DE2933480A1 - Modifiziertes alkydharz und seine verwendung zum ueberziehen von draht - Google Patents
Modifiziertes alkydharz und seine verwendung zum ueberziehen von drahtInfo
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Description
Die Erfindung betrifft neue Zusammensetzungen auf der Basis eines Alkydharzes, eines Phenolharzes und eines Triazinderivates
sowie wasserlösliche Überzüge aus diesen Zusammensetzungen, die sich als Tränklacke für elektrische Isolierungen
sowie für Trafobleche und andere technische Anwendungszwecke eignen.
Das Phenolharz und das Triazinderivat dienen zur Vernetzung des Alkydharzes. Als Vernetzungsmittel beschleunigen das
Phenolharz und das Triazinderivat nicht nur die Hitzehärtung, sondern bewirken auch eine synergistische Verbesserung der
Widerstandsfähigkeit des letztlich hergestellten Überzuges gegen Feuchtigkeit. Außerdem zeichnet sich der Überzug durch
hervorragende Haftfestigkeit bei Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen aus und besitzt ausgezeichnete elektrische Eigenschaften.
Die bisher als Tränklacke für elektrische Isolierungen verwendeten
wasserhaltigen Überzüge zeigen schwerwiegende Nachteile im Hinblick auf die Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit
bei erhöhten Temperaturen unter stark feuchten Bedingungen. Dieser Nachteil, verbunden mit geringer Haftfestigkeit bei
Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen, schließt ihre Verwendung für verschiedene elektrische und andere technische
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Anwendungszwecke aus. Wasserhaltige Alkydüberzüge, die als
einziges Härtungsmittel ein beliebiges aus der Vielzahl von Aminoharzen oder deren Derivaten enthalten, besitzen geringe
Widerstandsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit bei erhöhter Temperatur. Die herkömmlichen wasserlöslichen Phenol-Formaldehyd
Harze sind mit wasserlöslichen Alkydsystemen in Lösung verträglich, im gehärteten Zustand nach der Härtung jedoch
unverträglich, wie gehärtete Folien mit Wolken- oder Schleierbildung oder Streifen zeigen. Phenol-Alkyd Überzugszusammensetzungen
auf der Basis organischer Lösungsmittel sind weder in Lösung noch in gehärtetem Zustand mit wasserlöslichen Alkyd-Amin
Harzzusammensetzungen verträglich.
Alkydüberzüge, die die erfindungsgemäße Phenolharzkomponente
als einziges Härtungsmittel enthalten, härten sehr langsam und besitzen nicht die erwünschte Widerstandsfähigkeit gegenüber
Feuchtigkeit und die für technische Anwendungszwecke erforderliche
Haftfestigkeit. Überzüge auf der Basis dieser Harze
zeigen, wenn sie mit Triazinderivaten kombiniert werden, gegenüber den phenolfreien Zusammensetzungen wesentliche
Verbesserungen in bezug auf die Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit und in ihren thermischen, chemischen und mechanischen
Eigenschaften.
Die Mengenanteile jeder dieser beiden Komponenten, d. h. des Phenolharzsystems und der Triazinderivate sind, um bei den
letztlich hergestellten überzügen die verbesserte Widerstands-
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fähigkeit gegen Feuchtigkeit zu erreichen, für die erfindungsgemäße
Modifizierung des Alkydharzes kritisch.
Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung mit einem Gehalt
an den folgenden Komponenten:
Alkydharz
Phenolharz
Triazinderivat oder- harz.
Die Alkydharze bestehen aus ölmodifizierten Arten, in denen
das Öl oder die Fettsäure gesättigt oder ungesättigt sein können. Der Prozentsatz an Öl im Alkydharz kann 5 bis 80 %
der Alkydfeststoffe betragen.
Die Phenolharzsysteme umfassen ein Formaldehydreaktionsprodukt,
bei dem der Formaldehyd mit einer von zwei Phenolmischungen umgesetzt ist. Eine der Phenolmischungen umfaßt
(1) ein o- oder p-Alky!phenol,
(2) ein Polyhydroxyphenol und
(3) eine o- oder p-Hydroxybenzoesäure.
Die andere Mischung, die erfindungsgemäß mit Formaldehyd zu
einem Phenolharz umgesetzt werden kann, umfaßt
(1) p-tert.-Butylphenol und
(2) 4,4'-bis-(4-Hydroxyphenyl)-pentansäure oder deren Isomere.
Die Triazinkomponente kann ein Melamin- oder Benzoguanaminderivat
sein, d. h. ein Reaktionsprodukt aus Melamin oder
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Benzoguanamin und Formaldehyd, das zwei oder mehr Methylolgruppen
enthält, die frei oder vorzugsweise mit verschiedenen Alkoholen zu definierten chemischen Verbindungen verethert
sind. Alle diese Derivate können zu harzartigen Aminprodukten kondensiert werden.
Die Mengenanteile des Phenolharzes und des Triazinderivates oder -harzes im Alkydharz beeinträchtigen die Widerstandsfähigkeit
des gehärteten Alkydharzes gegen Feuchtigkeit.
Die drei Komponenten - Alkydharzzusammensetzung gemäß der Erfindung
umfaßt das Alkydharz, das Phenolharzsystem und das Triazinderivat oder -harz. Die drei Komponenten-Alkydharzzusammensetzung
kann zur Bildung erfindungsgemäßer Überzüge, die als Tränklacke verwendet werden können, wasserlöslich gemacht
werden.
Eine der Hauptkomponenten bei der Herstellung eines Isolierlackes vom Typ eines Tränklackes ist ein öl- oder fettsäuremodifiziertes
Alkydharz. Das Öl oder die Fettsäure können gesättigt oder ungesättigt sein, wobei im letzteren Fall die
Fettsäure eine oder mehrere Doppelbindungen im Molekül enthält.
Diese Alkydharze können nach einer Vielzahl von Verfahren hergestellt
werden. Wenn ein öl (vom trocknenden oder nicht-trocknenden Triglyceridtyp) ausgewählt wird, wird es mit einem mehrwerti-
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gen Alkohol unter Esteraustausch oder Alkoholyse umgesetzt, und nachfolgend mit einer aromatischen Dicarbonsäure verestert,
z. B. mit Isophthalsäure, um die erste Stufe des Alkydvorpolymeren
zu bilden. In der zweiten Stufe werden eine Vielzahl gesättigter und ungesättigter Dicarbonsäuren oder von deren
Anhydriden, die aliphatisch, zykloaliphatisch oder aromatisch sein können, als löslichmachende Reaktionsteilnehmer zugesetzt,
worauf bei Temperaturen von 150 bis etwa 200 C verestert wird, bis eine Säurezahl von 20 bis 100 des festen Harzes erreicht ist.
Eine andere bevorzugte Technik besteht darin, daß man von den Fettsäuren ausgeht und diese mit den mehrwertigen Alkoholen
oder einer Kombination aus mehrwertigen und zweiwertigen Alkoholen und aromatischen Dicarbonsäuren umsetzt bis in der ersten
Stufe eine Säurezahl von 10 bis 30 auf Feststoffbasis erreicht ist. Die zweite Stufe wird dann genau wie oben durchgeführt.
Die Verwendung von Fettsäuren als Reaktionsteilnehmer anstelle von ölen ermöglicht eine bessere Auswahl der verwendeten Fettsäuren
und mehrwertigen Alkohole.
Bei der Formulierung dieser Alkydharze kann die öllänge oder
der Prozentsatz an öl 5 bis 80 % der Alkydfeststoffe betragen.
Ebenso kann das Verhältnis Hydroxylgruppen zu Carboxylgruppen (OH/COOH) auf Äquivalenbasis von 1/1 bis 1,50/1 variiert werden.
Die ungesättigten Fettsäuren enthalten eine oder mehrere Doppelbindungen im Molekül, und wenn zwei oder mehr Doppelbindungen
vorhanden sind, können sie konjugiert oder nichtkonjugiert sein.
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Die gesättigten Monocarbonsäuren können 8 bis 24 Kohlenstoff atome enthalten.
Nach der Veresterungs- oder Kondensationsreaktion wird die Viskosität einer Probe bei einem bestimmten Feststoffgehalt
gemessen und die Säurezahl der Probe durch Titrieren mit Alkohol oder einer wäßrigen Kaliumhydroxidlöung (0,1N)
bestimmt, um die Anzahl der Milligramme Kaliumhydroxid zu ermitteln, die der Säure von 1 g Harz äquivalent sind. Wenn
die gewünschte Viskosität und Säurezahl erreicht ist, wird die Alkydkomponente auf 150 C gekühlt und mit einem Lösungsmittel,
z. B. einem Glykolether auf einen Feststoffgehalt von etwa 70 bis 90 % verdünnt, um das Alkydkonzentrat zu bilden.
