DE2337332C3 - Aushärtbare, ungesättigte Polyester- oder Alkydharzmassen mit einem Gehalt an Chelatverbindung - Google Patents
Aushärtbare, ungesättigte Polyester- oder Alkydharzmassen mit einem Gehalt an ChelatverbindungInfo
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Description
alor bei der Autoxidation \υη KohlenwassersiolTen
vurdc herkömmlicher Weise hauptsächlichem Metallrarboxylat.
wie Kobaltacetat oder Manganacetat jder ein Metallkoniplex. wie Kobaltacetyracetonai.
,erwendet. Diese Metallsalze haben sich jedoch als iikkative für Alkydharze als ungeeignet erwiesen,
ja sie nicht nur gegenüber Säuren oder Wasser nstabil. sondern auch in herkömmlichen organischen
Lösungsmitteln und im Alkydharz schwer iöslich ^ind.
Aus der DT-AS 10 05 267 ist eineChelatverbinduim
Jer folgenden Formel bekannt:
H-C
R-C
Co"
Ar1 — O— M-O-Ar2
CH = N-R-N=CH
CH = N-R-N=CH
Ar1-O-M-O-Ar2
CH = N N=CH
CH = N N=CH
(D
dl)
«5
die zur Steigerung der Härtungsrate verwendet wird Die US-PS 33 98 213 beschreibt die Verwendung
einer Zusammensetzung, die sich aus einem chelae bildenden Mittel und einem organischen Peroxidkatalysator
zusammensetzt, zum Polymerisieren von Harzen. Das chelatbildende Mittel, z. B. Äthylendiamintetraessigsäure
oder enolisierbare Ketone, wie Acetylaceton, bilden Metallkomplexe mit löslichen
organischen Metallsikkativen in Polyester, z. B. mit Kobaltnaphthenat. Auch in diesem Fall dient der
gebildete Metallkomplex zur Erhöhung der Härtungsrate des Harzes. Die Chelatverbindungen der beiden
genannten Entgegenhaltungen weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie eine starke Veränderung der
Härtungseigenschaften im Verlauf der Zeit mit sich bringen.
Erfindungsgemäß werden die vorstehenden Probleme durch aushärtbare ungesättigte Polyester- oder
Alkydharzmassen gelöst, die nach Zusatz üblicher Peroxid-Härter bei Zimmertemperatur zu Formkörpern
oder überzügen aushärten und dadurch gekennzeichnet sind, daß sie als Härtungsbeschleuniger
eine Chelatverbindung der Formel
55
enthalten, in der M ein Ubergangsmetall aus der 4. Periode — außer Nickel —. Blei oder Zirkonium
ist: Ar1 und Ar2 jeweils einen aromatischen Rest.
einen substituierten aromatischen Rest oder einen heterocyclischen aromatischen Rest darstellen: R, R1
und R2 jeweils Wasserstoff, einen Alkylrest, einen cycloaliphatischen Alkylrest, einen aromatischen Rest,
einen substituierten aromatischen Rest oder einen durch Vereinigung dieser Reste gebildeten Rest bedeuten,
wobei die Kohlenstoffkette von R, R1 und R2
Heteroatome wie O. N und S enthalten kann.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine Alkydharzzusammensetzung,
die eine Chelatverbindung der obengenannten Formell oder 11 enthält, die sich
im Verlaufe der Zeit nur wenig verändert und doch als Härtungsbeschleuniger wirkt. Ferner können ausgezeichnete
Trocknungseigenschaften ohne Herbeiführung einer Gelbildung in der Oberflächen harzschiebt
erreicht werden.
Weitere Besonderheiten der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgehen.
Die in der erfindungsgemäßen Harzzusammensetzung vorgesehene Chelatverbindung der obigen
Formel 1 oder 11 induziert im Harzsystem Oxidations-Reduktionsreaktionen. Dabei scheint beispielsweise
in einem ungesättigten Polyesterharz die Polymerisation der Doppelbindung durch eine Radikalzersetzungsreaktion
beschleunigt zu werden, und in einem ölmodifizierten Alkydharz wird die Polymerisation
der Doppelbindungen und gleichzeitig eine Oxidation des Harzes beschleunigt. Eine solche Wirkung der
Chelatverbindungen wird als eine Art katalytische Wirkung betrachtet.
Die der obigen Formel 1 oder 11 entsprechenden Chelatverbindungen werden beispielsweise im Bulletin
of the Chemical Society of Japan, 37 (1964) Π54, genannt
und können in folgender Weise hergestellt werden:
Zu einer Lösung von 800 g (3,2 Mol) Salicylaldehyd in 800 ml Methanol werden 710 g (3,6MoI) Cyclohexylamin
in kleinen Anteilen zur Synthetisierung von Salicylaldehyd-cyclohexylimin gegeben. Während der
Reaktion wird eine beträchtliche Wärmeentwicklung beobachtet. In einen 10-1-Vierhalskolben werden 800 g
(3,2MoI) Kobaltacetat, 3,51 Methanol und 2,01
Wasser gegeben und 30 Minuten lang bei 60 C gerührt. Nach vollständiger Auflösung des Kobaltacetats
wird zu der Lösung eine methanolische Lösung des obigen synthetisierten Salicylaldehyd-cyclohexylimins
langsam durch einen Tropftrichter hinzugegeben, woraufhin unmittelbar rote Kristalle ausfallen.
Nach Beendigung der tropfenweisen Zugabe werden 400 ml 4n-Na2CO3 hinzugefügt und das Rühren
15 Minuten lang fortgesetzt. Nach dem Abfiltrieren wird das Reaktionsprodukt dreimal mit Wasser
gewaschen und im Vakuum getrocknet (5 Torr; 70 C). Ausbeute: 1320 g (prozentuale Ausbeute: 89%).
Wie oben festgestellt wurde, ist das Syntheseverfahren zur Bildung einer Metallchelatverbindung
einer Schiffschen Base vergleichsweise lange bekannt, und solche Metallchelatverbindungen wurden als
Ausgangsmaterialien Tür wärmebeständige Polymere oder halbleitende organische Substanzen entwickelt.
Es wird berichtet, daß die thermische Stabilität dieser Chelatverbindungen mit der Basizität des Amins eng
verwandt ist. das eine der Komponenten der Schiffschen Base bildet, und je höher die Basizität des
Amins ist, um so höher soll die thermische Stabilität der Chelatverbindung sein (C. Calvin und
R. H. B a i I e s. J. Am. Chem. Soc, 68 [1946], 953;
C.S.Marve)undN.Tarkoy,ibid.,80[1958],832).
Es gibt auch einen Bericht über die Löslichkeit dieser Chelatverbindungen von Schiffschen Basen in organischen
Lösungsmitteln und in Polyesterharz (H.N is hi k a w aundS.Y a mada,Bull.Chem.Soc,
Japan. 37 [1964]. 1154). Bei der weiteren überprüfung
wurde gefunden, daß die Löslichkeit keine Probleme bei der aktuellen Verwendung aufwirft.
