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Reaktionsprodukte von Aluminiumverbindungen Die Erfindung betrifft
neue Reaktionsprodukte von Aluminiumverbindungen sowie Überzugs- und Forminassen,
die diese Reaktionsprodukte enthalten.
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Die Verwendung von aluminiumorganischen Verbindungen, wie z.B. den
Alkylaten, ihren direkten Substibutionsderivaten und den
weniger
direkten Oxoaluminiumacyloxyd-Derivaten als Zusätze für Anstriche und Druckerfarben
ist an sich bekannt, obwohl die Art und Weise, in der sie funktionieren, noch nicht
ganz klar ist. Es wird, einfach ausgedrückt, angenommen, daß di.e beispielsweise
einer Alkydharziösung zugesetzten Aluminium alkylate auf Grund ihrer Substitutionsreaktion
mit Hydroxyl-, Carboxyl- und möglichen anderen reaktiven Gruppen, die in der Alkydharzmolekül
verfügbar sind, wie z.B. Hydroperoxyd- und aktiven Mehylengruppen, zu einer Erhöhung
der Struktur des Mediums führen, wie es in der folgenden Figur 1 gezeigt ist: Figur
1
Eine kleine Menge eines solchen Komplexes hat einen ausgeprägten
Einfluß auf die Mobilität des Mediums, so daß nur sehr wenig Aluminiumalkylat in
einer Menge von nur 1 % erforderlich ist, um eine deutliche Erhöhung der Struktur
des Mediums zu bewirken. Obwohl geringe Mengen der Aluminiumverbindungen ausreichen,
um die Struktur des Anstriches oder der Farbe, dem bzw, der sie zugesetzt werden,
günstig zu beeinflussen, haben sie keine größeren Einfluß auf die anderen Eigenschaften
des Überzugs oder der Farbe. Größere Zugabemengen haben sich im allgemeinen als
nicht-akzeptabel erwiesen wegen der Schwierigkeiten beim Auftragen von stark strukturierten
Anstrichen oder der Unzweckmäßigkeit einer übermäßigen Verdünnung, die erforderlich
ist, um dem Effekt der Strukturierung entgegenzuwirken. Anderer seits kann die Oxoaluminiumverbindung
anstatt als Zusatz zum Strukturieren eines trocknenden Öles oder eines harzartigen
Mediums für einige Anwendungszwecke mit Erfolg als einzige nichtflüchtige Romponente
von Oberflächenüberzügen verwendet werden.
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Für die Behandlung von Mauerwerk, Bauholz und anderen porösen Materialien
wird in großem Umfange Oxoaluminiumstearat verwendet, um sie wasserabstoßend zu
machen. Es ist in nicht-polarQn Lösungsmitteln leicht löslich und hat in Form einer
60%igen Lösung in Testbenzin (Terpentinersatz) eine Viskosität von etwa 2 Poise.
Wenn es jedoch stärker verdünnt und aufgetragen wird, addiert sich das Wasser in
der Atmosphäre oder in dem Substrat an die Oxoaluminiumverbindung unter Bildung
der Dihydroxyverbindungen, die sich zu einem charakteristischen wasserabstoßenden
Gel assoziieren (vgl. Fig. 2).
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Figur 2
Die Gelbildung erfolgt - schnell und wenn es innerhalb eines porösen Substrats,
wie z.B. in Stein oder beton, gebildet wird, ist es ausreichend fest, um als kohärenter
wasserabstoßender Überzug zu fungieren. Auf nicht-porosen Substraten treten jedoch
sehr bald Mängel in der Filmfestigkeit auf. Durch Ersctzeu des gesättigten Stearatrestes
durch den ungesättigten tinoleatrest ist es möglich, der Koordinatgelstruktur eine
kovalente Polymerisation zu überlagern und dadurch einen Film mit einer größeren
Härte und Lösungsmittelbeständigkeit zu erhalten, der jedoch hinsichtlich seiner
Flexibilität und Schlagfestigkeit beschränkt ist. Die viel-versprechenden Merkmale,
die mit die ser Kombination von Koordinatassoziation und kovalenter Polymerisation
in einem einzigen Beschichtungssystem erhalten werden, haben zu der Ansicht geführt,
daß Medien, die das Pxoordinationspotential des Aluminiumatoms einführen und das
kovalente Polymerisationspotential der mit einem trocknenden Öl modifizierten Polyesterstruktur
beibehalten, einen wesentlichen Fortschritt in der Oberflächenbeschichtungstechnologie
bedeuten wurden.
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Wenn man die Umsetzung zwischen Aluminiumverbindungen, wie z.B.
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den Alkylaten, und Beschichtungsmedien, wie z.B. den an der Luft trocknenden
Fettalkydharzenfbetrachtet, muß berücksichtigt werden,
daß beide
Reaktanten wechselseitig polyfunktionell sind und daß der Verlauf der Umsetzungen
und die Art der Endprodukte der Umsezung durch Umkehr des Reaktanten-Additionsverfahrens
geändart werden können. Unter Verwendung der Aluminiumverbindung als Zusatz. wäre
es normal, wenn sich das Alkylat auf die be schriebene Weise und unter Eryielung
der angegebenen Ergebniss an das Alkydharz addieren würde. Wenn man jedoch das Alkydharz
als Zusatz ansieht und dns Verfahren umkehrt, kann das Aluminiumalkylat daran gehindert
werden, als Verntzungsmittel zu fungieren, indem sichergestellt wird, daß jedes
Aluminiumalkylatmolekül durch nicht mehr als eine der in jedem Alkydmolekül vorhandenen
verschiedenen Hydroxyl- oder Carboxylgruppen substituiert wird. Das Reaktionsprodukt
ist dann derart, wie es in der folgenden Fig. 3 schematisch dargestellt ist.
| A1(OR) |
| Figur 3 3 |
| OH |
| (RO) 3A1+HO 9 oH+Al(OR)3 |
| 3 |
| OH |
| Al(OR)3 |
| ROH |
| RO : OR |
| XAl |
| Si |
| RU ORT |
| R ru zu /ob R |
| O...Al-O A O-Al...O |
| II \ H |
| RO 10 OR |
| I |
| 9 |
| RO , OR |
| | 309881/1 |
| ROH |
Wenn dann der kombinierte Effekt der an dem Aluminiumatom befestigten
Reste der ist, eine sterisch wirksame Abschirmung gegenüber Koordinationsgruppen
zu erzielen, sollte der Aluminium-Alkydharz-Komplex bei der Lagerung stabil bleiben.
Wenn anderenseits der Komplex Bedingungen ausgesetzt wird, welche den Ersatz eines
oder mehrerer der sterisch schützenden Reste durch Substituenten erlauben, insbesondere
die Hydroxylgruppe, die durch Verminderung des sterischen Schutzes ermöglich, daß
sich die Aluminiumverbindung in der für sie charakteristischen Weise assoziiert,
wird das flüssige Produkt schnell in eine Gelstruktur umgewandelt (vgl. Fig 4).
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Figur 4
Diese Theorie stimmt mit den Ergebnissen einer Reihe von Experimenten überein, die
durchgeführt werden unter Verwendung eines Alkydharzes und eines anderen Öls und
harzartiger Medien als Zusätze zu Aluminiumisopropylat und Derivaten von Aluminiumisopropylat,
in denen die Isopropylatgruppen durch andere geeignete Alkylate, Acyloxyde und Phenolatreste
ersetzt worden sind.
