennzeichnung der Elastizitätswerte: 1= weich, 2 = gut elastisch, 3 = spröde.

³) Kennzeichnung der Anlösbarkeit

Je ein mit Toluol, Butylacetat, Äthylglykolacetat bzw. Aceton getränkter Wattebausch wird 1 Minute auf den Lackfilm aufgelegt und dann der Angriff in der genannten Reihenfolge der Lösungsmittel beurteilt

Es bedeutet:

0 = unverändert

1 = Oberfläche erweicht

2 = erweicht und gequollen

3 = stark angelöst

Beispiel 2

Wie Beispiel 1, jedoch unter Verwendung von Härter II bei einem Verhältnis NCO/OH von 1:1. Der Bindemittelgehalt der Lacke beträgt 40%.

Beispiel 3

Vergleich der Viskositätsanstiege und Standzeiten Viskosität wurde bei 22⁰C im DIN-Becher (4-mm-Düse) von Lackansätzen mit 40% Bindemittelgehalt in gemessen. Butylacetat (NCO/OH = 0,7:1) mit Härter I und II. Die

35

40

45

Kombi	Trock	Stand	Pendeln.	Anlösbar
nations-	nung	zeit	n. König	keit nach
harz	L Min.	i. Std.	i. Sek.	1 Tag, vgl.
			n. 1 Tag	Beispiel 1
A	29	22	81	3333
B	32	24	154	3333
C	31	24	158	3333
D	32	20	147	2223
E	41	14	148	2223
G	31	20	143	2223
H	37	22	150	2223
J	41	13	112	0003
K	33	5	HO	0333

Harz	% OH	Härter I	in see	Stand	Härter II	in see	Stand
		Viskosität		zeit	Viskosität		zeit
			η. 5 Std.	i. Std.		η. 5 Std.	i. Std.
		sofort	20,4	26	sofort	15,2	29
H	4,0	15,4	97,0	10	13,6	19,2	14
J	5,0	19,0	nicht mehr	8	15,2	56	10
K	1.6	24,2	meßbar		18,4

Beispiel 4

Viskosität und Standzeit in Abhängigkeit vom Bindemittelgehalt der Lacke in Butylacetat, (NCO/OH -0,7 :1), hergestellt mit Härter I.

Binde-	Harz	in sec	Stand	J
mittel-	H		zeit
konz.		nach 4	Std. i. Std.	Vi!
	Viskosität	U	>150
		13	47	sol
	sofort	20	24	12
20%	11	240	10	17
30%	12			19
40%	16		93
50%	42

Viskosität in see

n. 4 Std.

Standzeit i. Std.

Viskosität in see

sofort n. 4 Std.

Standzeit i. Std.

*) Nicht mehr meßbar.

80 22 10 5

12 13 24

15

18

350

35

Beispiel 5

Schleifbarkeit unter vergleichbaren Bedingungen von Lacken mit 20% Bindemittelgehalt unter Zusatz von 4% Zinkstearat — berechnet auf Bindemittel — unter Verwendung von Härter I.

NCO/OH 1 :1

0,8:1

Harz A nach 1,5 Std. 4 Std. Harz H nach 20 Min. 22 Min. Harz J nach 40 Min. 50 Min. Harz K nach 30 Min. 70 Min.

Harz

A G
J
K

Trocknung in Min.

160 130 180 140

Standzeit in Std.

77

100

50

30

') Die Trocknung wurde von 90 μ dicken Naßfilmen auf Glasplatten bei Raumtemperatur geprüft.

Beispiel 8

Viskositätsanstieg und Standzeit der 40% Bindemittel enthaltenden Lacke mit Härter IV. Die Lacke wurden mit 0,1% Dibutylzinndilaurat (berechnet auf festes Bindematerial) katalysiert.

Beispiel 6

Viskositäten und Standzeiten von Grundierungen unter Verwendung von Härter I bei einem Bindemittelgehalt von 36%, NCO zu OH = 0,7: 1.

Harz

Viskositätsanstieg in see (DIN-4-Becher)

Standzeit i. Std.

sofort

n. 2 Std n. 4 Std.

Harz H	12	13	14	36
Harz H	13	15	16	16
+4% Zink
stearat¹)
Harz)	14	14	15	20
Harz)	14	16	22	8
+4% Zink
stearat¹)
Harz K	17	19	25	8
Harz K	19	57	*)	4
+4% Zink
stearat¹)

>l Berechnet auf Bindemittelgehait des Lackes. Nicht mehr meßbar.

Beispiel 7

Vergleich von Trocknung¹) und Standzeit der 40% Bindemittel enthaltenden Lacke mit Härter III, NCO/OH = 1:1.

Auslaufzeit in see DIN-4-Becher

sofort n. 3 Std.

Standzeit in Std.

n. 7 Std.

G 13 15,4 18,2 13

J 13,6 22,8 geliert 7

Beispiel 9

Ein pigmentierter Lack (60 Gew.-% TIO₂ berechnet auf Bindemittel) mit einem Bindemittelgehalt von ca. 30% hat bei Vernetzung mit Härter H (NCO/OH = 0,8 :1)folgende Eigenschaften:

45	Harz G, 75%ig in Xylol	1333	— Gew.-Teile
	Harz 1, 75%ig in Xylol	—	133,3 Gew.-Teile
	Celluloseacetobutyrat	5,0	5,0 Gew.-Teiie
	niedrigviskos, 20%ig in
	Butylacetat
50	Titandioxid	86,6	96,0 Gew.-Teile
	Äthylglykolacetat	60,0	65,0 Gew.-Teile
	Methylisobutylketon	60,0	65,0 Gew.-Teile
	Äthylacetat	60,0	65,0 Gew.-Teile
55	Toluol	36,8	45,7 Gew.-Teile
	Härter II	74,0	100,0 Gew.-Teile
	Trocknung¹)	22'	47'
60	Viskosität
	sofort	12"	13"
	nach 4^h	14"	16"
	nach 6^h	14"	18"
	Standzeit	23h	12·'

Trocknung wurde wie in Beispiel 7 bestimmt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Überzügen unter Verwendung von Zweikomponenten-Polyurethanlacken auf Basis von

1. Polyisocyanaten und

II. hydroxylgruppenaufweisenden Polyestern aus

a) trocknenden, halbtrocknenden oder nichttrocknenden ölen bzw. den diesen ölen ι ο zugrunde liegenden Fettsäuren, Dicarbonsäuren sowie gegebenenfalls anderen Monocarbonsäuren und

b) zwei- und höherwertigen Alkoholen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Alkohol-Komponente der hydroxylgruppenaufweisenden Polyester einschließlich des gegebenenfalls in Form des verwendeten Öls eingeführten Glycerins zu 10—30 Äquivalentprozent aus mindestens 2 Äthersauerstoffbrücken aufweisenden Glykolen mit 6—14 Kohlenstoff atomen besteht.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als mindestens 2 Äthersauerstoffbrükken aufweisende Glykole Tri- und/oder Tetraäthylenglykol verwendet werden.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyisocyanate isocyanuratgruppenaufweisende Polyisocyanate verwendet werden.

30