In der gesamten bislang vorliegenden Literatur über
Chelatverbindungen von Schiffschcn Basen wird jedoch
kein Hinweis über die Wirkungen solcher Chelatverbindungen auf Alkydharze, wie sie hier zum
Tragen kommen, gefunden.
Bei den der obigen Formel 1 oder Il entsprechenden Verbindungen ist M ein Metall der ersten Ubcrgangsmetallperiode
außer Nickel, d.h. Sc. Ti. V. Cr. Mn. Fe. Co, Cu oder Zn oder aber Blei oder Zirkonium.
Von diesen Metallen werden Co. Cu. Mn. Pb und Fe besonders bevorzugt. Ar, und Ar2 bedeuten einen
vom Benzol. Naphthalin usw. abgeleiteten aromatischen Rest, einen mit Alkyl. Halogen. Nitro. Hydroxy
usw. substituierten aromatischen Rest oder einen heterocyclischen aromatischen Rest wie Pyridin. Chinolin,
Ferrocen usw.
R. R1 und R2 bedeuten Wasserstoff, einen Alkylrest
mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen wie beispielsweise
Methyl. Äthyl. Propyl, lsopropyl. t.-Butyl. Octyl.
Dodecyl. einen cycloaliphatischen Alkylrest mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen wie beispielsweise Cyclopropyl.
Cyclohexyl oder Cyclohepiyl. einen aromatischen oder substituierten aromatischen Rest wie beispielsweise
Phenyl. Benzyl. Naphthyl. Tolyl. Anisyl. Nitrophenyl,
Chlorphenyl usw.
Beispiele für bevorzugte Verbindungen sind Bis-(N - phenylsalicylideniminato) - kobalt, N.N' - Bis-(salicyliden)-butylendiiminato-kobalt.
Bis-(N-cyclohexylsalicylideniminato) - kobalt. N.N' - Bis - (salicyliden)-1,8-naphthalindiiminato-kobalt.
Bis-(N-terl.-butylsalicylideniminato) - kupfer. Bis - (N - tert. - butylsalicylideniminato)
- mangan. Bis - (salicyliden)-N,N' - dipropylendiiminato - kobalt. Bis - (salicyliden)-N.N'-äthylendiiminato-kobalt
usw.
Zu den Harzen vom Alkydtyp gehören solche Alkydharze und modifizierten Alkydharze, die als
Harze für Oberflächenbeschichtungen weitgehend im Gebrauch sind, wie beispielsweise Phthalsäureharze.
Glyptalharze, Harze vom gesättigt-aliphatischen mehrbasischen Säuretyp, ungesättigte Alkydharze, Harze
vom Kolophonium-Maleinsäureanhydridtyp. Harze vom Terephthalsäuretyp usw. und andererseits die
ungesättigten Polyesterharze, die weitgehend als Harze für Formzwecke im allgemeinen Gebrauch sind, also
durch Auflösen von ungesättigten Polyestern in damit copolymerisierbaren Monomeren hergestellte ungesättigte
Polyesterharze und ölmodifizierte Alkydharze.
Wenn die Chelatverbindung der Formel 1 oder Il zu einem ungesättigten Harz für Formzwecke hinzugefügt
wird, kann das Ziel der Härtungsbeschleunigung, die sich mit der Zeit wenig ändert, erreicht
werden, und wenn die Chelatverbindung einem Alkydharz oder modifizierten Alkydharz für Oberflächen-
beschichtungen zugesetzt wird, ist eine Verbesserung
der Trockeneigenschaften ohne oberflächliche Gelbildung erreichbar.
Nachfolgend wird der Fall erläutert, das die Chelatverbindung der Formel I oder Il als Beschleuniger in einem ungesättigten Polyesterharz verwendet
wird.
1. Ungesättigtes Polyesterharz
Die Bezeichnung »ungesättigtes Polyestergießharz« wie sie hier verwendet wird, soll eine flüssige Zusammensetzung bedeuten, die durch Zusammenmischen eines Polykondensats von
<a) zumindest einer w^-ungesätögtea zweibasischen Säure wie Maleinsäure, (b) zumindest einem mehrwertigen Alkohol
■wie Propyienglykol and. wenn nötig, (c) zummdest
einer mehrbasischen Säure wie Phthalsäure und Herbeiführung einer thermischen Kondensation dieser
Mischung unter vorgeschriebenen Bedingungen zu einem ungesättigten Polyester mit einer Säurezahl
von 60 oder weniger und Auflösung des Polyesters in (d) einem polymerisierbaren Monomeren wie
Styrol hergestellt worden ist.
Geeignete !/./«'-ungesättigte zweibasische Säuren für
die Komponente (a) sind außer Maleinsäure: Fumarsäure, ltaconsäure und Citraconsäure: Anhydride
und halogensubstituierte Derivate dieser Säuren können auch verwendet werden. Zu den als Komponente
(b) zu verwendenden mehrwertigen Alkoholen gehören außer Propvlenglykol Äthylenglykol. Diäthylenglykol.
Triäthylenglykol. Dipropylenglykol. Butylenglykol. ein hydrierter Typ vom Bisphenol A.
Trimethylolpropan. Trimethylolpropanmonoallyläther. Glycerin. Diglycerin und Pentaerithrit. Einwertige
Alkohole wie Benzylalkohol und Trimethylolpropandiallyläther
können auch als teilweiser Ersatz verwendet werden. Zu den als Komponente (c) zu
verwendenden mehrbasischen Säuren gehören neben der Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure.
Bernsteinsäure. Adipinsäure, Sebacinsäure. Tetrahydrophthalsäure.
3-Methyl -4-cyclohexen-1,2-dicarbonsäure.
3.6-Endomethylen- l4-tetrahydrophthalsäure.
Trimellitsäure und Pyromellitsäure. Anhydride, halogensubstituierte Derivate und Ester dieser Säuren
können auch verwendet werden. Neben mehrbasischen Säuren können einbasische Säuren wie Benzoesäure
als leilweiser Ersatz verwendet werden.
Zu den als Komponente (d) zu verwendenden polymerisierbaren Monomeren gehören neben dem
Styrol Methacrylsäure und Ester derselben, Vinylacetal, Vinyltoluol. Divinylbenzol, Vinylnaphthalin.
Vinyläther. Diallylphthalat, Diallylmaleat. Diallylfumarat sowie andere, polymerisierbare ungesättigte
Gruppen enthaltende Monomere. Diese Monomeren werden jeweils einzeln oder in Kombinationen miteinander
verwendet.
Die Polykondensation von (al. (b) und (c) ist die übliche Synthese von Alkydharzen. Das Verhältnis
der Alkoholkomponenle (b) zu dem Säurekomponenten (a) und (C) liegt wunschgemäß im Bereich
von 1.00 1.00 bis 1,20 1.00, ausgedrückt in Molzahl Hydroxylgruppen pro Molzahl Carboxylgruppen. Das
Verhältnis der Komponente (a)zu der Komponente (b) innerhalb der Säurekomponenten (a) und (c) kann
in dem Maße frei gewählt werden, wie bei herkömmliehen Alkydharzen und kann abhängig von der
Reaktivität. Verarbeitbarkeit und unterschiedlichen anderen Erfordernissen kontrolliert werden.