Bevorzugte mehrwertige Alkohole sind z. B. Trimethylolpropan, Trimethylolethan, Glycerin, Tris-(hydroxyethyl)-isocyanurat
und Pentaerythrit.
Bevorzugte zweiwertige Alkohole umfassen Neopentylglykol, Ethylenglykol, Propylenglykol, 1,3-Butylenglykol, Diethylenglykol,
Dipropylenglykol, 1,4-Zyklohexan-dimethanol,
Dimethylolhydantoin und 1,6-Hexandiol.
Bevorzugte aromatische Dicarbonsäuren sind Isophthalsäure, Terephthalsäure und Benzophenondicarbonsäure.
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Für die zweite Stufe der Alkydharzherstellung kann eine Vielzahl löslichmachender Reaktionsteilnehmer eingesetzt werden.
Sie bestehen aus aliphatischen, zykloaliphatischen oder aromatischen Di- oder Tricarbonsäuren oder deren Anhydriden und
umfassen die folgenden:
Dicarbonsäuren:
(a) Aliphatische: Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Maleinsäure oder dessen Anhydrid,
Fumarsäure, Itakonsäure oder dessen Anhydrid, Tetrapropenylbernsteinsäureanhydrid u. ä.
(b) Zykloaliphatische: Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid,
1,4-Zyklohexandicarbonsäure und 3, e-Endomethylen-^tetrahydrophthalsäureanhydrid.
(c) Aromatische: Phthalsäure oder deren Anhydrid. Tricarbonsäuren:
Aromatische: Trimellitsäureanhydrid
öle, die zur Herstellung der ölmodifizierten Alkydharze eingesetzt
werden können, umfassen Sojabohnenöl, Baumwollsaatöl, Leinsamenöl, Safloröl, Maisöl, Tungöl, Menhadenöl, Tallöl,
Rizinusöl, Palmöl, Kokosnußöl, Perillaöl, Rapsöl, Traubenöl, Sonnenblumenöl, Oiticicaöl o. ä.
Die Fettsäuren enthalten vorzugsweise 8 bis 18 Kohlenstoffatome
und können gesättigt oder ungesättigt sein. Sie umfassen:
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Gesättigte Säuren: Pelargonsäure, Octansäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure und Isodecansäure.
Ungesättigte Säuren: Nichtkonjugierte oder konjugierte, wie
Linolsäure, Linolensäure, Rizinolsäure, ölsäure, Eläostearinsäure und Fettsäuregemische aus Sojabohnenöl, Baumwollsaatöl,
Leinsamenöl und Tallöl.
Die Alkydharzfeststoffe werden durch Umsetzung von 3 bis 6O
Gew.% der alkoholischen Komponente (Diole und/oder Triole)
mit 40 bis 97 Gew.% der Säurereaktionsteilnehmer gebildet.
Wenn für die Umsetzung mit der alkoholischen Komponente Trimellitsäureanhydrid vermischt mit einer aromatischen Dicarbonsäure,
z. B. Isophthalsäure oder Terephthalsäure verwendet wird, setzt man 0,1 bis 0,5 Mol Trimellitsäureanhydrid
(TMA) mit 1 Mol der zuvorgenannten aromatischen Dicarbonsäure um. Wenn eine Mischung aus aliphatischen und/oder zykloaliphatischen
Polycarbonsäuren mit der aromatischen Dicarbonsäure verwendet wird, wird die aliphatische Polycarbonsäure in einer
Menge von 0,1 bis 0,7 Mol je Mol der aromatischen Dicarbonsäure eingesetzt. Bei Verwendung von Gemischen aus TMA, den genannten
aliphatischen Dicarbonsäuren und/oder zykloaliphatischen Dicarbonsäuren und den aromatischen Dicarbonsäuren enthält die
Mischung 25 bis 75 Mol% an TMA und aliphatischen und/oder zykloaliphatischen Dicarbonsäuren.
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Zur Erläuterung der Erfindung sind nachfolgend Beispiele für Alkydharze angegeben.
A. Trocknende Alkydharze
(A) Sojabohnenölfettsäuren
(B) Isophthalsäure
(C) Trimethylolpropan
(D) Neopentylglykol
(E) Trimellitsäureanhydrid
Gewicht, | Äquivalente | Mole |
Gramm | ||
314 | 1,12 | 1,12 |
930 | 11,20 | 5,60 |
345 | 7,73 | 2,58 |
681 | 13,10 | 6,55 |
323 | 5,04 | 1,68 |
% Öl nach der Umsetzung: 14,5
Die Komponenten (A), (B), (C) und (D) werden in einen fünf Liter Dreihalsrundkolben aus Glas gegeben, der mit einem
Motor angetriebenen, nicht rostenden Schaufelrührer aus Stahl, einem Thermometer zur Feststellung der Temperatur des Ansatzes,
einer Snyder-Fraktionierkolonne, einem Kühler, einem Auffanggefäß zur Aufnahme des übergehenden Destillats und einem
Einleitungsrohr für inertes Gas ausgestattet ist. Inertes Gas oder Stickstoff wurde durch das Rohr in den Kolben geleitet
und kurz darauf wurde der Rührer angestellt und unter Verwendung eines Glas-Col Heizmantels Wärme angewandt. Die Temperatur
wurde über einen Zeitraum von 4 bis 5 Stunden langsam auf
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210 bis 215° C erhöht und diese Temperatur aufrechterhalten bis eine Säurezahl von 26,3 bei einem Feststoffgehalt von
100 % erreicht war und 225 ml Destillat gesammelt waren.
Der Kolbeninhalt wurde auf 150° C gekühlt und die Komponente (E) in den Kolben gegeben. Zu diesem Zeitpunkt wurde die
Fraktionierkolonne durch eine Dean-Stark Wasserfalle ersetzt. Dann wurde wieder erhitzt und die Temperatur auf 165 bis 170° C
erhöht. Diese Temperatur hielt man aufrecht, bis eine in Methoxypropanol auf einen Feststoffgehalt von 65 % verdünnte
Probe eine Endviskosität von T 1/2 und bei dem angegebenen Feststoffgehalt eine Säurezahl von 34,5 aufwies. Das geschmolzene
Polymere wurde anschließend in Butoxyethanol auf einen Feststoffgehalt von 80 % verdünnt. Dieses Alkydkonzentrat
wurde später zu verschiedenen Lacken verarbeitet. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten wird auf den Abschnitt
"Herstellung von Überzugszusammensetzungen" verwiesen.
Reaktionsteilnehmer Gewicht, Äquivalente Mole
Gramm
(A) Sojabohnenölfettsäuren
(B) Isophthalsäure
(C) Trimethylolpropan (D7 Neopentylglykol
(E) Trimellitsäureanhydrid
% öl nach der Umsetzung: 30
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470 | 1 | ,68 | 1,68 |
930 | 11 | ,20 | 5,6O |
434 | 9 | ,17 | 3,24 |
613 | 11 | /79 | 5,9O |
323 | 5 | ,04 | 1,68 |
Verfahren
In diesem Beispiel wurden die gleiche Vorrichtung und Verfahrenstechnik
angewandt wie im Beispiel 1. Man arbeitete bis zu einer Endviskosität von U- bei einem Feststoffgehalt
von 65 % in Methoxypropanol und einer Säurezahl von 30,9 bei diesem Feststoffgehalt. Insgesamt wurden 237 ml Destillat
gesammelt. Das geschmolzene Polymere wurde anschließend in Butoxyethanol auf einen Feststoffgehalt von 80 % verdünnt.
In bezug auf Einzelheiten von Lacken, die mit diesem Alkydkonzentrat
hergestellt wurden, wird auf den Abschnitt "Herstellung der ÜberzugszuBammensetzungen" verwiesen.