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Obwohl es möglich ist, durch direkte Umsetzung zwischen dem Alkydharz
und Aluminiumsopropylat oder anderen der niederen Alkylate von Aluminium, welche
die erforderlichen sterischen Eigenschaften besitzen, aluminiumsierte Medien herzustellen,
die lagerungsbeständig sind, sind die Reaktionsprodukte gegenüber Wasser so empfindlich,
daß der aufgebrachte Film durch Umsetzung mit atmospärischer Feuchtigkeit oder Feuchtigkeit
in dem Substaat ein tel bildet, bevor das Lösungsmittel Zeit gehabt hat, abzudampfen,
was zur Folge hat, daß anschließend eine Schrumpfung auftritt und daß die Filmintegrität
beeinträchtigt wird. Diese Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit und demzufolge
die Gelierungsrate können dadurch gesteuert erden, daß man einc oder mehrere der
restlichen Isopropylatgruppen, die an das Aluminium gebunden sind, durch einen Kest
mit einer größeren sterischen Hinderung ersetzt. Substituenten, wie Rosin, Versatinsäure
und andere geeignete verzweigte Carbonsäuren, Alkyl-, Aryl- und halogenierte Phenole
und höher verzweigte, wenig flüchtige Alkohole können-diesbezüglich alle von Vorteil
sein und die Auswahl, welchec von diesen verwendet wird, hängt sowohl von dem Verhalten
des Filmes nach dem Trocknen als auch von dem Verhalten während der Trocknungsstufe
ab.
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Gegenstand der Erfindung ist demzufolge eine Verbindung der allgemeinen
Formel (RO) Al A B(2-x) in der x die Zahl 0, 1 oder 2, R eine Alkylgruppe mit 1
bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe oder eine Cycloalkylgruppe und A und B
gleiche oder verschiedene Gruppen bedeuten, von denen mindestens eine eine größere
sterische Hinderung aufweist als
die RO-Gruppe.
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Gemaß einer anderen Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Verbindung
der allgemeinen Formel (RO)x Al A B (2-x) in der x die Zahl 1 oder 2, R eine Alkylgruppe
mit l bis 6 Kohlenstoffatomen und A und B gleiche oder verschiedene Gruppen bedeuten,
von denen mindestens eine eine größere sterische flinderung aufweist als die RO-Gruppe.
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Beispiele für Gruppen mit einer größeren sterischen Hinderung als
die RO-Gruppe, die für A und B stehen können, sind eine Alkoxygruppe mit einer größeren
sterischen Hinderung als die RO-Gruppe, eine Alkylsulfat, eine Arylsulfonat, eine
Dialkylphosphat-, eineDiarylphosphat-, eineDilkylphosphit-, eineDiarylphosphiE,
eine substituierte oder nicht-substituierte Carbonsäuregruppe, eine Dicarbonsäuregruppe,
eine substituierte oder nichtsubstituirten Alkyl-, Aryl-, Aryloxy-, Phenol- oder
halogenierte Phenolgruppe, eine von einem stark verzweigten, wenig **) flüchtigen
Alkohol abgeleitete Gruppe, eine Metallcarboxylat-, Aryloxy- oder substituierte
Aryloxygruppe, eine Rosingruppe (Harzgruppe) und eine oxometallorganische Gruppe
der Formel OMA, in der M ein divalentes Metall bedeutet und A wie oben definiert
ist. *) oder ein Derivat davon wie ein Alkylhalbester, **) insbesondere basische
Metallcarboxylate, Die Aluminiumverbindungen sind Derivate der Alkylate, gewöhnlich
des Isopropylats, in denen einer oder mehrere der Isopropylatreste durch ein höheres
Alkylat, ein Phenolat oder ein Acyloxyd ersetzt worden sind, das auf Grund sterischer
Ert.agungen einen
größeren Schutz gegen multimolekulare Assoziation
liefert, bis eine oder mehrere der Sub s tituentengruppen , gewöhnlich ein labiles
Alkylat, als Folge der 1-lydrolyse durch eine Hydroxylgruppe ersetzt ist. Viele
dieser substituierten Aluminlumalkylate stellen Flüssigkeiten mit einer niedrigeren
Viskosität im Verhältnis zu dem Gehalt an nicht-fliichtigem Material als übliche
mit einem Fettöl modifizierte Alkydharze dar und bleiben so, wenn sie bei der Lagerung
nicht mit Wasser in Kontakt kommen. Wenn sie jedoch auf getragc und dem Wasser in
der Atmosphäre oder in dem Substrat ausgesetzt werden, ermöglicht der Ersatz einer
labilen Schutzgruppe, wie z.B. der Isopropylatgruppe, durch Hydrolyse durch die
nicht-schützende Hydroxylgruppe den hohen Grad von Koordinationsassoziation, die
für basische Aluminiumseifen charakteristisch ist und auf die Tendenz des Aluminiumatoms
zurückzuführen ist, durch kovalente Assoziation mit Elektronendonatoren Elektronen
zu akzeptieren.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Reaktionsprodukt
der oben definierten substituierten Aluminiumverbindung mit X, wobei X eine Verbindung
oder ein Element mit reaktiven Zentren bedeutet, die in der Lage sind, mit einem
labilen Substituenten an der Aluminiumverbindung zu reagieren. Die reaktiven Zentren
sind im allgemeinen Hydroxyl-, Carboxyl-, Hydroe peroxyd- oder Methylengruppen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein
zusammengesetztes Medium, das aus einem wie oben definierten substituierten Aluminiumalkylat
und einem Alkydharz einschließlich der gesättigten und ungesättigten Polyester vom
linearen Typ, der Phenolharze, der rohen, oxydierten und polymerisierten trocknenden
Öle, der sonstigen harzartigen Mnterialien,Sdie reaktive
Gruppen
aufweisen, die in der Lage sind, Gruppen an den Aluminiumalkwylaten zu ersetzen,
und ihrer wie oben definierten Derivate, wie z.B. der Polyepoxyde und Silikonharze,
beste-ht.
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Bei den Verbindungen handelt es sich um modifizierte Alkoxide und
sie können unter Verwendung von reaktiven Gruppen, hauptsächlich von Hydroxyl- und
Carboxylgruppen in dem Harz,mit einem Harz kombiniert werden, wobei die labilen
Gruppen in der Aluminiumverbindung substituiert werden. Bei den Bevorguten labilen
Gruppen handelt es sich um restliche isopropylatgruppen und in der Praxis ist es
durch Zugabe des Arztes zu der Lösung der Aluminiumverbindung unter ausreichendem
Rühren und in einer Menge, die geringer ist als diejenige, die zu einer Substitution
der Aluminiumverbindung durch mehr als eine reaktive Gruppe an dem Harzmolekül führen
würde, möglich, Vernetw zungsreaktionen zu vermeiden, die zu einer Eindickung und
Gelierung führen. Die auf diese Weise hergestellten Produkte sind sehr beständig,
wenn sie in Abwesenheit von Feuchtigkeit gelagert werden, beim Auftragen und bei
der Einwirkung von solchen Bedingungen, die den Ersatz der sterisch schützenden
Gruppen durch eine Hydroxylgruppe ermöglichen, tritt jedoch durch Koordination schnell
eine Gelierung auf und führt zur Überführung derselben aus dem flüssigen in den
Gelzustand.
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Abgesehen von ihrem sterischen Effekt können die Substituentengruppen
dazu verwendet werden, die Kompatibilität der Alumini.umverbindungen mit anderen
Materialien zu modifizieren und der Zusammensetzung, in der sie verwendet werden,
andere spezifische Eigen-schaften zu verleihen. So verleiht beispielsweise PentachlorphenolatZusammensetzungen,
denen es einverleibt wird, eine
starke biocide Aktivität, der Versatat-Rest
erhöht die Wasser-und AlkaiibetändigkeIt, der Phthalsäurehalb&ster trägt zur
Zähigkeit und Erzielung einer blassen Farbe bei, während der Maleinsäurehalbester
ein Mischpolymerisationsvermögen verleiht, des bei Polyester- und einigen Kautschukkompoundieranwendungen
vorteilhaft ist.