2. Härtungsmittel und Polymerisationsinhibitor
Als Härtungsmhtel werden organische Peroxide einschließlich Ketonperoxide wie Methyläthylketonperoxid und Cyclohexanonperoxid sowie Hydroperoxide wie Cumolhydroperoxid in Mengen von 0,5 bis 3,0 Teilen pro 100 Teile des ungesättigten Polyestergießharzes verwendet Polymerisationsinhibitoren wer-^.
den zum Zwecke einer Verhinderung der Gelbildung im ungesättigten Polyestergießharz während der Lagerung sowie zur Kontrolle der Härtungsgeschwindig- keit verwendet. Allgemein bekannte Inhibitoren wie Hydrochinon, p-tert.-Butylcatechol, 23-Di-tert.-butyJhydrochinon. p-Chinon und Kupferionen können
in einer Menge innerhalb des Bereichs von OjOQl bis
2 3 5 1 5 52
.1.5 Teilen pid 100 Teile des unucsiittiutcn Polyesterharzes
verwendet weiden.
3. Härtungsbeschlcunigcr
Der Härlungsheschlcunigcr ist eine Chclat\crbindunu
einer Seliiffschen Hase der allgemeinen lorniel
Ar, — O -M O--Ar,
CH NR N ^ CH
CH NR N ^ CH
Ar, —Ο- Μ -O Ar2
CH-N N =CH
CH-N N =CH
R,
R,
wobei Ar1. Ar2. R. R1 und R2 die bereits angegebene
Bedeutung haben. Herkömmliche Metallseifen. Stickstoffverbindungen und ,«'-Diketone können auch in
Kombination mit der Chelatverbindung verwendet werden. Die Menge der zuzusetzenden Chelatverbindung
liegt vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 0.0005 bis 0.1 Teilen (ausgedrückt in Metall) pro
100 Teile der flüssigen ungesättigten Polyesterharzzusammensetzung.
In den unten angegebenen Beispielen sind alle Teile und Prozentsätze auf das Gewicht bezogen.
Die Kalthärlungseigenschafien wurden in folgender Weise nach der in Punkt 4 und 7 der japanischen
lndustrienorm JlS K 6901 (1968) festgelegten Prüfmethode bestimmt.
50 g des Gießharzes (hergestellt in der in den Beispielen beschriebenen Art und Weise) wurden in
einen 50-ml-Becher eingewogen und der Becher in einen Thermostaten von 25 ± 0.5 C gebracht. Nach
Einstellung der Harztemperatur auf 25 -t 0.5 C wurden
0.5 g einer 55%igen Lösung von Methyläthylketonperoxid hinzugegeben. Nach sorgfältigem Durchrühren
wurde die Harzzusammensetzung in ein Prüfrohr übergeführt, das in dem Thermostaten bei
25 ± 0.5 C untergebracht worden war. wie in der Zeichnung zu sehen ist. so daß die Tiefe der Harzzusammensetzung
10 mm erreichte. Das Zeitintervall zwischen der Zugabe des Methyläthylkelonperoxids
bis zum Erreichen einer Harztemperatur von 30 C wurde (in Minuten) als Gelzeit betrachtet, und das
Zeitintervall bis zum Erreichen der Maximaltemperatur wurde als minimale Hürtungszeil genommen, wobei
Kalthürtunüseiuenschaften des Gießharzes 1 und 11
die Ma\imaltcmpcruiur als exotherme Spitzcnteiripcraturl
C) betrachtet wird.
Die Zeichnung zeigt die Apparatur zur Prüfung der Kalthärtungscigenschaften. Die einzelnen Bezugs-/eichen
haben dabei folgende Bedeutung: 1 ist ein Klebeband. 2 ein Stopfen. 3 die flüssige Harzzusammenselzung.
4 die Verbindungsstelle eines Thermoelements für die Temperaturmessung. 5 das Prüfrohr.
6 Luft. 7 ein Rohr zur thermischen Isolierung und 8 die ίο Thcrmoslatcnflüssigkeit.
Eine Mischung von 1.0 Mol Maleinsäure. 1.0 Mol Phthalsäureanhydrid und 2,2 Mol Propylenglykol
wurde durch Erwärmen auf 2(X) C unter einem Stickstoffstrom kondensiert. 67 Teile des resultierenden
ungesättigten Polyesters mit einer Säurezahl von 32 (nachfolgend als ungesättigter Polyester bezeichnet)
wurden in 33 Teilen monomerem Styrol mit 0,01 Teil gelöstem Hydrochinon gelöst und ferner mit 0,5 Teilen
Kobaltoctoal (Kobaltgehalt von 6,0 Gewichtsprozent) vermischt, das darin gelöst wurde zur Erzielung eines
ungesättigten Polyestergießharzes I (nachfolgend als Gießharz I bezeichnet).
67 Teile des ungesättigten Polyesters wurden in 30 Teilen monomerem Styrol mit 0,01 Teil darin
gelöstem Hydrochinon gelöst und ferner mit 3.0 Teilen einer styrolischen Lösung (Kobaltgehalt von 1.0 Gewichtsprozent)
von Bis-(N-phenylsalicylideniminato)-
v> kobalt
,—O —Co-O
CH = N
35
40
vermischt zum ungesättigten Polyestergießharz 11 (nachfolgend als Gießharz II bezeichnet).
Diese Gießharze I und II wurden in einem Ther mostaten bei 40 ± 2 C gehalten und täglich hinsiehtlieh
der Kalthärtungseigenschaften überprüft. Al: Härtungsmittel wurde 1.0 Teil Methyläthylketonper
oxid (aktiver Sauerstoffgehalt: 10,2%) pro lOOTciU Gießharz verwendet. Die erhaltenen Ergebnisse sine
in Tabelle 1 zusammengefaßt.
I Einenschalt I
Gießharz I (Vergleichsversuch)
Gelzeit (min)
min. Härtungszeit (min)
exotherme Spitzentemperatur ( C)
Gelzeit (min)
min. Härtungszeit (min)
exotherme Spitzentemperatur ( C)
Gießharz II
Gelzeit (min)
min. Härtungszeit (min)
exotherme Spitzentemperatur ( C)
*) Tasi des Ansat/cs. :
Gelzeit (min)
min. Härtungszeit (min)
exotherme Spitzentemperatur ( C)
*) Tasi des Ansat/cs. :
lai;c bei 4O | t | 7 | 14 | 2! | 2X | H) |
0*1 | 25J | 32.0 | 36.4 | 43.6 | 53.8 | |
Π.5 | 41.1 | 54.9 | 59.6 | 64.3 | 81.5 | |
20J | 154 | 145 | 144 | 129 | 134 | |
161 | 15.6 | 17.4 | 16.9 | 17.8 | IKt) | |
12J | 23.8 | 25.2 | 25.0 | 26J< | 27J | |
19.7 | 169 | 172 | 168 | 165 | lf>7 | |
a 74 |
609*51/3
j ι
10
B e i s ρ i c 1 2
67 Teile des ungesättigten Polyesters von Beispiel I wurden in 21 Teilen monomerem Styrol mit 0.01 Teil
gelöstem Hydrochinon gelöst und ferner mit 12 Teilen einer styrolischen Lösung (Kobaltgehalt von
0.25 Gewichtsprozent) von N.N'-Bis-lsalicylidenl-butylendiiminatokobalt
// V
-O — Co-()·-<
CH = N N=CH
CH, CH,
I i
CH, CH,
vermischt,zum ungesättigten Polyestergießharz 111.
