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Verfahren zur Verzögerung der Umsetzung von miteinander an der Luft
reagierenden Bestandteilen.
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In der Technik sind Anwendungen solcher chemischer Substanzen bekannt,
die sich an der Luft sehr schnell miteinander umsetzen. Obgleich dies auf vielen
technischen Gebieten erstrebt wirt können derartige Umsetzungen zu erheblichen Schwierigkeiten
führen. Man muß daher in solchen Fällen bis zum Augenblick ihrer unmittelbaren Anwendung
die Substanzen in getrerLlten Vorratsgefäßen aufbewahren und die Stoffe dann erst
am Ort ihrer unmittelbaren Verwendung miteinander vermischen Dann erst kann man
sie an der Luft wie gewünscht schnell miteinander reagieren lassen, was dann meistens
innerhalb von 24 Stjden, in vielen Fällen auch innerhalb von 8 Stunden und weniger
, in Sonderfällen innerhalb weniger Minuten, erfolgt.
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Die Frage der Lagerung und Vermischung von schnell miteinander reagierenden
Stoffen hat insbesondere in der Lackindustrie Probleme geschaffen, da es Lacke gibt,
deren Bestandteile bis zum Augenblick vor ihrer unmittelbaren Anwendung getrennt
gehalten werden müssen. Die anschließende Vermischung muß dann so durchgeführt werdenß
daß während des Mischvorganges keine Verdickung eintritt. Aus diesem Grund hat man
in jenen Fallen, in denen die Lackkomponenten, berings durch ihre Reaktionsfreudigl{eit,
an der Luft zu schnell
reagieren, also eine zu kurze Topfzeit aufweisen,
von einem Aufspritzen auf Unterlargen entweder abgesehen oder aus Spraydosen bzw.
Sprühpistolen aufgespritzt, bei den die Komponenten bis unmittelbar vor dem Austritt
aus dem Sprühgerät in getrennten, im Innern des Gefäßes liegenden Abteilungen untergebracht
waren. Bin entsprechendes Gerät ist z.B. in der OS 1 931 751 beschrieben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe z-ugrunde, die Anwendung und insbesondere
das Aufspritzen von miteinander an der Luft schnell reagierenden Stoffen zu erleichtern
und auf einfache Weise die Mischung der Bestandteile auf mehrere Monate lagerfähig
und spritzbar zu halten.
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Die Erfindung geh-t aus von einem Verfahren zur Verzögerung der Umsetzung
von miteinander an der Luft innerhalb von 24 Stunden, insbesondere 8 Stunden, reagierenden
Bestandteilen, insbesondere von Lackkomponenten.
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Kennzeichnend ist, daZj man ein Gemisch der Bestandteile in einem
geschlossenen Gefäß unter einem Gasdruck aufbewahrt, der von verflüssigten Gasen,
insbesondere Butan, Dichlordifluormethan,
Dichlortetrafluoräthan, Propan und Vinylchlorid geliefert wird.
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Nach einer Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung bringt man
die Gase und ihre Gemische gemeinsam mit den miteinander reagierenden Bestandteilen
zwecks Versprühung derart in geschlossenen Behältern unter, daß die Gase mit den
Bestandteilen in Berührung stehen.
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In sehr einfacher Weise kann man vom Verfahren der Erfindung Gebrauch
machen, indem man sich bekannter Sprühdosen für diesen Zweck bedient, die das Vermögen
bestimmter chemischer Stoffe ausnutzen, sich durch Wärme um mehr als das 100-fache
ihres Volumens auszudehnen, wodurch der Sprühdruck:
entsteht. Die
Zeichnung zeigt schematisch einen Schnitt durch eine solche Sprühdose. Dabei kann
in vielen Fällen das Treibgas gleichzeitig Lösungsmittel für Lackkomponenen sein.
Eine solche Sprühdose besteht beispielsweise aus einen druckfesten Metallbehälter
5 der ggf. innen eine Schutzlackierung aufweist.
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In dei Zeichnung stellt a) einen Sprühkopf dar und b) das Steigrohr.
Das über dem Lack-Treibgas-Gemisch d) befindliche Druckgas c) drückt dann das Gemisch
d) durch das Steigrohr zum Sprühkopf a).
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Durch die Erfindung wird es möglich, sehr schnell mit eine ander reagierende
Stoffe bei Anwendung der erfindungsgemäß für die Gasdrucklieferung im Gefäß anzuwendenden
Substanzen (Butan usw.) auf Monate hinaus an der Umsetzung zu hindern und sie in
entsprechenden Gefäßen sehr lange lagerfähig zu halten, wobei die Stoffe in den
Gefäßen selbst als Mischung vorliegen und nicht etwa in getrennten Abteilungen untergebracht
sein müssen.