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Durch Kombinieren der Aluminiumverbindungen mit Pigmenten oder Füjlstoffen,
wie Titandioxyd, Kaolin, Barytweiß und solchen färbenden Pigmenten, wie Preußischblau,
Phthalocyaninen oder Eisenoxyd, ist es moglich, Farbanstriche, wie z.B. schnell
trocknende Grundieranstriche für Holz- und Holzspanplatten,zu .erhalten, die leicht
aufgebracht werden können, wirksame Versiegelungsmittel (Schutzmittel) darstellen
und schnell trocknen unter Bildung einer guten nicht-toxischen Unterlage, auf der
andere Überzüge gut haften.
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Beim Kombinieren der Aluminiumverbindungen mit Pigmenten treten Probleme
auf, weil die meisten Pigmente assoziiertes freies und gebundendes Wasser enthalten,
das zu einer vorzeitigen Hydrolyse der Verbindung, in der das Pigment dispergiert
ist, führen kann. Obgleich die Pigmente in einem Ofen getrocknet werden können,
ist es im allgemeinen besser, sie von irgendwelchem freiem Wasser dadurch zu befreien,
daß man das feuchte Pigment in einem Lösungsmittel, wie z.B. Testbenzin, oder einem
anderen akzeptablen Verdünnungsmittel (z.B. in Alkoholen, Ketonen, Estern und Äthern)
dispergiert, die eine ausreichende Menge an Aluminiumalkylat enthalten, das mit
dem Wasser reagiert. Dadurch wird nicht nur das Wasser eliminiert, sondern die meisten
Pigmente werden auch ausgeflockt und dadurch wird ihr Mahlen erleichtert.
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Gebundenes Wasser in Form einer chemisch gebundenen Hydroxyl gruppe
liefert die Möglichkeit, das Pigment mit der Aluminiumverbindung, in der es dispergiert
ist, chemisch zu assoziieren.
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Diese Assoziation schafft eine starke Affinität zwischen den Pigmente
und dem Dispersionsmedium, as sich in der Benetzungswirkung des Mediums für Pigmente
und auch in der beträchtlichen mechanischen Versärkung zeigt, die bei der pigmentierten
Aluminiumverbindungen auftritt.
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Die Aluminiumvrbindungen können auf diese Weiss auch mit anderen MaterialIen
als Pigmenten, beispielsweise Nichtmetalloxyden oder -hydroxyden, wie Siliciumdioxyd,
Metalloxyden, wie Titandioxyd, Eisenoxyden, Kupfer(I)oxyd, Bleirot oder Bleiglätte,
Metallsalzen, wie Bleichromats Zinkborat, basischem Bleicarbonat, basischem Bleisulfat,
Zinkphosphat und Zinkchromat, Netallen oder Legierungen, wie Aluminium, Zink oder
Kupfer, Nichtmetallen, wie Kohlenstoff,und Mineralien, wie Ton, Zirkoniumdioxyd,
Asbest, Titandioxyd oder Vermiculit, assoziiert werden.
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Diese Assoziation liefert eine starke Affinität zwischen den Füllstoffen,
beispielsweise ausgefälltem Siliciumdioxyd, das bekanntlich eine hohe spezifische
Oberfläche mit einem hohen Hydroxygehalt in sich vereinigt, wobei die erzielte Verstärkung
in manchen Aspekten eher ein keramisches Material als eine organische Zusammensetzung
vermuten läßt. Das Feuchtigkeitsabbindeprinzip kann zur Formulierung von Oberflächenüberzügen
für viele Anwendungszwecke angewendet werden, bei denen eine Vielzahl von Auftragstechniken
angewendet wird. Die pigmentierten oder gefüllten Aluminiumverbindungen versiegeln
auf wirksame Weise poröse Materialien, wie Hartfaserplatten, Holzspanplatten und
Asbestzementplatten.
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Straßenmarkierungsantriche, die Pigmente enthalten, die mit der Aluminiumverbindung
kombiniert werden können, sind ebenfalls ein gutes Beispiel für die kombinierten
Vorteile, die aus einer hohen Abbindegeschwindigkeit, einer hohen Beständigkeit
gegen Ausbluten (Auslaufen) beim Aufbringen auf Teer- oder Asphatoberflächen und
aus guten mechanischen Eigenschaften auf Grund der chemischen Assoziation zwischen
dem Pigment und/ oder ci den; Fiillstoçf und den Aluminiumverbindungen, in denen
sie dispergiert sind, resultieren. Es können Straßenmarkierunsanstriche für den
Auftrag mittels einer pneumatischen Auftrags vorrichtung und zum schnell Abbninden
durch Atmosphärenfeuchtigkeit oder Wasser in dem Substrat und anschließende Härtungs-und
polymerisationsstufe formuliert werden. Die metallorganische Matrix verhindert ein
Ausbluten und optimiert die Undurchsichtigkeir und den Glanz des Pigments.
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Die Aluminiumverbindungen können in der Gießereiindustrie als KernbindemiLtel,
als Kernöle und bei der Warmbox- oder Schalenformung verwendet werden. Es wurde
festgestellt, daß die Härtung sowohl das übliche Verfahren der Oxydation/Polymerisation
im Falle eines durch ein trocknendes Öl modifizierten Bindemittels oder der Polykondensation
im Falle eines Phenolharzbindemittels als auch der überlagerten Koordinationsassoziation
des Aluminiumkomplexes umfaßt, bei der auch eine Assoziation mit reaktiven Gruppen
auf der Oberfläche der Sandpartikel auftritt. Durch Einarbeitung von Aluminiummonoisopropylat
/ monoversatat / mono -(monoisopropyl)maleat in Kautschukverbindungen unter Verwendung
eines reaktiven Siliciumdioxyds, wie Ultrasil VN3, als Füllstoff, ist es möglich,
die physikalischen Eigenschaften, wie den Modul, die Zugfestigkeit, die Elastizität
und die Abriebsbeständigkeit, beträchtlich zu verbessern.
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setzte Medien, in denen die Aluminiumverbindungen mit Zusammenge-/
Alkydharzen von kürseren Fettölen *) besitzen die schnellen Abbinde- und Lösungsmitteltrenneigenschaften
von üblichen, auf einem harten Harz basierenden Tiefdruckfarben und verringe.ril
die Abhängigkeit von auf Rosin basierenden Harzen. Andere Anwendungsgebiete dieser
Zusammmensetzung mit hohem Aluminiumgehalt sind Anstriche zum Beschichten von Rohren
und zum Isolieren und Versiegeln sowie Marineanstriche zum Auskleiden von Behältern
und zur Verhinderung des Bewaschsens und der Korrosioij und Anstriche für die Verwendung
in dem FÜizeug- und Walzgutindustrie. Die Zusammensetzungen können auch zur Oberflächenbehandlung
von Baumaterialien und zum Schützen und Versiegeln von Holz, Spanplatten und Hartfaserplatten
und dazu verwendet werden, diese feuersicher zu machen. Diese Zu sammensetzungen
mit hohem Aluminiumgehalt können überall dort verwendet werden, wo heute Polyesterharze
oder Epoxydharze verwendet -werden, d.h. für deckende Füllstoffrohrversiegelungen,
strichmittel.
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isolierende An- / Oberflächenüberzüge, Klebstoffe, Laminate und Fußbodenbeläge.