Das Gießharz 111 wurde in einem Thermostaten bei 40 ± 2 C gehalten und täiilich hinsichtlich der
Änderung der Kalthärtungseigenschaften überprüft. Als Hartungsmittel wurde 1.0 Teil Methyläthylketonperoxid
(wie im Beispiel 1) pro 100 Teile flüssiger Harzzusammensetzung verwendet. Die erhaltenen Ergebnisse
sind in Tabelle 2 wiedergegeben.
Kalthärtungseigenschaften des Gießharzes III
Eiuenschaft
Gelzeit (min) Min. Härtungszeit (min) Exotherme Spitzentemperalur ( C)
*) Tau des Ansatzes.
Tiii:e bei 40 | C | 7 | 14 | 21 | 28 | 60 |
0*1 | 18.4 35.5 150 |
19.2 36.7 149 |
18.9 36.1 154 |
19.5 37.3 149 |
20.9 36.9 146 |
|
15.7 27.0 155 |
67 Teile des ungesättigten Polyesters von Beispiel 1 wurden in 30 Teilen monomerem Styrol mit 0 01 Teil
dann gelöstem Hydrochinon gelöst und ferner mit 3.0 Teilen einer styrolischen Lösunc (Kobaltgchalt von
1.0 Gewichtsprozent) von Bis-fN-cyclohexylsalicylideniminatoJ-kobalt vermischt zum uneesättieten Polvestergießharz
IV. & J
" Das Gießharz IV wurde in einem Thermostaten bei 40 ± 2 C gehalten und täglich hinsichtlich der
Änderung der Kalthärtungseigenschaften überprüft. Als Härtungsmittel wurde 10 Teil Methyläthylketonperoxid
(wie im Beispiel 1) pro 100 Teile Gießharz verwendet. Die erhaltenen Ereebnisse «ind in Tabelle 3
wiedergegeben.
Kalthärtunsseieenschaften des Gießharzes IV
Eigenschaft
Gelzeit (min) Min. Härtungszeit (min) Exotherme Spitzentemperatur (: C)
*l Tag des Ansatzes.
Tage bei 40 | C | 16,1 | 14 | 21 | 28 | 60 |
0*) | 7 | 28,7 | 17,3 | 17,9 | 183 | 18,9 |
13,2 | 162 | 29,6 | 30,8 | 29,9 | 31,4 | |
24,5 | 159 | 359 | 155 | 157 | ||
165 |
67 Teile des ungesättigten Polyesters von Beispiel 1 wurden in 21 Teilen monomerem Styrol mit 001 Teil
dann gelöstem Hydrochinon gelost und ferner mit 12 Teilen einer styrolischen Lösung {Kobaltgehalt von
CJJI JJC
11 12
0.25 GewichtsprozentI \on N.N'-Bis-lsalicylidcnl-I.S-naphthalindiiminatokobalt
p— O—Co- O-CH
= N N=CH
zum ungesättigten Polyestergießharz V vermischt.
Das Gießharz V wurde in einem Thermostaten bei 40 ± 2 C gehalten und täglich hinsichtlich der
Änderung der Kalthärtungseigenschaften überprüft. Als Härtungsmittel wurde 1,0 Teil Methyläthylketonperoxid
(wie im Beispiel 1) pro K)O Teile des Gießharzes verwendet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 4
wiedergegeben.
Kalthärtungseigenschaften des Gießharzes V
Eigenschaft
Gelzeit (min) Min. Härtungszeit (min) Esotherme Spitzentemperatur ( C)
*) Tau des Ansatzes.
Tage bei 40 | C | 7 | 29.8 | 14 | 21 | 28 | 60 |
0*1 | 45.3 | 32,1 | 33.4 | 34,2 | 37,5 | ||
26.0 | 157 | 45.8 | 49,6 | 48,1 | 54,7 | ||
39,6 | 160 | 154 | 156 | 153 | |||
158 |
67 Teile des ungesättigten Polyesters von Beispiel 1 wurden in 30 Teilen monomerem Styrol mit 0,0025 Teilen
darin gelöstem Hydrochinon gelöst und ferner mit 3.0 Teilen einer styrolischen Lösung (Kupfergehalt von
1,0 Gewichtsprozent) von Bis-(N-tert.-butyl-salicylideniminato)-kupfer
CH = N N=CH
I I
H3C-C-CH3 H3C-C-CH3
CH3
CH3
zum ungesättigten Polyestergießharz Vl vermischt.
Das Gießharz Vl wurde in einem Thermostaten bei 40 ± 2 C gehalten und täglich hinsichtlich der
Änderung der KaUhärtungseigenschaften überprüft. Als Härtungsmittel wurde 1,0 Teil Methyläthylketonperoxid
(wie im Beispiel lf pro 100 Teile Gießharz verwendet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5
wiedergegeben.
Tabelle 5 | des Gießharzes Vl | C | 60,4 | 14 | 21 | 28 : | m · |
Kalthärtungseigenschaften | Tage bei 40 | 7 | 100,3 | 63,7 | 67,4 | 62,6 | 64J |
Eigenschaft | 0*) | 109 | 112^5 | 108,6 | 104,6 | 112,9 | |
5Z8 | 98 | 107 | 115 | 101 | |||
Gelzeit (min) | 91,7 | ||||||
Min. Härtungszeit (min) | tür V- Ci 118 | ||||||
Exothferme Smtzentenroera | |||||||
*) Tag des Ansatzes.
67 Teile des ungesättigten Polyesters von Beispiel 1 wurden in 30 Teilen monomerem Styrol mit 0.0025 Teiler
gelöstem Hydrochinon gelöst und ferner mit 12 Teilen einer styrolischen Lösung (Mangangehalt vor
0.25 Gewichtsprozent! von Bis-(N-tert.-butyl-salicviideniminato)-mangan
■; , C) Mn O f
CH = N ^N=CH
: I
H,C—C—CH, H1C-C-CH,
CH,
CH,
zum ungesättigten Polyestergießharz VII vermischt. Die Chelatverbindung wurde vollständig aufgelöst. Das
Gießharz VII wurde in einem Thermostaten bei 40 ± 2 C gehalten und täglich hinsichtlich der Änderung
der Kalthärtungseigenschaften überprüft. Als Härtungsmittcl wurde 1.0 Teil Methvläthvlketonperoxid pro
100Teile Gießharz verwendet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle6 wiedergegeben.