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Das Verfahren der Erfindung hat sich besonders bewährt für Gcmische
von Lackkomponenten des Desmophen-Desmodur-Polyurethanlacktyps. Dabei soll der Bestandteil
a) aus höhermolekularen Polyestern oder Polyäthern vom Alkydharztyp mit funktionellen
Hydroxylgruppen (Desmophen) und der Bestandteil b) aus Diisocyanaten, Triisocyanaten
und Polyisocyanaten (Desmodur) bestehen.
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Nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung ist
der Bestandteil a) ein hochmolekularer Phthalsäurepolyesteralkohol und der Bestandteil
b) ein aliphatisches Biurettriisocyanat. Sehr gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn
der Polyesteralkohol ein Polymeres aus 13 Molen Adipinsäure, 2 Molen Glycerin und/oder
Hexantriol
und/oder Trimethylolpropan sowie 3 Molen Butylglykol
ist, während der Bestandteil b) ein aliphatisches Biurettriisocyanat ist.
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Für das Verfahren der Erfindung hat es sich auch bewährç, eine Mischung
aus a) aus einem Polyesteralkohol von 13 Molen eines Phthalsäureanhydrid und Adipinsäuregemisches
und b) einem aliphatischen Biurettriisocyanat anzuwenden.
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Nach einer weiterel pusführungsform der Erfindung liegen im Gemisch
Lackkomponenten fUr die Gewinnung von Polyacrylsäure/Polymethacrylharze vor, wobei
Bestandteil a) aus ArylsSuremethyl, -äthyl- oder butylester sowie Methacrylsäuremethylester,
insbesondere aus einem Polymeren des Acrylsäure-2-äthylhexylesters besteht.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist a) ein Mischpolymeres
aus Styrol und einem Acrylsäurealkylester mit vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
im Alkylrest und b) ein aliphatisches Diisocyanat.
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Die nachstehenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung.
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Soweit nichts anderes angegeben, sind alle Mengenangaben als Gewichtsangaben
zu verstehen.
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Beispiel 1 In einem Reaktionsbehälter wurden 9,1 Teile eines 1 : 1-Ge
misches von Xylol und aromatenreichem Testbenzin, 2,5 Teile Tetralin und 13,3 Teile
Butylacetat als Lösungsmittel mit einander vermischt und anschließend ein Nischpolymeres
von Styrol und Acrylsäuremethylester (16,7 Teile) unter starkem Rühren zugegeben.
Das Rühren wurde bis zur Ausbildung e:iner vüllig homogenen Lösung des hydroxylgruppenhaltigen
Mischpolymerisats fortgesetzt, Bestandteil A (Stammlack).
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In einem anderen Reaktionsbehälter wurde die Reaktionskomponente B
zubereitet, indem man 1,7 Teile Butylacetat, 2,2 Teile Glykolätheracetat und 1,6
Zeile Xylol als Lösungsmittel vorlegte und danach after starkem Rühren eine 75 %-ige
Lösung des Desmodur # (aliphatisches Biurettriisocyanat) enthaltend 2,9 Teile Feststoff,
einarbeitete.
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Auch Wier wurde bis zur Ausbildung einer völlig homogenen Lösung gerührt,
Bestandteil B (Reaktionskomponente).
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Der Stammlack A wurde dann vorsichtig mit der Reaktionskomponente
B vermischt und in der Mischung eine Viskosität von etwa 18 bis 20 Sek. eingestellt,
gemessen im DIN A 4-Becher mit einer 4 mm-Ausläufdüse entsprechend DIN-Vorschrift
53 211. Die Einstellung der Viskosität erfolgte unter Zusatz eines 1 : l-Gemisches
von Xylol und arómatenreichem Testbenzin.
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Die Mischung wurde in zwei Teile aufgeteilt, wobei Proben des Anteils
1 an der luft stehengelassen wurden, während man Proben des Anteils 2 innerhalb
einer Stunde nach Zubereitung
in Druckdosen einfüllte, wonach man
Vinylchlorid aufgabe, was sowohl in der Kälte als auch unter Druck mög lich war.
Dabei wurden auf 50 Teile der Mischung von A und B etwa 50 Teile Vinylchlorid angewandt.
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Ergebnis: Bei den an der Luft stehengelassenen Proben entsprechend
Anteil 1 zeigte sich nach der Vermischung eine stetige Zunahme der Viskosität, die
im Verlauf von 8 - 12 Stunden in Abhängigkeit von der Lagertemperatur zum völligen
Erhärten führte, so daß das Produkt nicht mehr als Lack verarbeitet werden konnte.
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Die unter Vinylchlorid in die Sprühdose gefüllten Proben entsprechend
Anteil 2 verblieben länger als 6 Monate verarbeitungsfähig, da die Umsetzung der
beiden Mischungsbestandteile A und B blockiert würden war. Die Reaktiorsfähigkeit
blieb in vollem Umfang erhalten und setzte z.B.
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beim Aufstreichen des Materials oder beim Aufsprühen sofort ein, woraus
sich ergab, daß nur eine vorübergehende Blockierung aufgetreten war.
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Beispiel 2 Das Beispiel betrifft ein Gemisch von hydroxylgruppenhaltigem
Polyester mit einem aliphatischen Biurettriisocyanat.