Beispiel 3 Reaktionsteilnehmer
(A) Sojabohnenölfettsäuren
(B) Isophthalsäure
(C) Trivtiethylolpropan
(D) Neopentylglykol
(E) Trimellitsäureanhydrid
Gewicht, | Äquivalente | Mole |
Gramm | ||
627 | 2,24 | 2,24 |
9 30 | 11 ,20 | 5,60 |
522 | 11 ,70 | 3,90 |
54 5 | 10,48 | 5,24 |
323 | 5,04 | 1 ,68 |
% Öl nach der Umsetzung 25,3
Verfahren
In diesem Beispiel wurden die gleiche Vorrichtung und Verfahrenstechnik
angewandt wie in Beispiel 1. Man arbeitete bis zu einer Endviskosität von T 3/4 bei einem Feststoffgehalt,
von 65 % in Methoxypropanol und einer Säurezahl von
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34,1 bei diesem Feststoffgehalt. Insgesamt wurden 237 ml
Destillat gesammelt. Das geschmolzene Polymere wurde anschließend in Butoxyethanol auf einen Feststoffgehalt von
80 % verdünnt. Hinsichtlich von mit diesem Alkydkonzentrat hergestellten Lacken wird auf den Abschnitt "Herstellung
von Uberzugszusammensetzungen" verwiesen.
Beispiel 4 Reaktionsteilnehmer
(A) Sojabohnenölfettsäuren
(B) Isophthalsäure
(C) Trimethylolpropan
(D) Neopentylglykol
(E) Trimellitsäureanhydrid
% Öl nach der Umsetzung: 30
Verfahren
Dieses Beispiel wurde unter Anwendung der gleichen Vorrichtung und der gleichen Verfahrenstechnik wie das Beispiel 1 durchgeführt.
Man arbeitete bis zu einer Endviskosität von T 3/4 bei einem Feststoffgehalt in Methoxypropanol von 65 % und einer
Säurezahl von 28,8 bei diesem Feststoffgehalt. Insgesamt
wurden 208 ml Destillat gesammelt. Das geschmolzene Polymere wurde in Butoxyethanol auf einen Feststoffgehalt von 80 % ver-
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Gewicht, | Äquivalente | Mole |
Gramm | ||
672 | 2,40 | 2,40 |
797 | 9,60 | 4,80 |
511 | 11 ,43 | 3,81 |
393 | 7,56 | 3,78 |
288 | 4,50 | 1 ,5O |
dünnt. Bezüglich der mit diesem Alkydkonzentrat hergestellten Lacke wird auf den Abschnitt "Herstellung von Uberzugszusammensetzungen"
verwiesen.
Reaktionsteilnehmer Gewicht, Äquivalente Mole
Gramm
(A) Tallölfettsäure
(weniger als 2 % Harz) 1231 4,20 4,20
(B) Isophthalsäure 797 9,60 4,80
(C) Trimethylolpropan 784 17,55 5,85
(D) Dipropylenglykol 80 1,20 0,60
(E) Trimellitsäureanhydrid 259 4,O5 1,35
% Öl nach der Umsetzung: 46,9 Verfahren
Man arbeitete unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und Verfahrenstechnik wie in Beispiel 1 bis eine Endviskosität
von Z2 bei einem Feststoffgehalt in Methoxypropanol von 75 % und eine Säurezahl von 45,4 bei diesem Feststoffgehalt erreicht
war. Insgesamt wurden 225 ml Destillat gesammelt.
Um zu demonstrieren, daß diese Alkydharze in verschiedenen Glykolethern löslich sind, wurde das geschmolzene Polymere
des Beispiels 5 in verschiedene Anteile unterteilt und nachfolgend in den nachstehenden Colösungsmitteln verdünnt, deren
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Alkydkonzontrate die folgenden Eigenschaften hatten:
Alkydkonzen träte;
Viskosität bei
25° C Z5 1/2 Z4 3/4 Z6 1/4 Z6 1/2
¥. Feststoffe 80 80 80
Lösungsmittel Methoxy- Ethoxy- Propoxy- Butoxy-
propanol ethanol propanol propanol
Alkydkonzentrate (Fortsetzung)
Viskosität bei
25° C Z6 1/2 Z6 Z7 1/4
ϊ Feststoffe 80 80 80,7
Lösungsmittel Butoxy- Methoxy- Butoxy-
propanol dietJianol ethanol
Eine größere Anzahl von Lacken wurden mit dom Alkydkonzentrat 7
und einige mit den Alkydkonzenfraten 1 und 2 hergestellt, die
im Abschnitt "Herstellung von Uberzugszusamniensetzungen" auf gefühlt
sind.
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ORIGINAL INSPECTED
Reaktionsteilnehmer
(A) Sojabohnenölfettsäuren
(B) Isophthalsäure
(C) Trimethylolpropan
(D) Trimellitsäureanhydrid
Gewicht, Äquivalente Mole
Gramm | 5,50 | 5,50 |
1540 | 6,40 | 3,20 |
531 | 17,16 | 5,72 |
766 | 2,40 | 0,80 |
154 | ||
% Öl nach der Umsetzung: 60,5
Verfahren
Es wurden die gleiche Vorrichtung und Verfahrenstechnik angewandt wie in Beispiel 1 und bis zu einer Endviskosität von I
bei einem Feststoffgehalt von 75 % in Methoxypropanol und
einer Säurezahl von 26,8 bei diesem Feststoffgehalt gearbeitet. Insgesamt wurden 190 ml Destillat gesammelt. Das geschmolzene
Polymere wurde anschließend auf einen Feststoffgehalt von 80 % in Butoxyethanol verdünnt. Die mit ihm hergestellten Lacke sind
im Abschnitt "Herstellung von Überzugs zusammensetzungen" aufgeführt.
η 3 ο η o fi / ο s) ι η
Gewicht, | Äquivalente | r2O | Mole | r20 |
Gramm | ||||
506 | 3, | 3, | ||
996 | 12 | ,04 | 6 | r68 |
312 | 6 | 3 | ||
761 | 17, | 5, | ||
d 304 | 4 | 2 | ||
B. Herstellung nichttrocknender ölmodifizierter Alkydharze
a) Verwendung gesättigter Fettsäure
Beispiel 7 Roakt i ons te i!nehmer
(A) Pelargonsäure
(B) Isophthalsäure
(C) Neopentylglykol
(D) Trimethylolpropan
(E) Tetrahydrophthalsäureanhydrid 304
% Öl nach der Umsetzung: 23,6
Ver_f ajiren
In diesem Beispiel wurden die gleiche Vorrichtung und die gleiche Verfahrenstechnik angewandt wie in Beispiel 1.
Man arbeitete bis zu einer Endviskosität von Z bei einem Feststoffgehalt von 75 % in Methoxypropanol und
einer Säurezahl von 34,3 bei diesem Feststoffgehalt.
Insgesamt wurden 239 ml Destillat gesammelt. Das geschmolzene Polymere wurde anschließend in Butoxyethanol
auf einen Feststoffgehalt von 80 % verdünnt. Die mit
ihm hergestellten Lacke sind im Abschnitt "Herstellung von Überzugszusammensetzungen" zusammengestellt.
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b) Vorwendung eines Öls
1120 | 3,60 | 1,20 |
797 | 9,60 | 4,80 |
507 | 11 ,34 | 3,78 |
221 | 4,26 | 2,13 |
230 | 3,60 | 1,20 |
Reak t ions te iInehmer Gewicht, Äquivalente Mole
Gramm
(Λ) Rizinusöl (CP Qualität)
(B) Isophthalsäure
(C) Trimethyl ölpropan
(D) Neopentylglykol
(IJ) Trimellitsäureanhydrid
ϊ öl nach der Umsetzung: 41,3
Verf ajiren
Man arbeitete unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und der gleichen Verfahrenstechnik wie in Beispiel 1
niit der Abweichung, daß in der ersten Stufe bis zu einer
h'."iui "t. zahl von 27 bei einem Feststoff gehalt von 65 % in
!"< 1 Ix».ypropanol gearbeitet wurde, anstelle eines Feststoif'jchaltes
von 100 %, und bis zu einer Viskosität vtiii Γ 1/2. in der* zweiten Stufe der Umsetzung wurde
bis zu einer Endviskosität von U bei einem Feststoffgehalt
in Methoxypropanol von 65 I und einer Säinezah]
von 3f> bei diesem Feststoff gehalt gearbeitet. Insgesamt
wurd. η 138 ml Destillat gesammelt. Dan geschmolzene
I'olyjiKre wurde anschließend in Butoxy(;th<jnol auf einen
Fc ::. f : ) of f qchal t von 80 ¥ verdünnt. Die mi 1: ihm herqe-
n 3 π π η 'w η 91 η
stellten Lacke sind im Abschnitt "Herstellung von Überzugszusammensetzungen" aufgeführt.