Die Zusammensetzungen können auch als Bindemittel oder als Reibungsmodifiziermittel
in Bremsbelägen und Kupplungsscheiben und als Phenolharzformlinge in Schleifscheiben
und in Laminaten verwendet werden. *) kombiniert sind, Die mit den erfindungsgemäßen
Verbindungen hergestellten zusammengesetzten Medien weisen eine bessere Trocknungsgeschwindigkeit
und eine größere Härte sowie eine verbesserte Wasserbeständigkeit und eine höhere
Dimensionsbeständigkeit auf. Dies ist insbesondere von Vorteil bei der Herstellung
von Überzügen für Holz, die einerseits fungizide Eigenschaften und eine Wasserabstoßung
oder Versiegelungseigenschaftenaidererseits in sich vereinigen sollen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die vordiegende Erfindung
eine Versiegelungsmasse, die zum Schüi:sen von Ce-llulosematerialien gegen den Angriff
durch Fungi und dazu verwendet wird; diese Materialien wasserabstoßend zu machen,
wobei diese Zusammensetzung herstellt wird durch Umsetzung eines Aluminiumalkylats
mit einem Phenol, wobeider freigesetzte Alkohol gewünschtenfalls durch Destillation
entfernt oder als eines der Lösungsmittel für das gemischte Aluminiumalkylat/phenolat
beibchalten werden kann. Pro Mol Aluminiumalkylat werden vorzugsweise 0,5 bis 2,0
Mol Phenol verwendet. Wenn nun das Aluminiumakylat/phenolat, das Vorzugsweise durch
Zugabe von geeigneten Lösungsmitteln, wie Kohlenwasserstoffen, chlorierten Kohlenwasserstoffen
und höheren Alkoholen, z.B. Butanol, Äthylenglykol, Monoäthyläther, Cycolhexanon
und Oxoalkoholen des C7-C9-Bereiches verdünnt wird, mit einem an der Luft trocknenden,
mit Öl modifizierten Alkydharz des üblicherweise in Glanzlackmedien verwendeten
Typs gemischt wird, so wurde gefunden, daß gemischte Lösungen erhalten werden können,
die auch bei längerer Lagerung flüssig bleiben. Mischungen aus nicht-modifizierten
Aluminiumalkylaten und den gleichen Alkydharzen mit dem gleichen Aluminiumgehalt
und der gleichen Harzkonzentration sind unter den gleicheR Umständen viel-weniger
beständig und neigen dazu, zu gelieren, bevor sie aufgetragen werden. Mit Anstrichtrocknern
können diese Mischungen von Åluminiumalkylat/phen-olat und Alkydharzen auf Holzoberflächen
aufgebracht werden unter Bildung von -Überzügen, die zu einem harten Überzug trocknen,
die Oberfläche versiegeln und stark fungizid sind. Sie können auch pigmentiert werden,
um sie fur die Verwendung als Holzimprägniermittel, zum Versiegeln des Substrats,
auf das sie aufgebracht werden, zur Erzielung fungicider Eigenschaften und zur Erzielung
einer guten Oberfläche, auf die weitere Anstrichüberzüge gefahrlos auf gebracht
werden
können, geeignet zu machen.
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Gemaß einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung
ein Produkt, weiches das phenolsubstituierte Aluminiumalkylat enthält, das durch
eine Substitutionsreaktion mit einer Carbonsäure weiter modifiziert worden ist.
So werden beispielsweise bis zu 1,5 Mol Carbonsäurc mit dem gemischten Aluminiumalkylat/phenolat
ungesetzt, das in gebundener Form 0,5 bis 2,0 Mol Phenol enthält. Die Umsetzung
wird vorzugsweise unter Erhitzen der Carbonsaure mit t dem Aluminiuial1lat/pheno
lat unt er Rückflußbedingungen durchgeführt. Der freige setzte Alkoi;o kann durch
Destillation bei Atmosphären - druck oder unter Vakuum entfernt werden oder er kann
beibehalten werden und dient dann als Lösungsmittel/Verdünnungsmittel für das gemischte
Aluminiumalkylat/-p'henolat/carboxylat. In diesem Falle kann es erforderlich sein>
das Produkt mit anderen Lösungsmitteln, wie z.B. Kohelnwasserstoffen und höheren
Alkoholen, zu verdünnen, um ein zufriedenstellendes Lösungsmittelgleichgewicht und
Solvatisierungsvermögen für die Verbindung zu erzielen.
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Das daraus resultierende Produkt macht das Cellulosematerial, wenn
es auf dieses aufgebracht. wird und wenn die restlichen Alkylatgruppen hydrolysert
sind, gegen den Angriff durch Fungi beständig und verleiht diesem gleichzeitig zufriedenstellende
Wasserabstoßungseigenschaften. Normalerweise tritt die Hydrolyse der restlichen
Alkoxygruppen als Folge der Umsetzung mit Wasser in dem Substrat und mit der atmosphärischen
Feuchtigkeit auf, sie kann jedoch gewünschtenfalls durch Behandlung mit Wasser nach
dem Auftragen beschleunigt werden. Produkte mit oder vorzugsweise ohne Modifizierung
durch Umsetzung mit Carbonsäuren sind besonders gut geeignet für die Einarbeitung
als Komponenten in Grundierüberzüge
/Versiegelungsmittel für Cellulosebaumaterialien,
wie Holz-, Span-, Faser- oder Sperrholzplatten, und können auf übliche Weise aufgebract
werden. Es wird angenommen, daß nach dem Aufbringen das Wasser in dem Substrat oder
die Hydroxylgruppen, die einen Teil des Cellulosemoleküls bilden, mit dem Aluminiumphenolat
reagieren kann (können) unter allmählicher Freisetzung des Phenols, das durch Diffusion
tiefer in das Cellulosematerial eindringen kann, und wodurch das Aluminiumatom in
die Lage versetzt wird, sowohl mit dem medium, in das es einverleibt worden ist,
als auch mit dem Substrat, auf das es aufgebracht worden ist, einen Komplex zu bilden.
Es wurde festgestellt, daß diese komplexbildungsreaktionen Alkydharz- und andere
Anstrichmedien verstärken und ihre Adhäsion an polaren Substraten verbessern. Durch
diese Zusammensetzungen könen auch Cellulosetextimaterialien, Stränge (Seike), Matten
und dergleichen wasserabstoßend und gegen den Angriff durch Fungi beständig gemacht
werden, wobei diese Zusammensetzungen vorzugsweise nach üblichen Methoden aufgebracht
eine Gewünschtenfalls können auch andere Materialien, wie flar wenig machende Mittel
und Färbemittel, den Lösungen einverleibt werden, in welche die Cellulosematerialien
eingetauch werden. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auch mit chloriertem
Lösungsmitteln, wie Trichloräthylen, verdünnt werden, die den Vorteil haben, daß
sie beim Einkauchen in die Zusammensetzungen über der Oberfläche der Lösung in dem
Fintauchbahälter sind schwere Dampfsperrschicht erzeugen und diese dadurch gegen
die Hydrolyse durch atmosphärische Feuchtigkeit schützen. Außerdem führt die Varwendung
eines chlorierten Lösungsmittels mit einer hoher Flüchtigkeit zu einer hohen Luftdruckungsgeschwindigkeit,
haltigen Mediums Ein Vergleich eines niementierten harz- / mit einems aluminisierten
zusammengesetzten Harz in gleichen Maße pigmentiant zeigt, daß sowohl *)Medium ge
der Erfindung mit den gleichen
hinsichtlich der Farbe als auch
hinsichtlich der Undurchsichtig keit das aluminiumsierte Medium gegenüber dem nicht-modifizierten
Harz Vorteile ergibt. Es scheint, daß dies auf eine geringere Tendenz des Pigmentes
zum Ausflocken zurückzuführen ist, wenn es in dem zusammenge- setzten medium dispergiert
wird. Selche aluminisierten Harzmedien sind in den meisten nicht-polaren Lösungsmitteln
löslich, wobei Trichloräthylen als Hauptlösungsmittel in lufttrocknen- den aluminisierten
Alkydharzüberzügen für Holy oder Metall, die durch Eintauchen auf gebracht Terden,
bevorzugt vewendet wird wegen seines guten Lösungsvermögens in Kombination mit einem
hohen Druck des schweren Dampfes bei Umbebungstemperaturen, wobei die Dampsperrschicht
über dem Eintauchbehälter einen wirksamen Schutz gegen; die Hydrolyse in dem Bc-hälter
bietet und die schnelle Verflüchtigung des Trichlorä:thylens aus dem Anstrichfilm
nach dem Eintauchen ein gutes Gleichgewicht zwische Gelierungsgesenwindigkeit und
Lösungsmittelverdampfung gewährleistet.
