DE2248900B2 - Verfahren zur Herstellung von Überzügen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Überzügen

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Description

Teer-Epoxyharz- oder Teer-Polyurethanharz-Beschichtungsmassen werden in großem Umfang als wasserabweisende und korrosionshemmende Beschichtungsmassen für Baumaterialien, Gefäße aus Eisen und anderen Materialien, Instrumente. Apparate. Stahlrohre und Gebäude in Meeresnähe verwendet, da sie chemisch beständig, flexibel, gut haftend, abriebfest und billig sind. Diese Beschichtungsmassen enthalten jedoch als Teerkomponente im Bindemittel üblicherweise 40 bis 75 Gewichtsprozent Kohlenleer. Kohlenteerpech oder Petroleumasphalt und sind deshalb wegen der schwarzen Farbe des Teeres nicht färbbar. Wegen der mangelnden Reaktionsfähigkeit der Teerkomponente mit der Harzkomponente weisen sie eine langsame Aushärtungsgeschwindigkeit auf und machen ihre Handhabung schwierig. Außerdem sind in der Teerkomponente toxische Stickstoffverbindungen und carcinogene Benzpyrene enthalten. Schließlich weist das ausgehärtete Beschichtungsmaterial den Nachteil auf, daß es beim Erwärmen weich wird.
In der USA.-Patentschrift 2 889 305 ist eine Be-Fchichtungsmasse beschrieben, die ein Epoxyharz, übliche Zusätze und ein Kohlenteeröl enthält. Aus der USA.-Patentschrift 3 390 119 sind Beschichtungsmassen bekannt, die ein Polyurethan, übliche Zusätze und ein Teeröl auf Erdölbasis enthalten. Diese Teeröle enthalten praktisch keine sauerstoffhaltigen. reaktiven Gruppen. Ihre Reaktionsfähigkeit mit den Epoxyharzen bzw. den Polyurethanen ist daher relativ gering, so daß die Eigenschaften der überzüge zu wünschen übrig lassen. Insbesondere nimmt bei steigendem Teerölanteil die Neigung zum Durchbluten zu (vgl. Desmodur/Desmophen-Teerkombinationen, Firmenschrift der Farbenfabriken Bayer AG. S. 71).
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von einfärbbaren überzügen durch Umsetzung eines teerhaltigen Bindemittels mit einem ("> Härter in Gegenwart eines Extenders und eines Lösungsmittels zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweisen. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
Der Erfindung liegt die Feststellung zugrunde, daß sich ein bei der Herstellung von Cresolen aus Cymol anfallendes Teeröl ausgezeichnet als Teerkomponentc des teerhaltigen Bindemittels eigiiet.
Ge-enstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren /ur Herstellung von überzügen unter V'erwendun» eines Extenders, eines Lösungsmittels und eines Bindemittels, das ein Epoxyharz, einen Ilaner und ein Teeröl oder ein Polyisocyanat, eine Hulmxylverbinduns! und ein Teeröl enthält, das dadurch gekennzeichnet ist. daß man als Teerprodukt ein bei der Hersteiluii" von Cresolen aus Cymol anfallendes Teeröl mil einem Siedepunkt von über 200 C in Men-en von 30 bis 70 Gewichtsprozent, bezogen auf d-is Gesamttiewichi des Bindemi'.tels oder auf das Gesamtgewicht vor. Polyisocyanat und Hydroxylverbindung, verwendet.
Im erfindunssaemäßen Verfahren können tür bisherige Teer-Epoxyharz- oder Teer-Polyurethanharz-Beschichiungsmassen übliche Extender und Lösungsmittel verwendet werden. , n u ..,,...„
Das eriindunesuemäß verwendete Cresolteerol lallt •ii; Destillationsrückstand bei der Herstellung von Cr'esolen nach dem sogenannten Cymolverfahreii an. Bei diesem Verfahren wird Cymol zu Cymolhuiroperoxid oxuliert und zu einem Reaktionsgemisch gespalten, das Aceton uno Cresol enthält. Nach dem Entfernen von niedrigsiedenden Verbindungen, wie Aceton nichtumgesetztemCymol,Dimethylstyrol und schließlich Cresol durch Destillation erhält man als [Willationsrückstand einen Teer, der im erfindungsoemäßen Verfahren verwendet wird. Der Destillationsrückstand ist ein Gemisch aus hochsiedenden Verbindungen, mit Siedepunkten von über 200 C/ 760 Torr, vorzugsweise über 260° C/760 Torr. Diese Verbindungen können phenolische und alkoholische Hvdroxyl-"Acetyl- und Aldehydgruppen enthalten. Die im Bereich von 2000C, vorzugsweise 260 bis W C gewonnene Fraktion ist weiß bis leicht gefärbt, während die Fraktion über 35O°C, die in der Praxis durch Destillation bei niedrigeren Temperaturen unter vermindertem Druck gewonnen wird, schwachgelb bis schwachbraun gefärbt ist. Diese Fraktionen können deshalb zur Herstellung von einfärbbaren überzügen verwendet werden. Die restliche Fraktion, d. h. der pechartiee Rückstand, kann nach Lösen in einem omanischen Lösungsmittel, wie einem aromatischen Lösunesmittel, z. B. Benzol, Toluol oder Xylol, oder aus Kohlenteer gewonnenem Anthracenöl, zur Herstellung von schwarzen Beschichtungsmassen verwendet werden.