Die herausragenden Eigenschaften der erfindungsgemäßen
Uberzugszusammensetzungen beruhen auf dem verwendeten Phenolharzsystem. Die Erfindung umfaßt zwei Arten
(Art A und Art B) von Phenolharzen:
Dieses Phenolharz besteht aus dem Kondensationsprodukt von Formaldehyd mit drei Phenolarten. Die erste Art umfaßt
ein oder mehrere Monoalkylphenole, in denen die Alkylgruppe, die Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-,
Amyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl-,
Dodecylgruppe oder Isomere dieser Gruppen ist, die in o- oder p-Stellung stehen. Die Alkylphenole können 50
bis 90 Mol% der Gesamtmolzahl der Phenole ausmachen. Die zweite Phenolart kann 3 bis 20 Mol% der Gesamtmolzahl
der Phenole umfassen. Diese Art besteht aus einem oder mehreren Polyhydroxyphenolen, wie 2,2-bis-(4-Hydroxyphenyl)
-methan, 2,2-bis-(4-Hydroxyphenyl)-ethan oder
2,2-bis-(4-Hydroxyphenyl)-propan oder deren Isomeren sowie aus Bisphenolen mit verschiedenen Alkylidengruppen (z. B.
Methylketonen) oder Heteroatomen wie im 4,4'-Sulfonyldiphenol.
Dihydroxyphenole, wie Resorcin und Hydrochinon
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2933A8Q
können ebenfalls verwendet werden. Die dritte Phenolart besteht aus o-Hydroxy- oder p-Hydroxybenzoesäure
oder aus beiden Säuren, die 7 bis 40 Mol%, vorzugsweise nicht mehr als 35 Mol% der Gesamtmolzahl der Phenole
ausmachen.
Die phenolischen Monomeren werden unter alkalischen Bedingungen, vorzugsweise mit einem Alkalimetallhydroxid
und 1,5 bis 3,0 Molen, vorzugsweise 2 bis 3 Molen Formaldehyd je Mol an phenolischem Monomeren kondensiert.
Nach beendigter Kondensation wird das Harzgemisch angesäuert und mit Wasser gewaschen. Die Harzmischung kann
in einem Colösungsmittel gelöst und mit einem Amin neutralisiert werden. Überschüssige flüchtige Bestandteile
können vor der Anwendung durch Destillation entfernt werden.
Die folgenden, in der Tabelle 1 aufgeführten Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 9. Phenolharz A
Zu einer Mischung aus 500 g o-Kresol, 49 g 2,2-bis-(4-Hydroxyphenyl)-propan,
83,1 g Salicylsäure, 211,8 g Wasser und 211,8 g Toluol werden unter Rühren 92,9 g 50 %iges
Natriumhydroxid gegeben. Die Temperatur wird auf 45 bis 55° C eingestellt, worauf 742,8 g wäßriger 44 %iger Formaldehyd zu-
030009/0910
gegeben werden. Die Mischung wird drei Stunden auf 4 5 bis 55° C gehalten und dann 35 Minuten auf 85 bis 90° C erhitzt.
Anschließend wird das Reaktionsgemisch auf 45 bis 55° C gekühlt und unter Rühren mit 211,8 g 20 %iger wäßriger Chlorwasserstoff
säure versetzt. Die wäßrige Phase wird abgetrennt, und es werden 206 g Butoxypropanol zugefügt. Das Gemisch wird
mit Wasser gewaschen und mit 48,2 g Dimethy!ethanolamin neutralisiert.
Anschließend wird bei 47° C unter einem Vakuum von 71 mm Hg destilliert. Darauf werden 206 g Butoxypropanol
und 206 g Wasser zugefügt. Die Destillation wird bei 58 C unter dem gleichen Vakuum fortgeführt. Das erhaltene Produkt
enthält 74 % nichtflüchtige Bestandteile und hat eine Viskosität von Z1-Z2.
Zu einer Mischung aus 480 g p-tert.-Butylphenol, 135,9 g
Bisphenol A, 230,3 g Salicylsäure, 587 g Wasser und 587 g Toluol werden unter Rühren 257,5 g 50 %iges wäßriges
Natriumhydroxid gegeben. Die Temperatur wird auf 5O C eingestellt,
worauf 745,2 g 44 %iger wäßriger Formaldehyd zugegeben werden. Dann wird drei Stunden auf 50 bis 55 C gehalten
und 35 Minuten auf 87 C erhitzt. Anschließend wird auf 50° C gekühlt und unter Rühren mit 587 g 20 %iger wäßriger
Chlorwasserstoffsäure versetzt. Die wäßrige Schicht wird abgetrennt
und der Ansatz mit 500 g Toluol versetzt. Dann wird mit Wasser gewaschen und mit 133,4 g Dimethylethanolainin neu-
030009/0910
tralisiert. Flüchtige Bestandteile werden durch Destillation bei 37 C unter einem Vakuum von 72 mm Hg entfernt. Dann
werden 300 g Butoxyethanol und 300 g Wasser zugefügte, und der
Ansatz wird bei 6O C unter einem Vakuum von 71 mm Hg destilliert. Das erhaltene Produkt hatte eine Viskosität von
Z4-Z5 und enthielt 84,6 % nichtflüchtige Bestandteile.
Zu einer Mischung aus 367 g p-tert.-Nonylphenol, 190,3 g
2,2-bis-(4-Hydroxyphenyl)-propan, 230,3 g Salicylsäure,
587 g Wasser und 587 g Toluol werden unter Rühren 258 g 50 %iges Natriumhydroxid gegeben. Die Temperatur wird auf
45 bis 55° C eingestellt, worauf 854 g wäßriger 44 %iger Formaldehyd zugefügt werden. Der Ansatz wird drei Stunden
auf 45 bis 55 C gehalten und dann zwei Minuten auf 86 C erhitzt. Anschließend wird rasch auf 30 bis 35° C gekühlt.
Bei 25° C werden 587 g 20 %ige wäßrige Chlorwasserstoffsäure unter Rühren zugegeben. Die Mischung wird auf 50 C erwärmt
und die wäßrige Phase dann abgetrennt. Darauf gibt man 500 g Butoxypropanol zu und wäscht die Mischung mit Wasser, neutralisiert
mit 133,4 g Dimethylethanolamin und destilliert unter einem Vakuum von 63 mm Hg bei 60 C. Dann werden 400 g
Wasser und 300 Butoxypropanol zugefügt und der Ansatz wird bei 60° C unter einem Vakuum von 71 mm Hg destilliert. Das
gekühlte Produkt hatte eine Viskosität von A- und enthielt 45 % nichtflüchtige Bestandteile.
Die in der Tabelle 1 aufgeführten Beispiele 12 bis 20 wurden
Die in der Tabelle 1 aufgeführten Beispiele 12 bis 20 wurden
030009/0910
in ähnlicher Weise durchgeführt.
Dieses Phenolharz besteht aus dem Kondensationsprodukt von Formaldehyd mit zwei Phenolarten. Die erste für das Phenolharz
B verwendete Phenolart besteht aus p-tert.-Butylphenol
und die zweite aus 4,4'-bis-(4-Hydroxyphenyl)-pentansäure
(die auch als Diphenolsäure bekannt ist) oder deren Isomeren. Man nimmt an, daß Äquivalente des p-tert.-Butylphenols in
diesem Phenolharz B o- oder p-monoalkylsubstituierte Phenole
einschließen, in denen die Alkylgruppen 1 bis 12 Kohlenstoffatome enthalten und geradkettig oder verzweigt sind.
Die 4,4'-bis-(4-Hydroxyphenyl)-pentansäure oder deren Isomere
machen 3 bis 15 Mol% beider für die Herstellung des Phenolharzes B verwendeten Phenole aus.
Die Phenolmonomeren werden unter alkalischen Bedingungen, vorzugsweise
mit einem Alkalimetallhydroxid als Katalysator mit Formaldehyd kondensiert. Das Reaktionsgemisch wird dann angesäuert
und mit Wasser gewaschen. Das Produkt kann dann mit einem Amin neutralisiert und vor der Entfernung der flüchtigen
Bestandteile durch Destillation in einem Lösungsmittel gelöst werden.
BJ0009/OI1Ö
Zu einer Mischung aus 1127 g p-tert.-Butylphenol, 238,7 g
4,4'-bis-(4-Hydroxyphenyl)-pentansäure und Isomeren
(Diphenolsäure), 294 g Wasser und 294 g Toluol werden unter Rühren 128,8 g 50 %iges wäßriges Natriumhydroxid gegeben.