Kalthärtungseigenschaften des Gießharzes VlI
niüen schaft | C) | I iiyc Ix-i 4(1 | C | 7 | 74.5 | 14 | 21 | 2S | 75.4 |
0*1 | 121.1 | 73.N | 76.5 | 78.1 | 127.4 | ||||
Gelzcit (min) | 67.4 | 124 | 126.4 | 125.0 | 1 21 .,S | 95 | |||
Min. Härtungszeit (min) | 107.9 | 94 | 91 | 106 | |||||
Exotherme Spilzentemperalur; | 113 | ||||||||
*) Tau dos Ansal/cs.
Aus den vorstehenden Angaben folgt, daß ein ungesättigtes Polyesterharz üblicher Zusammensetzung
nach einer Lagerung über 2 Monate hinweg bei 40 C eine Gelzeit aufweist, die das 5fachc des
ursprünglichen Wertes ausmacht, wenn eine herkömmliche Kobaltseife als Beschleuniger, und zwar
Kobaltoctoat, verwendet wurde, während im Falle der Anwendung von Kobaltchclat gemäß der Erfindung
in äquivalenter Menge (bezogen auf den Metallgehalt) eine Gelzeit gefunden wurde, die nur höchstens
1.5mal größer war. was eine merkliche Verbesserung bedeutet. Die Zersetzungsakti vital der Chelatverbindung
wurde auch als größer befunden im Vergleich zu derjenigen einer herkömmlichen Kobaltseife.
Obgleich die Härtungsbcschleunigung bei Chclatverbindungen mit Kupfer. Mangan oder Eisen an
Stelle von Kobalt etwas geringer ist als bei der Kobaltchelatverbindung. wurde bei ersteren keine
bedeutende Änderung der Aktivität mit der Zeit in ungesättigten Polyestergießharzen gefunden. Es ist
daher klar, daß die Ziele der Erfindung auch mit den Chelatvcrbindungcn anderer Metalle als Kobalt
erreicht werden können.
Im Nachfolgenden wird die Anwendung derChclatverbindung
der obigen Formel bei Alkydharze!! für Obcrfiächenbcschichtungen erläutert. Wegen der starken
Bindung zwischen dem Mctallatom und dem I.iganden ist die Chelatverbindung erstaunlich stabil
gegenüber Carbonsäuren und geringen Wassermengen im Harz (verglichen mit herkömmlichen Mclallscifeni.
Folglich treten keine solchen Phänomene wie die F'reigabc von Melallionen oder gar eine Anreicherung
von Metallionen in der Oberflächenschicht der aufgetragenen Harzzusammensetzung auf. Das scheint
der Grund für die verbesserte Trocknung des inneren Teils des Harzüberzuges sowie für die verminderte
Hautbildung in der Oberflächenschicht zu sein.
Besonders bevorzugte Chelatvcrbindungcn für die Verwendung als Trockner bzw. Sikkative, sind solche
der obengenannten Formel, bei der R. R1 und R2
C,- bis C10-AIlCyIrCStC. cycloaliphatische Alkylreste
mit 3 bis 13 Kohlenstoffatomen oder Benzol- oder Naphthalinkernc sind. Die öberzugszusarnmensetzungen
können bei Bedarf mit Pigmenten wie Titanweiß, rotem Oxid. Ruß. Zinkoxid. Titangelb und
Preußischblau vermischt werden.
Die in den Beispielen verwendeten Alkydharze wurden in folgender Weise hergestellt (alle in der
nachfolgenden Beschreibung angegebenen Teile und Prozentsätze sind auf das Gewicht bezogen):
Harz A
(A) Eine Mischung von 65 Teilen Leinöl. 14 Teilen Pentaerythrit und 0.1 Teil Lithiumnaphthenat (Metallgehalt:
1.2%) wurde in einen 2-1-Vierhalskolbcn gcbracht
und etwa 1 Stunde lang bei 240 C zur Esterbildung gerührt. Nach Absenkung der Temperatur
auf 60 C wurden 21 Teile Phthalsäureanhydrid zur Reaktionsmischung hinzugegeben und die Veresterung
bei ISO C i Stunde lang fortgesetzt. Die Tcmpcratur
wurde dann auf 230 C erhöht und die Reaktionsmischung zur Vervollständigung der Veresterung
4 Stunden lang gerührt. Danach wurde Terpcn zur Reaktionsmischling liin/ugcgehcn zur Erzielung eines
15 lKJ 16
Alkydharzes mil 70",, Harzgehalt. Die Eigenschaften Aufheizrest 60.0%
iles als Har/. A bezeichneten Har/es sind nachfolgend Viskosität (Gardner H ο I d I:
wiedergegcben. 25 C) Z
Aufccizrcst 7().o»„ ^T73J)1 ;,····; ·,;■■;·,
*
Viskosität (Gardner H ο I d t: 5 ' alh/ahl Gardner H ο I d 11... 2
25 C) . W
25 C) . W
S iurezthl 5 ~> ^ur '>r"^UI1S ^cr Beschichtungsfihnc in den nach-
Farbzahl (G a Vd nc . " Hol dt)" ' Γ folgenden Beispielen wurden folgende Verfahren an-
gewandt:
Harz B '· Bleistiftmine
(B) Eine Mischung von 65 Teilen Sojabohncnöl. Testprobenin Plattenform, die 10 Tase lang nach
13.5 Teilen Glycerin und 0.1 Teil Lithiumnaphthcnat der Beschichtung und Trocknung aufbewahrt worden
(Metallgehalt: 1.2%) wurde in einem 2-1-Vierhals- 15 waren, wurden in horizontaler Lage fixiert. Bleistifte
kolben in ähnlicher Weise wie bei (A) einem Ester- von unterschiedlicher Härte von 6B bis 6H. die
austausch bzw. einer Estcrbildung unterworfen. Nach unter einem Winkel von 45 zur Horizontalebene
Zugabe von 25.6 Teilen Phthalsäureanhydrid zur angeordnet waren, wurden unter leichtem Kontakt
Reaklionsmischung wurde die Veresterungsreaktion mit der Filmoberfläche der Testprobe in Richtung
in ähnlicher Weise wie bei (A) beendet und die 20 des Bleistifts darüber geführt. Die Härte desjenigen
Reaktionsmischung mil Terpent nöl als Lösungs- Bleistifts bzw. der Mine, die keinen Kralzer hinierließ.