In der Beschichtungsmasse der Erfindung kann ein zur Herstellung von bekannten Teer-Epoxyharz-Beschicntungsmassen übliches Epoxyharz verwendet werden, das im Cresolteer löslich ist. Beispiele für Härter sind Amine, Aminaddukte und Polyamide, die üblicherweise für Epoxyharze verwendet werden.
Das Mischungsverhältnis von Epoxyharz zum Härter kann je nach Aushärtungsfähigkeit und Topfzeit bestimmt werden.
Das Cresolteerol kann nach bei der Herstellung von bekannten Teer-Epoxyharz-Beschichtungsmassen üblichen Verfahren zugemischt werden. Gegebenenfalls kann das Bindemittel außer den wesentlichen Bestandteilen, d. h. Epoxyharz, Härter und Cresolteerol, auch Pigmente, Füllstoffe und bzw. oder organische Lösungsmittel enthalten.
Beispiele für Polyisocyanate sind Toluylendiisocyanat, 1,5-Naphlhalindiisocj/anat, 4.4'-Diphenylmethandiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, XyIyle.idiisocyanat und Polymethylenpolyphenylendiisocyanat. Beispiele für Hydroxylverbindungcn sind
polyester, Ricinusöl und Tallöl. Besonders bevorzugt sind die in Kobunshi Kako. Bd. I') (1 L)7ü). S. 734. beschriebenen Polyalkylenoxide.
Die Hydroxylverbindung wird in einer Menge von O.X bis 2,0 Äquivalenten, vorzugsweise 1 Äquivalent s zu den im Polyisocyanai enthaltenen Isocyanatgruppen (— NCO) verwendet. Das Bindemittel kann außerdem Füllstoffe, organische Lösungsmittel, organische Zinnverbindungen. Antioxidationsmittel und UV-Absorber enthalten.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können verschiedene Materialien, wie Baumaterialien, Gefäße aus Eisen oder anderen Stoffen, Instrumente. Apparate, Stahlrohre und Gebäude in Meeresnähe nach üblichen Beschichtungsverfahren, wie Aufstreichen oder Aufspritzen, beschichtet werden, wodurch sie wasserdicht und korrosionsbeständig gemacht werden. Die erfindungsgemäß hergestellten überzüge haben keine Neigung zum Durchbluten.
Die Bespiele erläutern die Erfindung. Alle Teiiangaben beziehen sich auf das Gewicht.
Beispiel 1
|A) Ein Gemisch aus 40 Teilen Epoxyharz mit einem hpo\\-Äquivalentgewicht von 500. 40 Teilen Talcum,
10,6 Teilen Xylol und 9,0 Teilen sek.-Butanol wird dreimal durch eine Walzenmühle gegeben, um das Talcum gut im Gemisch zu dispergieren. Das erhaltene Gemisch wird mit einem Gemisch aus 16,0 Teilen eines Polyamid-Härters und 67,2 Teilen Cresolteer (durchsichtig blaßgelbe Flüssigkeit vom Kp. 260 bis 350'C; spezifisches Gewicht 1,019) vermischt. Mit der erhaltenen Beschichtungsmasse wird eine Platte aus weichem Stahl von 0,8 mm Starke und einer Größe von 7,5 χ 15 cm mit einer Beschichtungsdicke von 200 μ beschichtet.
(B) Gemäß Beispiel 1 (A) wird unter Verwendung von Cresolteer (braune Flüssigkeit vom Siedepunkt über 260 C) als Teerkomponente eine Beschichtungsmasse hergestellt. Eine Platte aus weichem Stahl wird mit dieser Masse beschichtet.
Zum Vergleich wird eine Beschichtungsmasse gemäß Beispiel 1 (Ä\ unter Verwendung von Kohlenteeröl a\s Teerkomponente hergestellt. Mit dieser Beschichtungsmasse wird ebenfalls eine Platte aus weichem Stahl beschichtet.
Die so erhaltenen beschichteten Platten werden 7 Tage stehengelassen und anschließend verschiedenen Untersuchungen unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle I wiedergegeben.
Tabelle I Beispiel
Topfzeit bei 25 C. S»d.