Die Temperatur des Ansatzes wird auf 50 C eingestellt, worauf man 1138 g 44 %igen wäßrigen Formaldehyd zugibt. Die Temperatur
wird dann drei Stunden auf 48 bis 55° C gehalten. Unter Rühren werden 314 g 20 %ige wäßrige Chlorwasserstoffsäure bei 50 C
zugegeben. Die wäßrige Schicht wird abgetrennt, und es werden 300 g Butoxypropanol zugegeben. Dann wird der Ansatz mit
Wasser gewaschen, mit 66,7 g Dimethylethanolamin neutralisiert und bei 58° C unter einem Vakuum von 63 mm Hg destilliert.
Es werden 200 g Butoxypropanol und 200 g Wasser zugefügt, und der Ansatz wird bei 52 C unter einem Vakuum von 71 bis 73 mm
Hg destilliert. Das Produkt enthielt 66,8 % nichtflüchtige
Bestandteile und hatte eine Viskosität von Z-Z1.
030009/0910
Tabelle 1 Molare Zusammensetzung der Phenole und physikalische Eigenschaften
12
13
14
C* O O O CO
Molprozent Alkylphenole
Molprozent Polyhydroxyphertole
o-Kresol
p-tert.Bütyl-
phenol 58,6
p-tert.-octylphenol
p*tert.-Nonylphenol
p-tert.-Dodecylphönol
2,2-bis-
(4-HydiOxy
phenyl)-
propan 3,9 10,9
4,4'-Sulfonyldiphenol
Resorcin
90
35,85
35,85
7,45
35
35
10
CD CO CO
OO O
Tabelle 1 (Fortsetzung)
10
12
13
14
Carboxyphenole
Salicylsäure
4f4'-bia-
(4-Hydroxy-
phenyl)-
pentansäure
11,1 30,5
40
20,85
CP
p Formaldehyd/ Gesamtinple
Phenol (P/P)
nicht-flüchtige Bestan,dteile, %
(2g, 1 Std. bei 135^ C
Gebläseofen)
Gebläseofen)
Harztyp
Gardner-Holdfc
Visk. bei ?5* C -
2,0 2,0
P B
Z1-Z2 Z4-Z5
3,0 2,0 2,0
PPP
A-
y-z
U-V
2,0 1,5
P B
74 | 84,6 | 45 | A | 70 | A | 67,8 | 60 | A | 75,2 |
A | A | A | A |
I-J
N) CD Ca) OJ
15
16
17
18
19
o-Kresol
p~tert.-Butylphenol
p-tert,-' Octylphenol
87
Fdlyhydroxyphenole
Nony!phenol
p-tert.-Dodecy!phenol
2,2-bisr·
(4-Hydroxyphenyl)
-r
pjTopan
4,4 -'-SuI--
fonyldiphenol
Resorcin
71,7
7,4
60
10
71,7
7,45
50
15
20
.60
10
21
90
N5 CO CjO Ca) Jf-CO
O
15
18
20
21
Molprozent
Carboxy-
phenole
Salicylsäure 7,6 20,9
4,4'-bis-(Hydroxyphenyl)
Pentansäure
30
20,85
30
10
CD Ca) CJ
00 O
17
18
19
20
21
Mole Formaldehyd/ Gesamtmole Phenol (F/P)
Lösungsmittel
nicht-flüchtige Bestandteile, % (2 g, 1 Std» bei
135° C Gebläseofen)
Harztyp
Gardner-Holdt Visk. bei 25° C
1,9 2,0 3,0 3,0 2,0 2,0
BPPPPP
57,8
A
A
E-F
74
Z3-Z4
70,5
A
A
Y-Z
58,6
A
A
G-H
66,8
B
B
Z-Z1
Lösungsmittel i P «* Butoxypropanol
B β Butoxyethanol
CD CO CO
2933A8Q
Die Triazin-Komponente kann ein Melamin- oder Benzoguanaminreaktionsprodukt
mit Formaldehyd sein, das zwei oder mehr Methylolgruppen enthält, die als solche vorliegen oder partiell
oder vollständig mit einer Vielzahl von Alkoholen verethert sein können. Diese Produkte können als Monomere oder als
Polymere mit niedrigem Molekulargewicht, die wasserlöslich sind, verwendet werden.
Die Veretherung der Methylolgruppen des Triazin-Formaldehyd Derivats wird in üblicher Weise vorgenommen, indem man das
Derivat mit einem Alkohol, z. B. Methanol oder Butanol in Gegenwart eines sauren Katalysators kondensiert.
Triazinprodukte mit unterschiedlichem Methylolgehalt, in denen die Hydroxylgruppen frei bzw. in .nicht-verethertem Zustand
vorliegen, ergeben Lacke mit ausgezeichneten Eigenschaften, haben aber eine begrenzte Verpackungs- oder Lagerbeständigkeit.
Die Kondensations- oder Härtungsgeschwindigkeit bei veretherter Methylolgruppe nimmt mit zunehmender Flüchtigkeit des für die
Synthese des Aminoplasts verwendeten Alkohols zu. Methanol ist flüchtiger als n-Butanol, und diese Aminoplastvernetzer mit
Methanol als Veretherungsmittel, wie Hexamethoxymethylmelamin
härten schneller als mit Butanol hergestellte, wie später in der Tabelle 2 gezeigt wird.
ORIGINAL INSPECTED
Im allgemeinen härten die methylierten Arten der Melamin-
oder Benzoguanamin-Formaldehyd Derivate rascher, sind mit anderen Co-Reaktionsteilnehmern besser verträglich, in
Wasser löslicher und führen zu einer größeren chemischen Widerstandsfähigkeit des endgültigen gehärteten Films. Die
Vernetzungsmittel vom Melamintyp führen aufgrund ihrer größeren Funktionalität zu einer besseren Härte, Haftfestigkeit
und Widerstandsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit im Vergleich zu den Vernetzungsmitteln vom Benzoguanamintyp.
Vorhandene Säure aufgrund freier Carboxylgruppen im Alkyd-Coreaktionsteilnehmer
wirkt als "eingebauter" Katalysator, der die Vernetzung der Aminoplast- und Phenoplastkomponenten
beschleunigt.
Es wurden die Verträglichkeiten verschiedener Triazinderivate mit einem speziellen Alkyd-Phenolharzsystem untersucht.
Für die Ermittlung dieser Eigenschaft wurden das Alkydharz des Beispiels 5 und das Phenolharz des Beispiels
ausgewählt. Ferner wurde die Härtungsgeschwindigkeit von 2O g
Lack in einer Äluminiumschale während einer Härtungszeit von
einer Stunde bei 163° C festgestellt. Einzelheiten sind der Tabelle 2 zu entnehmen.
Außer Hexamethoxymethy!melamin (HMMM) wurden verschiedene
andere im Handel erhältliche Triazinderivate untersucht.
nämlich Resimenes (von Monsanto); Cymels (der American Cyanamid) und Uformite (von Rohm und Haas). Resimenes sind
Aminoharze und umfassen Produkte, die sich aus der Reaktion von Melamin, Formaldehyd und entweder n-Butanol/ Isobutanol
oder Methanol ableiten. Resimenes 730 und 740 sind methylierte Melamine; Resimene 755 ist ein gemischter (Methyl und Butyl)
Melaminether, ebenso Resimene 764. Resimene 760 ist butyliertes Melamin. Cymel ist das Warenzeichen für eine Reihe von Melamin-Formaldehyd
Harzprodukten. Cymel 350 ist ein methyliertes monomeres Melamin-Formaldehyd Produkt, während Cymel 1116 ein
methyliertes-ethyliertes monomeres Melamin-Formaldehyd Produkt
darstellt. Cymel 37O und Cymel 380 sind beide polymere Melamin-Formaldehyd
Produkte, die methyliert sind, jedoch noch einen hohen Methylolgehalt aufweisen. Cymel 1123 ist ein monomeres
Benzoguanamin-Formaldehyd Addukt, das methyliert und ethyliert
ist, während Cymel 1125 das polymere Gegenstück zu 1123 darstellt.
Sowohl Cymel 1123 als auch 1125 haben einen sehr geringen
Methylolgehalt.