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Durch Verwendung von Mineralhölen, aromatisaten Extrakten, flüssigem
Euten und andere Olefinpolymerisaten und chlorierten Kohlenwasserstoffen, wie chloriertem
paraffinwachs und chloriertem Diphenyl, ist es möglich, "lösungsmittelfreie" Überzüge
und Farben herzustellen. Obwohl sie streng genommen nicht zur Klasse der "nicht-reaktiven"
E Der gehören, können auch Ester von trocknenden und halbtrocknenden Olfettsäuren
als nicht-flüchtige Lösungsmittel während der ersten Trocknungsstufe verwendet werden
und sie haben den weiteren Vorteil daß sie sich durch Mischpolymerisation in der
zweiten Stufe des trocknungsverfahrens in den metallorganischen Verbund integrieren.
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Ein Hauptziel bei der Vermelierung von aluminisierten Medien der
vorstehend
beschriebenen Typen besteht darin, einen einzigen Überzug zu erhalten, der die kombinierten
Vorteile einer schnellen Gelbildung durch Koordination und anschließende irreversible
kovalente Polymerisation aus einem Medium Bietet, das unter abgeschlossenen Lagerungsbedingungen
eine längere Stabilität aufweist. Die Gelierung durch Koordination wird durch die
hydrolytische Wirkung der Feuchtigkeit in der Atmosphäre oder in dem Substrat induziert,
die kovalente Polymerisation folgt dem üblichen Weg der Luftoxydation und der freien
Radikal-Promotion, die durch die üblichen Anstrichtrockner katalysiert wird. Weitere
Ziele bestehen darin, bestimmte physikalische und chemische Eigenschaften des aufgebrachten
Filmes in günstiger Weise zu modifizieren. Durch geeignete Variation der Zusatnnensetzung
innerhalb des zur Erreichung dieser Ziele gesteckten Rahmens ist es möglich, Zusammensetzungen
für ein breiteres Anwendungsgebiet zu formulieren, von denen einige nachfolgend
näher erläutert werden.
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Der Effekt der Hydrolyse durch Wasser in der Atmosphäre oder in Medium
dem Substrat auf das aluminisierte / zeigt sich schnell in einer auftretenden Strukturänderung.
Dadurch wird der Bürstenauftrag dieser aluminisierten Medien unpraktisch. Andererseits
begünstigen die schnellen Abbindeeigenschaften in Verbindung mit dem höheren Feststoffgehalt
ihre Aufbringung in Form eines luftfreien Sprays unter Bildung von dicken Filmen
mit einer höheren Beständigkeit gegen Einsinken und guten Durchhärtungseigenschaften.
Aus diesem Grunde eignen sich aluminisierte Alkydharze in idealer Weise für technische
Anstriche, die aufgesprüht werden können und an der Luft schnell und gründlich (durchgehend)
trocknen mü.ssen, wenn sie in einer größeren als in einer normalen Filmdicke aufgebracht
werden.
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Die Empfinlichkeit der beschriebenen A.rlstriche gegen deal Ein fluß
von Feuchtigkeit in der. Atmosphäre und in den Substrat ist ein begrenzender Faktor
beim Konzipieren von Überzügen zum Eint.-iuchen, jedoch vereinigt Trichloräthylen
als Lösungsmittel in sich die Notwendigkeit zur Ausbildung einer Dampfschutzat-Atmosphäre
gegen die Hydrolyse des aluminisierten Anstricl!s in dem Eints.uchbehälter und die
Notwendigkeit der Erzielung einer Lösungsmittelverdamfung, bevor die durch Wasser
initiierte Gelierung des aufgebrachten Filme zu ueit fortgeschritten ist Die hohe
Lufttrocknungsgeschwindigkeit von mit frichloräthylen verdünnten aluminisierten
Alkydharzmedien ist vorteilhaft bei der Formulierung von Grundieranstrichen und
Überzugslacken für fabrikmäßig herstellte Schreinerarbeiten und allgemein für Gellulosematerialien.
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Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert,
ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
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Beispiele 1 bis 9 Es wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt,
in denen substituierte Alkylate mit den gleichen Alkydharzen gemischt und Lagerungsbeständigkeitstests
unterzogen wurden. Diese Tests bestätigten, daß der kritische Faktor für die Gelierung
das Verhältnis von Aluminium zu Alkydharz ist, während die die Geschwindigkeit bestimmenden
Faktoren die Konzentration der beiden Reaktanten in den nicht-reaktiven Verdünnungsmitteln
und die sterische Geometrie der an das Aluminiumatom gebundenen Substituentengruppen
zu sein scheinen.
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Tabelle I 1 2 3 4 5 6 7 8 9 EPOK A1061/ WS 100 100 100 100 100 100
100 100 100 Isopropoxy aluminiumdiversatat mit 90% Ferstoffen 0 1 2 4 8 16 32 64
96 Nicht-flüchtige Bestandteile 50 50 51 52 53 55 60 66 70 Gelierzeit in Tage sta-
stark 21 21 14 7 5 5< 21 sta-Trocknungs- bil bil bil zeit in Stunden+ 42+ 42+
42 32 29 14 7,5 4 3,5 ++Härte (i) 18 20 21 22 23 23 32 36 39 " (ii) 18 20 18 20
@ 22 19 21 21 29 +++Aussehen irisierend
klar +Die Trocknungszeit wurde zu einem Zeitpunkt gemessen, bei dem keine Kratzer
mit dem B-K-Rekorder festgestellt werden konnten; Filmdicke (naß) - 0,076 mm (3
mil); Temperatur - 150C; Trocknergehalt - 0,06 % Kobalt, 0,5 % Blei, bezogen auf
die Alkydharz feststoffe; ++die Härte wurde mit dem Sward-Rocker gemessen, Glasplattenwert
- 90; (i) gemessen 4 Tage nach dem Aufbringen.
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(ii) gemessen 15 Tage nach dem Eintauchen in Meereswasser; das Aussehen
wurde sofort nach 7-tägigem Eintauchen in Meereswasser beurteilt.
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Der Einfluß der Variation des Verhältnisses eines in geeigneter
Weise
substituierten Aluminiumalkylats zu dem Alkydharz auf die Trocknungsgeschwindigkeit
des Mediums und die Proportion des aufgebrachten Filmes geht aus der obigen Tabelle
I hervor.
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In diesem Falle wurden als Aluminiumverbindung Aluminiummonoisapropylatdiversatat
und als Alkydharz das Harzprodukt Apok A.1060/75, dessen Gehalt an nicht-flüchtigen
Bestandteilen mit Testbenzin auf 50 % herabgesetzt worden war, verwendet. Das Verhältnis
von Aluminium zu Alkydharz lag innerhalb des Bereiches von weit unterhalb des für
die Stabilität erforderlichen minimalen Aluminiumgehaltes bis zu einem Wert etwas
darüber. Die Hauptpunkte, die bei dem Vergleich dieser Versuchsreihen miteinander
festzustellen sind, sind die allmähliche Verbesserung der Trocknungsgeschwindigkeit,
der Härte und der Filmdeckung (Filmdicke) durch den zunehmenden Feststoffgehalt,
was durch Einführung dieser speziellen Aluminiumverbindung erzielt wurde Es ist
auch interessant,. daß in dem Beispiel 9 der Versatatrest 60% des Gewichtes des
trockenen Filmes und Aluminium als Metall 4,5% ausmachen. Ein Hinweis auf die Haltbarkeit
byw. Beständigkeit dieses metallorganischen Überzugstyps ist das Verhalten des Filmes
beim Eintauchen in Meereswasser, wobei mit zunehmendem Gehalt an Aluminiumversatat
eine fortschreitende Verbesserung auftritt. Obwohl nach vierwöchigem Eintauchen
in Meereswasser Films des die Rocker-Härte des/Beispiels 9 sich von 39 auf 29 vermindert
hatte, -blieb er noch wesentlich härter als das nicht-modifizierte Alkydharz. In
anderer Hinsicht, insbesondere im Hinblick auf den Glanz die Klarheit und die Dimensionsbeständigkeit,war
das Produkt des Beispiels 9 außergewöhnlich gut im Vergleich zu dem nicht-modifizierten
Alkydharzfilm und deutlich besser als die anderen Verbundfilme der Versuchsreihe.