mittel vermischt zur Erzielung eines Alkydharzes wurde als Bleistifthärtc des Films bezeichnet,
mit 70% Harzgehalt. Die Eigenschaften des Harzes
(als Harz B bezeichnet) sind nachfolgend wiedergegeben: 25 2. Chcmikalienbcständigkeil
mit 70% Harzgehalt. Die Eigenschaften des Harzes
(als Harz B bezeichnet) sind nachfolgend wiedergegeben: 25 2. Chcmikalienbcständigkeil
Aufheizrest 70 0",,
Viskosität (G a r d η er H ο 1 d t:
25 C) X
Säiirezahl 4.X
Farb/ahl (G ardncr H ο I d t)... 4
H) Tage nach Beschichten und Trocknen wurde eine Testprobe in 1.0%ige wäßrige Natriumhydroxidlösung
und in 5.0%ige Salzsäure getaucht und in regelmäßigen Abständen herausgezogen zur überprüfung
der Chemikalicnbcständigkeit des Beschichtungsfilms. Dabei wurden für die Beurteilung folgende
Svinbole verwendet:
Harz C
(C) Das Sojabohnenö! von (B) wurde durch Safranblumenöl
ersetzt [während die Glycerin- und Phthalsäureanhxdridmenge
wie bei (B) waren]. Die Veresterung wurde in der gleichen Weise wie bei (B)
beendet. Nach Zugabe \on Terpcn wurde ein Alkydharz mit 70% Harzgehalt erhalten. Die Eigenschaften
des als Harz C bezeichneten Harzes sind nachfolgend wiedergegeben:
Aufhcizrcst 70.0",,
Viskosität (G a r d η e r H ο I d t:
bei 25 C) Y
Säurezahl 6.2
Farb/ahl !Gardner H ο 1 d t). . . 3
Harz D
Eine Mischung von 40Teilen Safranblumcnöl.
IOTeilen Glycerin und 0.01 Teil Lithiumhydroxid
wurde in einen 2-1-Vicrhalskolbcn gegeben und zur
Herbeiführung der Estcrbildung bzw. des Esteraustauschs etwa I Stunde lang bei 230 C gerührt. Nach
Absenkung der Temperatur auf 50 C wurden 13 Teile Glycerin und 42.8 Teile Phthalsäureanhydrid zur
Reaktionsmischung hinzugegeben und die Vcrcslerungsrcaklion 2 Stunden lang bei ISO C fortgesetzt.
Danach wurde die Temperatur auf 210 C erhöht und die Reaktionsmischung /ur Vervollständigung der
Veresterung 5 Stunden lang gerührt. Danach wurde Xylol zur Reaklionsmischung als Lösungsmitlei hinzugegeben
/in Erzielung eines Alkulharzcs mit 60",,
Har/gehall. Die Eigenschaften des als liar/D bezeichneten
Harzes werden nachfolgend w iedcrgegeben:
® in Ordnung.
O Vergilbung und Blasenbildung 1Od bis 9 d. Δ Vergebung und Blasenbildung 8d bis 6d.
χ Blasenbildung 5 d bis 2 d oder vollständig abgepellt.
χ Blasenbildung 5 d bis 2 d oder vollständig abgepellt.
3. Wasserbeständigkeit (40 C: warmes Wasser)
Prüfmethode und Auswertung waren die gleichen wie bei der Chemikalienbeständigkeil.
4. Hautbildimg
100 g eines Alkydharzes mil zugemischtem Sikkativ
wurden in einem Thermostaten bei 25 C gehalten und das Gewicht des nichtgclicrten Teils gemessen
und verglichen.
© Gelierungsgrad 0— 5%
O Gelierungsgrad 6 K)Vo
Δ Gelierungsgrad Il 20%
χ Gelierungsgrad 21 %
Zwei Typen von Harzen Ii und F wurden hin
sichtlich des Verhaltens Je:. Bcschichlungsfilms und
der Haulbildung miteinander verglichen Das Harz E wurde durch Zugabe von 0.30% Blcinaphthenat und
6s 0.03% Kobaltnaphthenal (beide WeMe sind in Metallgehalt,
bezeigen auf die Harzkomponente.ausgedrückt) /u 50 Teilen leinölmodilizierlen Alkydharze·« (Harz Al
hergestellt.
Das Harz F wurde durch Zugabe von 0.30"» Bleinaphthenat und 0,03% einer Chelai\erbindung
der Formel
CH = N
N=CH
Chemikalienbestaridiükeit
(5% HCI:24Sid.)
Bleistiftharte (nach 7 TagenI
Huulbildung (nach 7 Tagen)
(5% HCI:24Sid.)
Bleistiftharte (nach 7 TagenI
Huulbildung (nach 7 Tagen)
Harz I Har/ !
iVcr-
iVcr-
6B OK 6B OK
zu dem Harz A hergestellt. Mit einem Beschichtungsstab wurden diese Harze auf ein unbehandeltes Stahlblech
derart aufgetragen, daß dei getrocknete Film eine Dicke von 35 am halte. Vor der Prüfung wurden
die Testproben 10 Tage lang bei 20 C und 65% relativer Feuchtigkeit aufbewahrt. Die erhaltenen
Ergebnisse sind in Tabelle 7 zusammengefaßt.
Harz F. iVcr- iileiehs- \ ersuch I |
H; | |
Adhäsion | © | © |
Wasserbeständigkeit (25 C: | © | © |
7 Taue)
Zu jedem der Harze A (50 Teile). B (50 Teile). C (50 teile) und D (58 Teile) wurden 0.03% (ausgedruckt
in Metallgehalt, bezogen auf die Harzkomponente) Kobaltnaphthenat hinzugegeben und
die Ansätze als Harz G. H. 1 und J bezeichnet.
Auf der anderen Seite wurden zu jedem der Harze A (50 Teile). B (50 Teile). C (50 Teile) und D 158 Teile)
0.03% (ausgedrückt in Metallgehall, bezogen auf die Harzkomponente) einer Chelatverbindung der
obigen Formel hinzugegeben: Harze G', H'. Γ und J'. Diese Harze wurden hinsichtlich des Verhaltens der
Beschichtungsfilme und hinsichtlich der Hautbildung miteinander verglichen. Die Auftragsmethode war
die gleiche wie bei Beispiel 7. Vor der Prüfung wurden die Testproben 10 Tage lang bei 20 C und 65%
relativer Feuchtigkeit aufbewahrt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 8 wiedergegeben.
Ansa 17
Hai/ ti
Haiv Ci HaIY H Hai/I
Hai/ I
Harz Γ
Ha IY J
Hai/.Γ
Adhäsion
Wasserbeständigkeit (25 C:
7 Tage)
7 Tage)
Chemikalienbeständiukeit
(5% HCl 24 Std.) Bleistifthärte (nach 7Tagen)
Hautbildimg (nach 7 Tagen)
(5% HCl 24 Std.) Bleistifthärte (nach 7Tagen)
Hautbildimg (nach 7 Tagen)
6BX 6BOK 6BOK 5BOK 6BOK 5BOK 4B
ν © y © χ © Δ
2B
Hilfsverfahren war das gleiche wie im Beispiel 7. so Vor der Prüfung wurden die Testproben 10 Tage
Zu je 50 Teilen des Harzes A wurden 0.03% (aus- lang bei 20 C und 65% relativer Feuchtigkeit aufgedrückt
in Metallgehalt, bezogen auf das Harz) bewahrt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle9
einer Chelatverbindung der Formel wiedergegeben.