030009/0910 ORIGINAL INSPECTED
23 | 31 ,90 | 25 | 2J5 | Zl | |
Tabelle 2 | 31,90 | 23,50 | 31,90 | 31 ,90 | 31,90 |
23,50 | 2 | 23,50 | 23,50 | 23,50 | |
2 | 2,03 | 2,60 | 2,50 | 2,09 | |
t Verschiedenen Triazin-Derivaten | 2,03 | 24,72 | 2,38 | 2,68 | 3,20 |
TZ | 24,72 | 24,72 | 24,72 | 24,72 | |
31,90 | |||||
23,50 | |||||
2 | |||||
3,20 | |||||
24,72 |
Alkydkonz. des Beispiels 5
Phenolharzlösung
des Beispiels 16
des Beispiels 16
DMEA
Butoxyethanöl
dest. Wasser
dest. Wasser
Hexanie thoxyme thy 1-"
σ melamin (HMMM) 4,68
σ melamin (HMMM) 4,68
g 1Cymel 370-80 5>85
° 2Uformite MM-83 5,85 '
co 1 ·
-■». Cymel 1125 5,50 °
σ 3 ι
to Resimene X-730 5,20
^ 1Cymel 350 4,68
- 1Cymel 1123
1Cymel 1116
Resimene X-755
Resimene X-76Ö
Resimene X-764
Resimene X-740
1Cymel 1116
Resimene X-755
Resimene X-76Ö
Resimene X-764
Resimene X-740
1 ^
eingetragenes Warenaeiöhsn dei? American Cyanamid CD
2 Ca)
eingetragenes Warenzeichen der Rohm and Haas oo
eingetragenes Warenaeiohen der Monsanto *^
23 | ,50 | 23 | ,50 | 23,50 | 23,50 | 23,50 | 23 | ,50 |
2 | 2 | 2,09 | 2,16 | 2,09 | 2 | |||
3 | ,20 | 3 | ,20 | 3,20 | 2,03 | 3,20 | 2 | ,62 |
24 | ,72 | 24 | ,72 | 24,72 | 24,72 | 24,72 | 24 | ,72 |
Lack; Beispiel . i_8 29_ 30 3J- _32 3I3
Alkydkonz. d. Beisp. 5 31,90 31,90 31,90 31,90 31,90 31,90
Phenolharzlösung d.
Beisp. 16
Beisp. 16
DMEA
Butoxyethanol
dest. Wasser
dest. Wasser
Hex ame thoxyme thyΙο
melamin (HMMM)
ο 'qymel 370-SO
ο 2Uformite MM-83 '
^ 'Cymel 1125 . ^o
3Resimene X-730 '
1
-* Cymel 350
-* Cymel 350
'Cymel 1123 4,68
1Cymel 1116 4,68
3Resimene X-755 4,68
3Resimene X-760 5,85
3
Resimene X-764 4,68
Resimene X-764 4,68
Resimene X-^740 5,26
ι ■■ · N>
eingetragenes Warenzeichen der American Cyanamid 4O
2 CO
eingetragenes Warenzeichen der Rohm and Haas . ^
eingetragenes Warenzeichen der Monsanto **
Lack:, Beispiel
Flüssigkeitseigenschaften
Viskosität bei 25 C
Viskosität bei 25 C
22
Tabeiie 2 (Fortsetzung) 23 24 25
27
28
29
G-H Skala | T | 9 | T | 8 | 1/4 | T | 7 | 1/2 | U | 2 | Q | 3 |
PH | 7, | 52 | ,0 | 52 | ,65 | 8, | 8, | |||||
% Feststoffe | 52 | 52 | 52 | |||||||||
T 1/2 U T 1/2
7,7 8,0 7,9
52 52
7,7 8,0 7,9
52 52
% Phenoplast der Gesajntfeststoffe
35
35
35
35
35
35
35
% Aminopiast Ge^amtfeststoffe
% Colösungsmittel
gehorteter Film Aussehen
1 Stdt bei 163° q, 5 g
10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 |
klar
gehärtet
20 g gehärtet klar klar klar klar klar klar klar
ge- ge- ge- ge- ge- ge- gehärtet härtet härtet härtet härtet härtet härtet
ge- ge- Haut, ge- ge- Haut, ge- .
härtet härtet flüssig härtet härtet flüssig härtet
1 1/2 Std. bei 163 C
20 g
gehärtet gehärtet
eingetragenes Warenzeichen der eingetragenes Warenzeichen der '«ingetrafenes Warenzeichen der
American Cyanamid Rohm and Haas Monsanto
CO CO U)
Flüssigkeitseigenschaften Viskosität bei 25° C G-H Skala
pH | |
% Feststoffe | |
% Phenoplast der Gesamtfeststoffe |
|
σ ο |
% Aminoplast der Gesamtfeststoffe |
O | % Colösungsmittel |
co· *■>. O to |
gehärteter Film Aussehen |
O | |
Al-Schale Härtung | |
1 Std. bei 163° C, 5 g |
|
20 g |
1 1/2 Std. bei 163° C, 20 g
Tabelle 2 | (Fortsetzung) | 22 | 33. |
30 | 11 | U 1/4 | T 1/4 |
U | V 1/2 | 7,7 | 8,0 |
7,6 | 7,6 | 52 | 52 |
52 | 52 | ||
35
10 40
klar
35
10 40
klar
35
10 40
klar
gehärtet | gehärtet | gehärtet | gehärtet | ro OO OO |
Haut, flüssig |
Haut, flüssig |
Haut, flüssig |
gehärtet | Ca> .*> 00 O |
gehärtet | Haut, flüssig |
gehärtet | ||
Uformite ist das Warenzeichen für Melamin-Formaldehyd
und Triazinkondensate, die in wäßrigen Lösungen oder als Lösungen in flüchtigen Lösungsmitteln auf den Markt kommen.
Alle Triazinprodukte waren in den verschiedenen Lacken sowohl in Lösung als auch in gehärtetem Zustand verträglich. Das
Lackbeispiel 31 mit Resimene X-760 vom butylierten Typ verhielt sich hinsichtlich der Härtungseigenschaften der gesamten
Serie am trägsten, insofern als es nach der 1 l/2stündigen Härtung bei 163 C unter Verwendung von 20 g eine Flüssigkeit
mit einer Haut bildete. Die Lackbeispiele 25, 28, 3Ό und
32 erforderten im gleichen Test 1 1/2 Stunden bei 163° C. Im
Härtungstest unter Verwendung von 5 g härteten diese zuletzt genannten Proben in einer Stunde bei 163° C.
Um die als solche wasserunlöslichen harzartigen Überzugskomponenten
löslich zu machen, wurden das Alkydharz und das Phenolharz getrennt in einem Lösungsmittel (oder Lösungsmitte lmischungen) auf einen Feststoffgehalt von 5O bis 90 %
vorgelöst, um die Herstellung des endgültigen Überzugs zu erleichtern,. Für die Herstellung des Oberzugs können auch andere
Techniken angewandt werden, wobei man das geschmolzene Alkydharz zu einer Mischung aus Wasser, Amin, Colösungsmittel,
Phenolharz und Aminoplast gibt und sorgfältig auf die gewünschten Flüssigkeitseigenschaften einstellt.
030009/0910
Um die Komponenten für die überzüge leichter vermischen zu
können, wird das Alkydharz unter Bildung eines Konzentrats mit einem Lösungsmittel auf einen Feststoffgehalt von 80 %
verdünnt. Das Phenolharz wird in der gleichen Weise behandelt, mit der Abweichung, daß sein Feststoffgehalt 50 bis 80 % betragen
kann. Das Aminoplast wird mit einem Feststoffgehalt von 80 bis 100 % verwendet, wobei das Lösungsmittel von Wasser
bis zu einer Vielzahl primärer, sekundärer oder tertiärer Alkohole variieren kann.
Die Einarbeitung eines polaren Lösungsmittels als Komponente einer Wasser/Lösungsmittel Mischung begünstigt die Löslichkeit
dieser Überzugszusammensetzungen, die in einer Wasser/Amin Mischung allein nicht löslich sein können. Das Lösungsmittel
unterstützt nicht nur die Verpackungsbeständigkeit des Überzugs, sondern fördert auch den Fluß der flüssigen Folie, so daß eine
glatte, kontinuierliche gehärtete Folie erhalten wird.
Typische verwendbare Lösungsmittel sind polare, mit Wasser mischbare Lösungsmittel, z. B. Glykolether, Glykoldiether,
Glykoletheracetate, Diacetonalkohol, Alkohole und Ketone.
Die Alkyd- und Phenolharze sind in einer Vielzahl dieser Lösungsmittel löslich und die verschiedenen Beispiele veranschaulichen
dies.