Erforderliche Zeit bis zum Frreichen der Fingertrockenheit bei 25 C, Std.
Zur Aushärtung erforderliche Zeit bei 20 C, Std.
Querschnitt
Chemische Beständigkeit
Säurebeständigkeit 10% H2SO4-Lösung
Alkalibeständigkeit 10% NaOH-Lösung
Wasserabweisung
Beständigkeit gegen Besprühen mit Salzwasser,
300 Std.
Härte des Films
Farbe des Films
Oberfläche
KA) HB I (B) HB Braun Vergleich H
24 Schwachgelb 24 kein Durch 24 Schwarz
6 kein Durch 6 bluten 10 Durchbluten
36 bluten 36 36
100/100 100/100 100/100
keine Verände keine Verände gequollen
rung nach 1 Mo rung nach 1 Mo am 15. Tag
nat nat
keine Verände keine Verände gequollen
rung nach I Mo rung nach 1 Mo am 20. Tag
nat nat
keine Verände keine Verände keine Verände
rung nach 1 Mo rung nach 1 Mo rung nach 1 Mo
nat nat nat
keine Verände keine Verände Abgeschält
rung rung durch Rostbil
dung
Beispiel 2
40 Teile Mittelfraktionen von Cresolteer mit einem Siedebereich von 260 bis 35O°C (durchsichtig blaßgelbe Flüssigkeit; spezifisches Gewicht (d 25/4) 1,019), 40 Teile Titanweiß, 35 Teile eines Polyalkohole (Viskosität 670Cp/25°C) und 20 Teile 4,4'-Diphcnylmethandiisocyanat werden gleichmäßig vermischt. Mit der erhaltenen Überzugsmasse wird eine Platte aus weichem Stahl von 0,8 mm Stärke und einer Größe von 7,5 χ 15 cm beschichtet, wobei die Dicke der Schicht 200 μ beträgt.
Zum Vergleich wird auf die gleiche Weise eine Beschichtungsmasse unter Verwendung von weißem Teer als Teerkomponente hergestellt und zum überziehen einer Platte aus weichem Stahl verwendet.
Die so beschichteten Platten werden 7 Tage stehengelassen und dann verschiedenen Untersuchungen unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle II aufgerührt.
Teer
Oberfläche
Hiirte
Querschnitt-Test
Erichsen-Test
Chemische Beständigkeit Säurebeständigkeit, 5% HCl .. .
Alkalibeständigkeit, 5% NaOH Farbe des Films
Am 1. Tag
Nach 2 Taaen Belichtung ...
Tabelle II
Cresülieer
gut: kein Durchbluten
25/25
6 mrn oder höher
gut gut
Blaßgelblichweiß Blaßcelb
Weißer Teer
klebrig, starkes Durchbluten HB
25/25 2 mm
gut gut
Blaßgelblichbraun Dunkelgelblichbraun
Beispiel 3
35 Teile Cresolteer (braune Flüssigkeit; spezifisches Gewicht (d 25 4), 1,047; K. 230 ode- höher: Angler-Viskosität (50 20). 3). 25 Teile eines Polvalkohols (Viskosität 070 Cp-25), 30 Teile Talcum und 15 Teile Toiuyiendiisucjanal werden gleichmäßig vermischt. Mit der erhaltenen Beschichtungsmasse werden Platten aus weichem Stahl der gleichen Abmessungen wie im Beispiel 1 in einer Schichtdicke von 200 μ beschichte ι.
Zum Vergleich wird iiui" die gleiche Weise eine Beschiehiungsmasse unter Verwendung von Kohlenteer als Teerkomponente hergestellt und zur Beschichtung einer entsprechenden Stahlplatte verwendet.
Die so beschichteten Platten werden 7 Tage stehengelassen und anschließend untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle III aufgeführt.
Tabelle Iiί
Teer
Oberfläche
Härte
Querschnitt-Test
Erichsen.-Test
Chemische Beständigkeit Säurebeständigkeit, 5% HCl...
Alkalibeständigkeit, 5% NaOH Farbe des Films
Cresolteer
gut, kein Durchbluten
6 mm oder höher
gut
gut
Dunkelbraun
Kohleteer
einigermaßen gut, leichtes Durchbluten
HB
25/25 4 mm
gut gut Schwarz

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung von Überzügen unter Verwendung eines Extenders, eines Lösungsmittels "> und eines Bindemittels, das ein Epoxyharz, einen Härter und ein Teeröl oder ein Polyisocyanai. eine Hydroxylverbindung und ein Teeröl enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man als Teeröl ein bei der Herstellung von Cresolen aus Cymol anfallendes Teeröl mit einem Siedepunkt von über 2000C, in Mengen von 30 bis 70 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bindemittels oder auf das Gesamtgewicht von Polyisocyanat und Hydroxylverbindung, verwendet.
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