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Die genaue physikalisch-chemische Natur der Assoziation zwischen
dem
Aluminium und den anderen Komponenten des getrockneten Filmes ist noch nicht geklärt,
es wird jedoch angenommen, daß das Aluminium einersets mit den beiden Versatatresten
und andererseits mit den polaren Gruppen in dem Alkydharz, soweit sie zur Vergfügung
stehen, assoziiert ist, um die Hülle von 6 Sauerstoffatomen, von der das Aluminium
i.n den meisten seiner stabilen Assoziationsverbindungen umgeben ist, zu vervollständigen.
D.s praktische Ees3eismateriaL für eine enge Assoziation -zwischen den beiden Komponenten
ist beträchtlich und dazu ge hören die verbesserte Lösungsmittelbeständigkeit, die
verbesser te Beständigkeit gegen Chemikalien, insbesondere gegen Alkali, und die
bereits erwähnte verbesserte bimensionsbestä.ndigkeit beim Eintauchen in Wasser.
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Beispiele 10 bis 19 Substituierte AluminiumisoEroEanoleerivate Beispiel
Nr. 10 11 .12 13 14 15 16 17 18 19 Al-iscpropoxid 204 204 204 204 204 204 204 204
204 204 Äthoxyäthanol 90 Pentachlorphenol 177,5 Essigsäure 60 Methacrylsäure 72
Versatinsäure 174 174 348 174 174 174 174 -174 Phthal säureanhydrid 148 148 148
Malein-saureanhydrid 90 90 Dodecylbenzolsulfonsäure 326 Isopropanol -55+ --110+
149 -55+ 77 -55+ 147 Testbenzin 154,5 119 - 204 -Mineralöl 309881/1190 413 Al-Gehalt
in % 9,2 3,8 6,1 6,1 4,0 4,0 4,0 3,3 4,0 5,1
und Entfernung durch
Destillate propoxid +Durch Umsetzung von Al-iso mit Versatinsäure gebildete Menge.
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Beispiel 20 Aluminiumschutzüberzug Aluminiumpulver (blattrige Qualität)
in Fort einer 67%igen Paste in Testbenzin 150 Teile Produkt des Beispiels 15 300
Epok A1060/50 300" 60%iges Kobaltnaphthenat 1,5" Äthyloxitol 50" Isopropanol 50"
Die Anstrichfarbe wurde hergestellt durch Zugabe der Testbenzin-Beispiel 15 basis
von Aluminiumpulver zu der Lösung des Produkts von verdünnt mit Äthyloxitol und
Isopropanol. Die den zuge-setzten Kobalttrockner enthaltende Alkydharzlösung wurde
schließlich langsam und unter wirksamem Rühren zugegeben, um lokalc Konzentrationen
des gebildeten Alkydharzes zu verhindern. Der leicht mittels ei er Bürste oder unter
Verwendung eines Sprays aufgebrchte Anstrich trocknete zu einem harten Film aus,
der nach etwa 30 Minuten gehandhabt werden konnte. Nach mehreren Tagen waren die
Härte und Kohäsion des aufgebrachten Filmes stark angestiegen, er wies jedoch weiterhin
eine ausgezeichnete Flexibilität und Adhäsion auf dem Substrat auf, auf das er auf
gebracht worden war.
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Beispiel 21 Zinkstaub-Grund ierüberzug Zinkstaub 900 Teile Aluminiumdiisopropylatmonoversatat
(Produkt des Beispiels 12) 20 "
Aluminiummonoisopropylatdiversatat
(Produkt des Beispiels 13) 40 Teile Isopropanol 10" Epok A1060/50 30" Nachdem die
beiden Aluminiumverbindungen mit Isopropanol verdünnt worden waren, wurde die Alkydharzlösung
unter wirksamen Rühren langsam zugegeben, um lokale Überschußkonzentrationen zu
verhindern. Schlißlich wurde der Zinkstaub zugegeben und die Anstrichmischung wurde
gemahlen. Das dabei erhaltene Produkt konnte in zufriedenstellender Weise auf eine
Flußstahlplatte aufgebürstet oder auf gesprüht werden und trocknete zu einem harten,
fest haftenden Film aus. Beim Eintauchen in Wasser war die beschichtete Platte gegen
Korrosion beständig und der aufgebrachte Film erwies sich auch als gegen das Eintauchen
in Wasser beständig.
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Beispiel 22 Zinkphosphat-Grundierüberzug für Stahl Zinkxphosphat 100
Teile Rutil-Titandioxyd 25 Produkt des Beispiels 15 70 Epok A1060/75 30 "-Isopropanol
30 Das Zinkphosphat und das Rutil-Titandioxyd wurden in der mit des Produkts von
Beispiel 15 Isopropanol verdünnten Lösung/in einer Kugelmühle ge mahlen. Nach 16-stündigem
Mahlen wurde die Epok-Lösung hunter sorgfältigem Rühren zugegeben, um einen Alkydharzüberschuß
zu vermeiden, der zu einer Gelierung führen würde. Der mittels einer
Bürste
aufgebrachte Anstrich trocknete schnell, wurde jedoch durch das zugesetzte Isopropanol
an einem für das zufriedenstellende Auftragen zu schnellen Gelieren gehindert. Zum
Aufsprühen kann mehr Verdünnungsmittel zugesetzt werden, um die Viskosität auf einen
annehmbaren Wert herabzusetzen. I)ie crneute Beschichtung mittels einer bürste oder
durch Aufsprühen -war innerhalb von nicht mehr als 15 Minuten möglich. Dieser Grundierüberzug
erwies sich als besonders zufriedensto llend unter hohen Wassereintauchbedingungen
oder Wassereintauchbedingungen Beispiel 23 Antibewuchs- und Antikorrosions-Kupfer(I)oxyd-Anstrich
Kupfer(I)oxyd wurde in praktisch trockenem Zustand in einer Mischung aus Äthyloxitol
und Testbenzin dispergiert, welcher das Produkt von Beispiel 10 zugesetzt worden
war. nach 15 Minuten zur Vervollständigung der Wasserreinigung wurde zu der.Kupfer-(I)oxyd-Dispersion
eine Lösung von Bleialuminodiversatat-monoisopropoxid in Testbenzin zugegeben und
das Ganze wurde 16 Stunden lang in der Kugelmühle gemahlen. Danach wurde das Alkydharz
langsam zu der Pigmentdispersion zugegeben und nach weiterem 1/2-stündigem Mischen
wurde die Antibewuchs-Anstrichfarbe in verschlossene Behälter gefüllt. Die Anschrichfarbe
konnte in zufriedenstellender Weise mittels einer Bürste aufgetragen werden und
trocknete innerhalb von 20 bis 30 Minuten zu einer nichtklebrigen Oberfläche aus,
die erneut mit einem Anstrich versehen werden konnte. Zur Beschleunigung der Nachhärtungsgeschwindigkeit
können Trockner zugesetzt werden, für die meisten Antibewuchsbeschichtungszwecke
ist dies jedoch nicht erforderlich.