S3OQO&/O910T
Die Menge des zusammen mit dem Wasser verwendeten Colösungsmittels
kann 20 bis 65 % der Gesamtmischung betragen, vorzugsweise 20 bis 50 %. Die Menge des Colösungsmittels. hängt von
der Menge und Art des verwendeten Phenolharzes ab.
Die drei Komponenten Zusammensetzungen gemäß der Erfindung und jede ihrer Komponenten können in aromatischen Kohlenwasserstoffen
oder aromatischen Kohlenwasserstoffen, die mit aliphatischen Kohlenwasserstoffen und/oder mit Wasser nicht mischbaren
Lösungsmitteln vermischt sind, zu nicht-wäßrigen Systemen gelöst werden. Typische aromatische Kohlenwasserstoffe umfassen
Toluol, Xylol, Ethylbenzol und andere alkylierte Benzole. Typische aliphatische Kohlenwasserstoffe sind z. B. Hexan,
Heptan, Octan und höhere Alkane mit gerader oder verzweigter Kette. Typische mit Wasser nicht mischbare Lösungsmittel umfassen
Ester, Ketone, Ether und Alkohole.
Um diese Überzugszusammensetzungen wasserlöslich zu machen,
können verschiedene Amine verwendet werden, die mit den in den Alkyd- und Phenolkomponenten enthaltenen Carboxylgruppen
zu Aminsalzen reagieren, die in Wasser löslich sind. Bei diesen Aminen kann es sich um Alkylamine, Alkanolamine oder Amine vom
Morpholintyp handeln. Im allgemeinen sind im Hinblick auf eine schnelle Härtung und die geringste Empfindlichkeit der gebildeten
gehärteten Folie gegenüber Feuchtigkeit tertiäre Amine am besten geeignet.
030009/0910
Typische Beispiele für tertiäre Amine sind:
Triethylamin N,N-Dimethyl-ethanolamin
N,N-Diethyl-ethanolamin N-Methy!-diethanolamin
N-Ethy!-diethanolamin und N-(2-Hydroxyethyl)-morpholin
Um den pH-Wert der wäßrigen Lösung auf einen Bereich von 7 bis 9 und vorzugsweise von 7,5 bis 8,5 zu erhöhen, wird eine ausreichende
Menge Amin verwendet.
Aus den angegebenen Formulierungen gemäß der vorstehenden Beschreibung
hergestellte Überzüge zeichnen sich durch folgende Eigenschaften aus: (a) Sie sind nach der Neutralisation mit
einem Amin wasserlöslich, (b) sie ergeben hitzehärtbare Schutzüberzüge mit überlegener Widerstandsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit,
haben verhältnismäßig hohe Haftfestigkeit und besitzen
gute thermische Widerstandsfähigkeit und (c) sie bestehen aus Multi-Komponenten Mischungen, die Alkyd-, Phenol- und Aminharze
zusammen mit Colösungsmitteln, Aminen und Wasser enthalten, wobei der Wassergehalt mehr als 25 % des Gesamtgewichts
ausmacht.
D 3 η Π η Π / η 9 1 0
Die erfindungsgemäßen Lacke werden gewöhnlich durch Vermischen der folgenden Komponenten bei Raum- oder Umgebungstemperatur
hergestellt:
(a) Alkydkonzentrat mit einem Feststoffgehalt von etwa 80 %
in einem Glykolether oder einem anderen polaren Lösungsmittel
(b) Phenolharzlösung mit einem Feststoffgehalt von 50 bis
80 % in einem Glykolether
(c) Aminoplast- oder Triazinhärtungsmittel mit einem Feststoffgehalt
von 8O bis 1OO % in einem primären Alkohol oder Wasser
(d) Tertiäres Amin in einer Menge von etwa 1,5 bis 6 Gew.%
des Lackes
(e) Wasser, das im allgemeinen etwa 30 bis 75 % der gesamten flüchtigen Bestandteile ausmacht, die aus Wasser, Colösungsmittel
und Amin bestehen
(f) Die Menge der gesamten Colösungsmittel beträgt etwa 20 bis 65 % der Gesamtmenge an flüchtigen Bestandteilen, die
aus Wasser, Colösungsmittel und Amin bestehen.
Die bisher als Tränklacke für elektrische Isolierungen verwendeten
wasserhaltigen Überzüge vom Emulsions- oder Lösungstyp besitzen hinsichtlich ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber
Feuchtigkeit schwerwiegende Nachteile. Mit der Einführung
0 3 ο ο η η / ο 9 1 0
strengerer Testmethoden für die Untersuchung der Widerstandsfähigkeit
gegen Feuchtigkeit erwiesen sich viele im Handel erhältliche wasserhaltige überzüge als nicht akzeptabel, wenn
sie mit in organischen Lösungsmitteln löslichen überzügen verglichen
wurden.
Die bisher angewandten Bedingungen bei entweder 25 C oder sogar 35° C und 100 % relativer Feuchtigkeit mit Tau stellten
keine ausreichend strengen Bedingungen dar, um wirksam zwischen den erfindungsgemäßen Produkten und solchen mit geringerer
Leistungsfähigkeit zu differenzieren. Eine Testmethode bei 7O° C und 100 % relativer Feuchtigkeit mit Tau (siehe Testmethode)
erwies sich für die Aussortierung der verschiedenen Proben als überzeugender. Die Härtungsbedingungen oder ein
optimales Härtungsschema spielen bei der Erzielung höherer Widerstandswerte gegenüber Feuchtigkeit eine wichtige Rolle.
Die Auswahl der Härtungsmittel, die entweder monomer oder polymer sein können, ist ebenfalls von entscheidender Bedeutung für die
Erzielung einer hohen Widerstandsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit von 25000 Megaohm und mehr. Melamin- oder Harnstoff-Formaldehyd
Harze oder deren monomere Derivate haben sich hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit als außerordentlich
schlecht erwiesen.
030009/0910
Um die geringe Widerstandsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit von Lacken zu veranschaulichen, die mit einem Alkydharz und
einem Aminhärtungsmittel, wie Hexamethoxymethylmelamin (HMMM) als einzigem Härtungsmittel bei verschiedenen Konzentrationen
des Härtungsmittels hergestellt wurden, wird auf die folgenden Werte in der Tabelle 3 verwiesen.
0300Ö9/0910
Wirkung des Aminoplastgehaltes auf die Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit
Gewichtsteile, Gramm
Lack: Beispiel 34 35 36 37 38 39
Alkydkonzentrat d. Beisp. 5 (80,7 % nichtflüchtige Stoffe in Butoxyethanol)
HMMM1
O DMEA
ο
ο
<° Butoxyehanol
J0 dest. Wasser
272 | ,9 | 300 | 280 | 388,6 | 349,75 | 360 |
54 | ,4 | 100,8 | 146,3 | 78,4 | 121 | 188,1 |
15 | ,5 | 16,5 | 15,4 | 22 | 19,80 | 19,8 |
58 | ,7 | 52,0 | 60,7 | 91 ,8 | 85,30 | 83,8 |
443 | 462,8 | 484,3 | 250,2 | 228,40 | 242,2 | |
Viskosität bei 25° C G-H Skala
% Feststoffe
U1/2+ | V | U1/2+ | V | V+ | U1/2+ | hO OD OJ OJ *-■ 00 O |
32,49 | 36,79 | 37,75 | 47,17 | 50,14 | 53,54 | |
34 35 36. 32 38 Ii
pH 8,21 7,72 8,39 8,74 8,31 8,50
Bewertungen für Härtungsmittel + Colösungsmxttel
% Aminoplast 20 29,4 39,3 20 30 39,3
(bezogen auf gesamte Träger-Feststoffe)
o % Colösungsmxttel 20 19,2 19,2 40 40 38,8
α (bezogen auf Lösungsmittel- ,
ο mischung aus Wasser und Co-
<° lösungsmittel) g
J0 Widerstand gegen Feuchtig-
_. keit
ο Megaohm <2000
nach Std.
HMMM = Hexamethoxy-methyl-melamin
DMEA = Dimethyl-ethanolamin
ro co co
2000 | «2000 | 1137 | 1550 | *2000 |
144 | 120 | 72 | 72 | 24 |
Der Widerstand gegen Feuchtigkeit war bei allen diesen Lacken sehr gering, unabhängig vom Melamingehalt. Noch schlechtere
Ergebnisse wurden mit dem höheren Gehalt an Colösungsmittel
erzielt.