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Analog Beispiel 1 wurde zunächst ein Lösungsmittelgemisch vorgelegt,
das aus 11,6 Teilen Glykolätheracetat, 5,7 Teilen eines 1 : l-Gemisches von Xylol
und aromatenreichem Testbenzin sowie 1,6 Teilen Cyclohexanon bestand. In dieses
Lösungsmittelgemisch wurde ein hydroxylgruppenhaltiges Polyäthylenterephthalat vom
Typ Desmophen 650 eingearbeitet und bis zur Ausbildung einer homogenen Lösung intensiv
gerührt, Bestandteil A (Stammlack).
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In einem zweiten Behälter wurde ein Lösungsmittelgemisch vorgelegt,
das aus 2,1 Teilen Glykolätheracetat und 2,2
Teilen Xylol bestand.
In dieses Lösungsmittelgemisch wurden 12,5 Teile eines aliphatischen Biurettriisocyanats
(Desmodur N) bis zur Ausbildung einer homogenen Lösung eingerührt, Bestandteil B
(Reaktionskomponente).
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Die Bestandteile Ä und B- wurden vorsichtig miteinander vermischt
und eine Viskosität von 18. bis 20 Sek., gemessen wie in Beispiel 1, eingestellt.
Dann wurden mehrere Proben des Produktes an der Luft stehengelassen, (Proben 1),
während man die anderen Mischungsproben (Proben 2) an der Luft innerhalb von 1 Std.
in Druckdosen einfüllte und Vinylchlorid in der Kälte oder auch un-ter Druck aufgab.
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Auf 50 Teile der Mischung von A und B wurden etwa 50 Teile Vinylchlorid
angewandt.
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Ergebnis: Bei den an der Luft stehengelassenen Proben begann die Umsetzung
unter stetigem Zunehmen der Viskosität und war im allgemeinen bereits nach 6 Stunden
beendet, wonach ein nicht mehr: verarbeitbares Produkt vorlag. Die in der Sprühdose
unter Vinylchlorid aufbewahrten Proben ließen sich noch nach 3 Tagen Lagerung einwandfrei
verarbeiten, woraus sich ergab, daß nur eine vorübergehende Blockierung der Reaktionsfähigkeit
aufgetreten war.
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Beispiel 3 In einem Reaktionsbehälter wurde- eine Lösungsmittelmischung
von 3,6 Teilen Butylacatat, 3,7 Teilen eines 1 : l-Gemisches von Xylol und aromatischem
Testbenzin und 6 Teilen Glykolätheracetat vorgelegt. Unter intensivem Rühren wurden
20 Teile eines Glycidylpolyäthers von 2,2-bis-(4-Oryphenyl)-propan mit durchsdnittlich
1,1 bis 2,0 Epoxydgruppen je Molekül und einem mittleren Molekulargewicht von etwa
900 eingerührt. Das starke Rühren wurde so lange fortgesetzt, bis eie völlig homogene
Lösung ausgebildet war.
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(Bestandteil A (Stammlack).
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In einem zweiten Behälter wurde eine Mischung von 2,1 Teilen Glykolätheracetat
und 2,1 Teilen Xylol vorgelegt und die 75 %-ige Lösung des aliphatischen Biurettriisocyanats
mit 12,5 % Feststoff eingerührt, bis eine völlig homogene Lösung entstanden war.
Bestandteil B (Reaktionskomponente).
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Stammlack A und die Reaktionskomponente B wurden vorsichtig miteinander
vermischt und wie im Beispiel 1 angegeben auf eine Arbeitsviskosität von 18 bis
20 Sek. eingestellt.
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Einige Proben der Mischung wurden dann an der Luft stehengelassen
(Proben 1), während andere Proben an der Luft innerhalb von 1 Std. in Druckdosen
eingefüllt und auf je 50 Teile der Mischung 50 Teile einer Mischung verflüssigter
Gase aufgegeben wurde (Proben 2). Diese Mischung bestand aus 25 Teilen Vinylchlorid,
9,3 Teilen Trichlorfluormethan und 15,7 Teil cm Dichlordifluormethan.
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Ergebnis: Bei den an der Luft gelagerten Proben 1 setzte nach der
Vermischung der Bestandteile eine Reaktion ein, die nach etwa 7 - 10 Stunden, X
j-e nach Lagertemperatur, zum vülligen Aushärten führten. Die ausgehärteten Produkte
ließen sich nicht mehr als Lack verarbeiten.
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Die unter einer Mischung von chlorierten Kohlenwasserstoffen in Druckdosen
eingefüllten Proben 2 hatten noch nach einer Lagerung von 4 Monaten praktisch die
gleiche Viskosität und ließen sich bequem als Lack auf Unterlagen aufbringen, beispielsweise
durch Aufsprühen oder Aufstreichen. Es war also durch die Maßnahmen der Erfindung
eine nur vorübergehende Blockierung der Reaktionsfähigkeit eingetreten.