(IVi
Adhäsion
Wasserbeständigkeit (25 C:
7 Tage)
7 Tage)
hinzugegeben, wobei M gleich Kobalt, Mangan. 65 Chemikalien-Kupfer
oder Blei war. Diese Harze wurden hinsieht- beständigkcit lieh des Verhaltens des Beschichtungsfilms sowie der (5% HCI
Hautbildung miteinander verglichen. Das Beschich- 24 Std.)
Hautbildung miteinander verglichen. Das Beschich- 24 Std.)
Melall in l-ornicl IV
K ο hai I
Manuan Kupfer
Blei
Fortsetzun»
Metall in l-unnel IV
Kobalt Manuan Kupfer Blei
Bleistifihärte 4BOK 5B0K 6B0K 6BOK
(nach 14 Tage)
(nach 14 Tage)
Hautbildung © ® ® ©
(nach 7 Tagen)
Beispiel 10
Zu dem HarzA wurden 0,03% (ausgedrückt in
Metallgehalt, bezogen auf das Harz) einer Chelatverbinduriii
der Formel
CH = N N=CH
V-o
CH = N N=CH
H3C-C-CH3 H1CC-CHj
CH3 CH3
CH3 CH3
hinzugegeben. Die resultierenden Harzansätze K und L wurden hinsichtlich des Verhaltens des Beschichlungsfilms
und der Hautbildung miteinander verglichen. Das Beschichtungsverfahren war das gleiche
wie im Beispiel 7. Vor der Prüfung wurden die Testproben 10Tage lang bei 2OC und 65% relativer
Feuchtigkeit aufbewahrt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 10 wiedergegeben.
Ansatz
Adhäsion
Wasserbeständigkeit (25 C:
7 Tage)
7 Tage)
Chemikalien beständiukeit
(5% HCI: 24Std.)
(5% HCI: 24Std.)
Harz K Harz L
Ansal/
Harz K Harz L
Bleistifthärte (nach 7 Tagen)
Hautbildung (nach 7 Tagen}
Hautbildung (nach 7 Tagen}
6BOK
6BOK
@
@
Die üblicherweise als Trockenstoffe bzw. Sikkalive verwendeten Metallseifen zeigen Mangel wie Gelbildung
(Hautbildung) in der Oberflächenschicht
ίο des Harzes und eine geringe Beständigkeit im Harz,
insbesondere gegenüber geringen Wassermengen die im Harz anwesend sind. Wie aus den vorstehenden
Beispielen 7 bis 10 hervorgeht, werden dagegen solche
Nachteile, wie sie bei herkömmlichen Metallseifen beobachtbar sind, durch Zusatz von 0,01 bis 0,50 Gewichtsprozent
und insbesondere 0,02 bis 0,20 Gewichtsprozent (ausgedrückt in Metallgehalt) einer
Chelatverbindung gemäß der obigen Formel I oder 11 zu einem ungesättigten Alkydharz merklich verringert.
ίο Als Ergebnis eines Vergleichs der Trockeneigenschaften
zwischen beispielsweise dem Alkydharz E, das Bleinaphthenat (0,3 Gewichtsprozent, ausgedrückt in
Metallgehalt) und Kobaltnaphthenat (0,03% in Metallgehalt ausgedrückt) enthält und dem Alkydharz F.
das 0,03 Gewichtsprozent einer Chelatverbindung gemäß Beispiel 7 enthält, findet man zwar keinen großen
Unterschied zwischen den Harzen E und F hinsichtlich der Trockeneigenschaften (Adhäsion, Wasserbeständigkeit,
Chemikalienbeständigkeit und Bleistifthärte), jedoch zeigt das Harz E in 4 Tagen nach
Zugabe eines Sikkativs bei Zimmertemperatur Gelbildung in der Oberflächenschicht, während beim
Harz F nach 10 Tagen Stehen bei Zimmertemperatur keine solche Gelbildung in der Oberflächenschicht
gefunden wird.
Aus den im Beispiel 8 erhaltenen Ergebnissen geht hervor, daß die Wirksamkeit der Chelatverbindung
der Formel I oder II gemäß der Erfindung unabhängig vom Typ und der Länge des Öls in den Alkydharzen
(HarzeG', H', Γ und J) ist. Man sieht also, daß unterschiedliche Nachteile, die bei herkömmlichen
Metallseifen beobachtet werden, durch Verwendung einer Chelatverbindung der Formel 1 oder Il als
Sikkativ unter merklicher Verbesserung verringert werden können.
Es wurde eine Harzlösung A folgendermaßen hergestellt. 67 Teile Polyester mit einer Säurezahl von 32
(der gleiche Polyester wie im Beispiel 1) wurden in 33 Teilen Styrol mit einem Gehalt an 0,01 Teil Hydrochinon
gelöst. In der resultierenden Mischung wurden 0,07 Teile Kobaltacetylaceton gelöst (diese Verbindung
wird nach Beispiel 4 der DT-AS 10 05 267 verwendet).
Es wurde eine Harzlösung B folgendermaßen hergestellt. 67 Teile Polyester mit einer Säurezahl von 32
(der gleiche Polyester wie im Beispiel 1) wurden in 33 Teilen Styrol mit einem Gehalt an 0,01 Teil Hydrochinon
gelöst. In der rentierenden Mischung wurden 0.5 Teile Kobaltnaphthenat (mit einem Gehalt an
6% Kobalt) und 0,1 Teil Acetylaceton (2,4-Pentadion) gemäß Beispiel I der US-PS 33 98 213 gelöst.
Unter Anwendung der gleichen Arbeitsweise wie in den Beispielen 1 bis 6 wurde die tägliche Veränderung
der Kalthärtungseigenschaften gemessen. Die Ergebnisse lassen sich der folgenden Tabelle 11 entnehmen.
U I U
21
22
Ihn/
Harzlösung Λ Gelier/eil (min) minimale Harumgszcit (min)
max. exotherme Temperatur ( Cl
Har/lösung B Gclierzcit (min)
minimale Harlimgs/cil (min)
max. exotherme Temperatur ( C)
Beim Vergleich mit den Ergebnissen der Beispiele 1 bis 6 ergibt sich, dal.i die erl'indunysyemäB \erwcndclci
Chelalverbindungen denen der Druckschriflen überlegen sind.