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Cu2O 100 Gew.-teile Bleialuminodiversitatmonoisopropoxyd 40 " " Produkt
des Beispiels 10 5 " Paralac 10 W 20 " " Ähyloxytol 30 " " Testbenzin 30 " " Beispiel
24 Fungicides Holzversiegelungsmittel Es wurde eine konzentrierte Lösung hergestellt,
indem man der Aluminiummonoisopropylat.monoversatat-monopentachlorthenolat-Lösung
des Beispiels 11 eine Lösung des von der Firma I.C.I.
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unter der Handelsbezeichnung Paralac 10W vertribenen, mit einem mittleren
Leinsamenfettöl modifizierten Alkydharzes, verdünnt auf einen Feststoffgehalt von
50% mit einer Mischung aus Äthoxyäthanol, das von der Firma Shell Chemical unter
der Handelsbezeichnung Oxitol vertrieben wird, und Testbenzin (Terpentinersatz),
die genügend Kobalttrockner enthiel, um das normale Alkydharzlufttrocknungsverfahren
der Oxydation und Polymerisation zu katalysieron, zusetzte, wobei die konzentrierte
Lösung die folgende Zusammensetzung hatte: Produkt des Beispiels 11 @ 100 Gew.-teile
Paralac 10W 100 " " Oxitol 25 Testbenzin 25 6% Kobal tnaphthenat 0,75 Dieses Konzentrat,
das 10% Pentachlorphenolat enthielt, konnte mit einem Kohlenwasserstoff, einem chlorierten
Kohlenwasserstoff, einer Mischung desselben mit einem Alkohol, wie Isopropanol,
Butanol
oder Oxitol, weiter verdünnt werden, vorzugsweise bis auf einen Pentachlorphenolatgehalt
von etwa 5%, unter Bildung eines fungiciden Imrägniergsmittels, welches das Eindringen
von Wasser in das damit imprägnierte Bauholz verhinderte.
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Beispiel 25 Fungicider Grundieranstrich für Holz Ein durch Zugabe
eines mit einem Öl mit mittlerer/langer kettenlänge modifizierten Alkydharzes, das
von der Firma B.P.Chemicals International unter der Handelsbezeichnung Epok A1061/75
vertrieben wird, verdünnt mit Testbenzin und gestreckt mit einem mit Alkali raffinierten
Leinsamenäl, zu einer Mischung der Aluminiumverbindungen der Beispiele 11 und 14
hergestelltes Medium wurde in einer Kugelmühle mit einer Mischung von pigmenten
und Füllstoffen, aus denen absorbiertes Wasser durch Behandlung mit der Aluminiumverbindung
des Beispiels 10 entfernt worden war, pigmentiert, so daß es die folgende Zusammensetzung
aufwies: Rutil-Titandioxyd 39 Gew.-teile Kaolin 12 " " Barytweiß 129 " " Produkt
des Beispiels 10 5 " " Testbenzin 50" Produkt des Beispiels 11 20 Produkt des Beispiels
14 20 " " Epok A1061/75 20 " Mit Alkali raffiniertes Leinsamenöl 20 " 6% Kobal tnaphthenat
0,2 2"
Die Pigmente und Füllstoffe wurden in eine die Testbenzinlösung
des Reinigungsmittels des Beispiels 10 enthalteride Kugelmühle eingefüllt und die
Produkte der Beispiele 11 und 14 wurden in einer solchen Menge zugegeben, daß eine
vollstandige Benetzung gewährleistet war und da.s Pigment leicht eingemischt werden
konnte.
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Der Rest der Produkte der Beispiele 11 und 14 wurde anschließend zugegeben
und die Anstrichformulierung wurde gemahlen, bis ein ausreichender Dispersionsgrad
erzielt war. Die Mischung aus Al-Alkydharz und den Kobalttrockner enthaltend cm
Öl wurde dann vorsichtig zugegeben, um ein schnelles und wirksames Dispergieren
unter Vermeidung von lokalen Konzentrationen an Alkydharz zu gewährleisten. Die
dabei erhaltene Anstrichfarbe trocknete aus unter Bildung eines flexiblen Filmes,
der das Holz, auf das er aufgebracht worden war, wirksam versiegelteund diesem außerdem
einen beträchtlichen fungiciden Schutz verlieh.
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Beispiel 26 Feuerbeständiger Grundier/Versiegelungs-Anstrich für Holz
In der nachfolgend angegebenen Zusammensetzung wurde eine Mischung von Aluminiumverbindungen,
die mit einem mit einem Öl mittlerer Länge modifizierten Alkydharz umgesetzt und
sowohl mit einem flüchtigen als auch mit einem nicht-flüchtigen Lösungsmittel verdünnt
worden waren, wobei letzteres auch als Weichmacher für PVC wirkte, als Medium für
die Pigmente zusammen mit Füllstoffen und einer Paste von PVC-Qualität verwendete
welche die mehrfache Funktion hatte, die Pigmentsuspension zu stabilisieren, die
Poren in der beschichteten Oberfläche zu versiegeln, diese durch Absorption des
Weichmachers flexibel zu machen und als Halogenquelle zur Begünstigung der Feuerbeständigkeit
zu wirken.
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PVC-Pulver -Breon P130 100 Gew.-teile Dioctylphthalat 50 Isopropanol
50" Produkt des Beispiels 10 25 Titandioxyd 20 Zinkborat ZB 2335 40 Produkt des
Beispiels 14 100 " Paralac 11W 120 6% Kobaltnaphthenat 0,5" Testbenzin 50 Das Titandioxyd
und das Zinkborat wurden in der Isopropanollösung des Beispiels 10 dispergiert und
mit dem Dioctylphthalat zusammen mit dem PVC-Pulver gemischt. Nach dem Mahlen wurde
die den Kobalttrockner enthaltende verdünnte Alkydharzlösung unter gründlichem Rühren
zugegeben, um einen lokalen Alkydharzüberschuß zu vermeiden. Dieser grundier/versiegelungs-Überzug
ließ sich sehr Leicht aufbringen und trocknete zu einem glatten Film aus, der lange
Zeit flexibel blieb, jedoch allmählich aushärtete, wenn der We ich macher zunehmend
von dem dispergierten PVC absorbiert wurde. Der getrocknete Film erwies sich als
beständig gegen das Eindringen von Wasser und als feuerbeständig.
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Beispiel 27 Der nachfolgend beschriebene Aluminiumgrundieranstrich
für Holz erläutert die vorteilhafte Umsetzung der Aluminiumverbindungen mit Alkydharzen
einerseits und die Assoziation zwischen den jeweiligen Pigmenten und dem Aluminium
enthaltenden Medium andererseits.
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Produkt des beispiels 14 100 Gew. -teile Beckosol P470 67 " " Mit
Alkali raffiniertes Leinsamenöl 100 " " 6% Kobaltoaphthenat 1,5 " " Testbenzin 40
" " Nicht-blättriges Aluminiumpulver 30 " " Zu der Aluminiumverbindung des Beispiels
14 wurden unter gründlichem Ruhren das verdünnte Alkydharz Beckosol P470 (ein mit
einem Öl mittlerer/großer Kettenlänge modofiziertes Alkydharz, das von der Firma
Synthetic resins Limited in Form einer 75%igen Lösung in Testbenzin vertrieben wird),
das mit Alkali raffinierte Leinsamenöl, der Kobalttrockner, der rest des testbenzins
(Terpentinersatzes) und schließlich das nicht-blättrige Aluminiumpulver zugesetz.
Nach dem Aufbringen auf Holz- oder andere Celluloseoberflächen trocknete der Anstrich
zu einem festen, " kohäsiven und adhäsiven Film as, welcher das poröse Substrat
wirksam versiegelte und es gegen das Eindringen von Feuchtigkeit schützte und eine
zum Aufbringen eines dekorativen Decküberzuges geeignete Oberfläche aufwies.