I a.m.· h | S.2 | lm 411 ( | 23.7 | 14 | 3X.7 | 40.S | 36.9 |
Il | 15.3 | 40.4 | 35.1 | 55.5 | 5S.3 | 55.0 | |
174 | 161 | 53.5 | I5S | 155 | 157 | ||
7» | 22.1 | I5S | 35.6 | 33.7 | partie | ||
34.X | geliert | ||||||
14.S | 3K.3 | 53.9 | 50.4 | ||||
177 | 170 | 52.7 | 163 | 166 | |||
165 | |||||||
Hierzu 1 Blatt Zeichnuniien
Claims (2)
1. Nach Zusatz üblicher Peroxid-Härter bei Zimmertemperatur zu Formkörpern oder überzügen
aushärtbare ungesättigte Polyester- oder Alkydharzmassen, dadurch gekennzeichnet,
daß sie als Härtungsbeschleuniger eine Chelatverbindung der Formel
Ar1-O-M-O-Ar2
CH = N-R-N=CH (1)
CH = N-R-N=CH (1)
Ar1-O-M-O-Ar2
CH = N N=CH
CH = N N=CH
oder
R,
enthalten, in der M ein Ubergangsmetall aus der
4. Periode außer Nickel —. Blei oder Zirkon ist. Ar1 und Ar2 jeweils einen aromatischen Rest,
einen substituierten aromatischen Rest oder einen heterocyclisch aromatischen Rest darstellen. R. R1
und R2 jeweils Wasserstoff, einen Alkylrest, einen cycloaliphatischen Alkylrest, einen aromatischen
Rest, einen substituierten aromatischen Rest oder einen durch Vereinigung dieser Reste gebildeten
Rest bedeuten, wobei die Kohlenstoffkette von R, R1 und R2 Heteroatome wie O. N und S
enthalten kann.
2. Verwendung der Polyester- oder Alkydharzmassen gemäß Anspruch 1 zum Herstellen von
Formkörpern oder Oberflächen beschichtungsmitteln.
40
Gegenstand der Erfindung sind nach Zusatz üblicher Peroxid-Härter bei Zimmertemperatur zu Formkörpern
oder Überzügen aushärtbare ungesättigte Polyester- oder Alkydharze, die als Härtungsbeschleuniger
eine Chelatverbindung enthalten. Diese Chelatverbindung zeigt insbesondere nicht nur eine hohe Härtungspromotorwirkung,
die sich im Laufe der Zeit nur wenig ändert, sondern auch ein günstiges Trocken-Verhalten,
bei dem die oberflächliche Gelbildung des Harzes vermieden wird.
Zu den Alkydharzen gehören ungesättigte PoIytsterharze,
ölmodifizierte Alkydharze u. dgl., und $ie werden für Formungszwecke, Oberflächenbeschichtungen
usw. weitgehend angewandt. Zur Härtung der Harze vom Alkydtyp und insbesondere von flüssigen
Ungesättigten Polyesterzusammensetzungen werden üblicherweise zwei Verfahren angewandt, von denen
das eine im Zusatz geringer Mengen eines organischen Peroxids und Härtung der Harzzusammensetzung
in der Wärme, und das andere in der Verwendung einer Kombination von einem Härter und einem
Beschleuniger und Härtung des Harzes bei Zimmertemperatur besteht.
Von diesen hat das letztere Verfahren eine besonders weitgehende Anwendung gefunden, da es nicht nur
wirtschaftlich vorteilhaft, sondern auch für Holzprodukte od. dgl. geeignet ist. bei denen eine Erwärmung
unerwünscht ist. Typische Kombinationen \on Hartem mit Beschleunigern bzw. Promotoren sind
Ketonperoxide mit Kobaltscifen: Benzoylperoxid mit Dialkylanilinen oder Toluidinderivuien oder auch
Ketonperoxide mit Kobaltseilen und Dialkylanilinen oder Tüluidinderivaten. Von diesen wurden Kobaltseifen
enthaltende Kombinationen häufig angewandt.
Zur Vereinfachung der Operationen bei der Härtung von flüssigen ungesättigten Polyesterharzen bei
Zimmertemperatur wird im allgemeinen eine Verfahrensweise angewandt, nach der der Härter unmittelbar
vor Beginn der Formungsoperation mit dem Polyesterharz gemischt wird, dem der Beschleuniger
vorher oder bereits früher beigegeben wurde. Diese Verfahrensweise ist jedoch problematisch, wenn
eine Kobaltseife als Zusatz zum ungesättigten Polyesterharz bereits früher zugemischt wird, da die
Beschleunigerwirkung der Kobaltseifen mit der Zeit abnimmt, so daß schließlich ein Nachzusatz von
Beschleuniger unmittelbar vor Beginn der Formungsoperation notwendig wird. Dieser Mangel wirkt sich
bei gleichzeitiger Anwesenheil eines Thixotropiemittels oder anderer Promotoren noch \erstärkt aus.
Aus diesen Gründen ist die Entwicklung neuer Beschleuniger \on großem Interesse, die im flüssigen
ungesättigten Polyesterharz keine oder nur geringfügige Änderungen mit der Zeit erleiden und eine
gute Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln und im Polyesterharz besitzen.
Auf der anderen Seite wurden, speziell bei der Verwendung
von Alkydharz für Oberflächen beschichtungen. Kobalt. Mangan. Kupfer. Blei und Calcium
enthaltende Metallseifen üblicherweise als Trockner oder Sikkative für Anstrichfilme verwendet. Nach
der derzeitigen Praxis werden Kombinationen von Blei- oder Calciumseifen. die wirksame Sikkative für
das Harz in tieferen Schichten des Films sind, mit Kobalt-, Mangan- oder Zirkoniumseifen verwendet,
die als Sikkative für die Harzoberfläche brauchbar sind.
Die Anwendung von herkömmlichen Metallseifen als Sikkaiive für Alkydharze ist jedoch mit einem
ernsthaften Mangel verbunden, nämlich der Gelbildung
in der Oberflächenschicht (skinning). Dabei wurde angenommen, daß diese Erscheinung direkt
mit den im Anstrichfilmtest meßbaren Trockeneigenschaften zusammenhängt und es somit unmöglich
ist. die Hautbildung ohne nachteilige Beeinflussung der Trockeneigenschaften zu vermeiden.
Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Metallseifen ist ihre geringe Stabilität — insbesondere gegenüber
Wasser (einschließlich atmosphärischer Feuchtigkeit) beim Einarbeiten in Alkydharz. Dieses
Phänomen scheint hauptsächlich von der Struktur der Metallseifen herzurühren, da es als wahrscheinlich
gilt, daß die Metallseifen, wie beispielsweise Kobaltnaphthenat,
durch die Carboxylendgruppen des Harzmoleküls, die im Harz enthaltenen nichtumgesetzten
Carboxylgruppen und geringfügige Mengen an Wasser, die im Harz anwesend sind, unter Freigabe von
Co(Il (-ionen zersetzt werden, die sich in der Oberflächenschicht
des Harzes anreichern und atmosphärischen Sauerstoff aktivieren unter Erleichterung katalytischer
Redox-Reakt ionen.
Zur Vermeidung der vorstehenden Mängel der Metallseifen wird daher ein neues Sikkativ gewünscht,
das gegenüber Carboxylsäuren im Harz und geringfügigen Wassermengen stabil ist. Als Redox-Kataly-
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7342172A JPS5121678B2 (de) | 1972-07-24 | 1972-07-24 | |
JP7342172 | 1972-07-24 | ||
JP304973 | 1972-12-29 | ||
JP733049A JPS5135211B2 (de) | 1972-12-29 | 1972-12-29 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2337332A1 DE2337332A1 (de) | 1974-02-14 |
DE2337332B2 DE2337332B2 (de) | 1976-04-08 |
DE2337332C3 true DE2337332C3 (de) | 1976-12-16 |
Family
ID=
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