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Beispiel 28 Weiße Straßernmar-kierungsantrichfarbe Titandioxyd 50
Gew. -teile Ausgefälltes Silicaultrasil VN3 25 " " Isopropanol 60 Produkt des Beispiels
10 5 IV " Produkt des Beispiels 15 120.- " Epok A1010/50 30"
Das
Pigment und der Füllstoff wurden, vorzugsweise in vorgetrocknetem Zustand, in der
Isopropanollösung des Wasserentfernungsmittels des Beispiels 10 dispergiert, um
jegliches absorbiertes Wasser zu entfernen. Die Aluminiumverbindung des Beispiels
15 wudo dann zugegeben und die Dispersion wurde in der Kugelmühle gemahlen. Nachdem
das Pigmentkonzentrat genügend gemahlen war, wurde unter sorgfältigem Mischen die
Alkydharzlösung zugegeben, um lokale Konzentrationen zu vermeiden. Die dabei erhaltene
Anstrichfarbe konnte auf Asphaltstraßenbeläge ohne Verfärbung durch Ausbluten (Auslaufen)
aufgebracht werden und härtete innerhalb von 10 bis 15 Minuten zu einem zehen und
dauerhaften Film aus. Bereits 5 Minuten nach dem Aufbringen konnte dieser erneut
mit einer Bürste beschichtet werden. Es wurde festgestellt, daß der aufgebrachte
Film beim Altern mehrere Tage lang weiter aushärtete.
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Beispiel 29 Gelbe Straßenmarkierungzusammenseitzung Chromgelb-Pigment
5 Gew.-teile Kaolin 15 " " Sand 100 11 VI Produkt des Beispiels 14 10 " " Produkt
des Beispiels 17 10" Paralac 11X/60 10 " " 6% kobaltnaphthenat 0,1 II IV Eine Paste
aus allen diesen Komponenten wurde hergestellt, indem man -zuerst den Sand, den
Ton und das Chromgelb-Pigment trocken miteinander mischte und anschließend die Aluminiumverbindungen
der Beispiele 14 und 17 und danach die Alkydharzlösung Paralac 11X/60 und den Kobalttrockner
(Trockenmittel) zusetzte. Die
lockere Paste wies eine solche Konsistenz
auf, daß sie für den Auftrag mittels einer Rakel oder einer Auftragswalze geeignet
war und sie trocknete bei einer Schichtdicke von 2 mm zu einer zähen und haftenden
Markierung aus.
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Beispiel 30 In der Kälte aushärtender Phenolharz/Aluminium-Komplex
Cellobond J1990/60 100 Gew.-teile Produkt des Beispiels 19 50 '7 t 11 Bei Cellobond
J1990/60 handelte es sich um eine mit Säure aushärtende Phenol/Formaldehyd-Resollösung
in Äthanol. Man nimmt an, daß dann, wenn das Resol dem Produkt des Beispiels 19
zugesetzt wird, es über die reaktiven Phenol- und Methzlolhydroxygruppen, die es
enthält, mit der Aluminiumverbindung einen Komplex bildet. Nach deL Auf trag-en
führt die atmosphcirisclle Feuchtigkeit zu einen; Ersatz der Isopropylgruppen durch
Hydroxylgruppen und ermöglicht, daß sich das Aluminium durch Koordination assoziiert.
Man nimmt an, daß die gleichzeitige Freisetzung von Dodecylbenzolsulfonsäure das
Polykondensationsverfahren durch die assoziierten Methylolgruppen katalysiert und
das Harz in einen ireversibel vernetzten Komplex überführt.
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Auf Grund seiner Eigenschaften war das Medium für die Beschichtung
von Oberflächen, als Bindemittel in Gießereisand, für die Erzeugung eines Fußbodenbelages
in situ und für Form- und Laminierzwecke geeignet.
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Beispiel 31 Gießereisandkern Sand (Chelford 60) 100 Teile Gepulverte
Phenol-Novolak/HMT-Mischung 2 " Produkt des Beispiels 10 1 " Produkt des beispiels
14 1 " Isopropanol 1 " Das 8% Hexamethylentetramin (HMT) in Mischung damit enthaltende
g pulverte Novolakharz wurde dem Sand zugesetzt und damit trocken gewischt, bis
die Mischung gleichmäßig war. Anschließend wurden die beiden Produkt der Beispiele
10 und 14, weiter verdünnt mit Isopropanol, der sand/Novolokharz-Mischung zugesetzt
und das Mischen wurde fortgeseztz, bis eine gleichförmige Verteilung des Bindemittels
in dem Sand erreich worden war. Diese Mischung entwickelte nach der Überführung
in die Kernform schnell ihre Grünfestigkeit als Folge der Umsetztung zwischen den
beiden Aluminiumverbindungen und den reaktiven phenolischen Hydroxylgruppen die
sich an dem Novolakbar befinden. Danach stieg boim Abdampfen des Isopropanols aus
dem Sandlzein und durch das gleichzeitige hydrolytische Verfahren, das zu einer
Koordinationsassoziation führte, die Festigkeit der Kerns an. Sie konnte durch Wärmebehandlung
weiter erhöht werden, die bewirkte daß das H;Mff in dem Novolakharz vom Thermoplastischen
in den vollständig ausgehärte ten,hitzegehärteten Zustand überführt wurde. Alternativ
konnte diese Endstufe auch durch Erhitzen des geschmolzenen Metalls während des
Gießvorganges durchgeführt werden. Das gleiche Binde prinzip kann auch mit Vorteil
zur Herstellung von Schleif scheiben angewendet werden.
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Beispiel 32 Schwarze Anilindruckfarbe
| Ofenruß 10 Teile |
| A# Produk des Beispiels 14 60 " |
| Isopropanol 20 " |
| Schellack 10 " |
| B# |
| Isopropanol 10 " |
Die Komponenten A wurde bis auf den erforderlichen Feinheitsgrad in einer Kugelmühle
gemahlen. Dann wurde die Schellacklösung B in Isopropanol langsam und unter Rühren
zugegeben, bis die Mischung homogen war. Die dabai erhaltene zusammengesetzte Druckerfarbe
trocknete schnell zu einem fest haftenden, wärmebeständigen Druck (Abzug) aus, der
durch das scelle Freisetzen von Lösungsmittel, seine gute Haftung auf porösen Oberflächen
und die Druckschärfe charakterisiert war.
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Beispiel 33 Gießereisand-Kernbindemittel Produkt des Beispiels 14
100 Teile Paralac 11X/60 100 6% Kobaltnaphthenat 1 "' Das Bindemittel wurde hergestellt
durch langsame Zugabe einer mit Leinsamenöl modifizierten Alkydharzlösung in Xylol;
dem das Kobalttrockenmittel enthaltenden Paralac 11X/60, zu dem Produkt des Beispiels
14 unter Rühren, um ein wirksames Mischen zu gewährleisten. Das Bindemittel wurde
in Konzentrationen von 3 und 4 %, bezogen auf das Gewicht des Sandes (graber Chelford-Sand
gemaß
British Industrial Sand) zur Herstellung von Sandkern-Testproben für die Bestimmung
der Druckfestigkeit verwendet.
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Die Proben wiesen eine ausreichende Grünfestigkeit auf, um ihr schnelles
Ausstoßen aus der Form zu erlauben und 5iC entwickelten, wie die folgende Tabelle
zeigt, beim Altern bei Atmosphären-Temperaturen eine beträchtliche Druckfestigkeit.
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Druckfestigkeit in 0,454 Kg (l lbs )/Quadrastzoll nach dem Herausnehmen
aus der Form Bindemittelgehalt 15 Min. 30 Min. 1 Std. 2 Stdn. 4 Stdn. 24 Stdn.
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3 % 4 10 21 30 175 300 4 % 6 10 90 140 270 500