Durch Verlängerung der Härungszeit von zwei Stunden bei 163 C auf vier Stunden bei 175° C bei den beiden ersten überzügen
und durch zwei Stunden langes Härten bei 163° C der verbleibenden vier Überzüge wurde eine Verbesserung in der Widerstandsfähigkeit
gegenüber Feuchtigkeit für den besten Lack in der Tabelle 3, nämlich das Beispiel 36 festgestellt. Die
Widerstandswerte gegen Feuchtigkeit dieses Lackes bei unterschiedlichen Härtungsbedingungen in bezug auf Dauer und
Temperatur sind nachfolgend aufgeführt:
163° C | Beispiels | 36 der Tabelle 3 | Stunden | Badtemperatur | |
Lack des | 175° C | Widerstand gegen Feuchtigkeit |
144 | ||
Härtungsbed ingungen Zeit Temperatur |
175° C | Megaohm | 168 | 70° C | |
2000 | 168 | 70° C | |||
2 Std. | 76OO | 35° C | |||
4 Std. | unbest. | ||||
4 Std. | |||||
Die Wirkung der Badtemperatur in den vorstehenden Daten sollte
als der Wert bei 70 C notiert werden. Die längere Härtungsdauer war im Hinblick auf die unbestimmte Ablesung bei 35° C,
030009/0910
die keine Veränderung von trockenen zu nassen Bedingungen anzeigte,
noch zu gering.
Zur Erzielung kritischerer und aussagekräftigerer Werte wurde
eine Wasserbadtemperatur von 70° C und eine relative Feuchtigkeit mit Tau von 100 % (siehe nachfolgende Testmethode) für die
Durchführung aller weiterer Tests ausgewählt. Danach wurde der Härtungszyklus für die ersten überzüge variiert und für jeden
der nächsten vier überzüge konstant auf 163 C gehalten.
Bei Verwendung der neuen in Wasser dispergierbaren Phenolharze in Kombination mit den Alkydharzen bei Verwendung von 20 bis
50 % der zuerst genannten Harze und ohne andere Härtungsmittel härteten die jeweiligen Lacke nur langsam. Tiefe Schalenproben
(20 g Lack in einer Aluminiumschale) härteten nicht vollständig, nachdem sie zwei Stunden auf 163 C erhitzt worden waren.
Mit der Einführung einer Kombination von Härtungsmitteln, nämlich einem carboxylierten Phenolharz und einem Triazinderivat,
wurde nicht nur die Härtung der Lacke beschleunigt, sondern auch ein synergistischer Effekt hinsichtlich des Widerstandes
gegen Feuchtigkeit und der Haftfestigkeit erzielt. Es wurde eine Reihe von Lacken hergestellt, in denen der Melaxningehalt
konstant auf 1O % gehalten und die Gesamtmenge der Feststoffe in den überzügen und der Phenolharzgehalt variiert wurden.
030009/0910
Hinsichtlich des Widerstandes gegen Feuchtigkeit wird auf die Werte in der Tabelle 4 verwiesen.
Wirkung des Aminoplastgehaltes auf den Widerstand gegen Feuchtigkeit
Gewichtsteile, Gramm
Lack, Xo.
Alkydkonzentrat des
Beispiels 5 (88,7 %
nicht-flüchtige Stoffe in Butoxyethanol)
Beispiels 5 (88,7 %
nicht-flüchtige Stoffe in Butoxyethanol)
40 | ±1 | il | il | 11 | £5 |
450 | 450 | 420 | 330 | 300 | 300 |
Pnenolharζlösung
des Beispiels 16
(76,4 % nicht-flüchtige Stoffe in Butoxyethanol)
59,40
95,10
126,84 134,09
158,5
201,7
HMMM
45,45
48,45
48,44
40,92
40,4
44
DMEA
27,50
27,50
20,5
19
18,5
Butoxyethanol
85,20
89,25
82,18
76,01
73,80
80,1
destill. Wasser
279
297,90
289,80 251,01
258,9
278,5
Tabelle 4 (Fortsetzung)
12 11 12 il ^l 45
12 11 12 il ^l 45
Flüssigkeitseigen schaften |
U1/2 | U3/4 | U3/4 | U1/4 | T | T | |
Viskosität bei 25° C G-H Skala |
7,6 | 7,8 | 8,3 | 7,8 | 7,75 | 8,25 | |
pH | 48 | 48,8 | 48,8 | 47,7 | 47,5 | 47,7 | |
% Feststoffe | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | |
030009 | % Phenoplast (bezogen auf ge samte Träger-Fest stoffe) |
||||||
% Colosungsmittel 40 40 40 40 39,5 40 (bezogen auf Lösungs- '
mittelmischung aus
Wasser und Colosungsmittel)
Wasser und Colosungsmittel)
Widerstand gegen
Feuchtigkeit,
Megaohm 14.300 26.600 19.000 63.300 131.600 800.000
nach Stunden 168 168 168 168 168 168
% Aminoplast 10 10 10 10 10 10
(bezogen auf gesamte Träger-Fest- NJ stoffe) CO
In der Drei-Komponenten-Zusammensetzung sollte die Menge der
Phenolharzkomponente mehr als 10 % betragen, und die vereinigte Menge des Triazinderivates und des Phenolharzes sollte mindestens
22 Gew.% ausmachen, bezogen auf das Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen Drei-Komponenten-Zusammensetzung aus Alkydharz,
Triazinderivat und Phenolharz. Allgemeiner ausgedrückt kann, bezogen auf das Gesamtgewicht der Drei-Komponenten-Zusammensetzung
die Phenolharzkomponente mehr als 10 bis 50 Gew.% und das Triazinderivat 10 bis 50 Gew.% ausmachen. Für
die Praxis ist darauf hinzuweisen, daß, wenn die vereinigte Menge Phenolharz und Triazin etwa 65 Gew.% der Zusammensetzung
beträgt, bei einigen der Überzüge eine gewisse Brüchigkeit im gehärteten Lack auftreten kann.
Eine wesentliche Verbesserung beobachtet man, wenn der Phenolharzgehalt
von 20 auf 25 % erhöht wird. Jede weitere zusätzliche Erhöhung um 5 % vervielfacht den Widerstand gegen
Feuchtigkeit. Werte von mehr als 1OO.OOO Megaohm nach 168
Stunden oder einer Woche Aussetzungszeit fangen an unter diesen strengen Bedingungen praktische Bedeutung zu gewinnen.
Da der Lack des Beispiels 45 versprechend war, beschloß man, ihn eingehender zu untersuchen. Es wurde die Wirkung unterschiedlicher
Härtungsbedingungen auf den Widerstand gegen Feuchtigkeit beobachtet. Die erhaltenen Ergebnisse sind
nachfolgend zusammengestellt:
030009/0910
Wirkung der Härtungsbedingungen auf den Widerstand
gegen Feuchtigkeit
Lack: Beispiel | Std. | bei 175° C | Std. | Widerstand |
für den ersten und zweiten Überzug |
. bei 175° C | gegen Feuchtigk., Megaohm nach |
||
für den dritten bis sechsten Überzug |
168 Std. | |||
45 | 1.250.000 | |||
800.000 | ||||
1.000.000 | ||||
900.000 | ||||
800.000 | ||||
2 | ||||
2 1/2 | 2 | |||
3 | 2 | |||
3 1/2 | 2 | |||
4 | 2 | |||
2 |
Kürzere Härtungszeiten begünstigen einen besseren Widerstand gegen Feuchtigkeit. Der Lack des Beispiels 45 weist eine
große Breite in den Härtungseigenschaften auf, die keine
nachteilige Wirkung auf diese spezifische Eigenschaft ausübt.
In der Tabelle 6 ist die Wirkung des Widerstandes gegen Feuchtigkeit
bei einem etwas höheren konstanten Melamingehalt von 15 % der gesamten Feststoffe im Überzug und bei einem variablen
Phenolharzgehalt aufgeführt:
0 3 0 0 0 9/ 0 a 10
Wirkung des Phenolharzes auf den Widerstand gegen Feuchtigkeit bei
höherem Gehalt an Melaminharz
O O CO ■^*
O CO
Alkydkonzentrat des Beispiels 5 (80,7 % nicht-flüchtige Stoffe
in Butoxyethanol)
Phenolharzlösung des Beispiels
(76,4 % nicht-flüchtige Stoffe in Butoxyethanol)
46
450
HMMM
63,45
72,60
Gewicht, Gramm £7 £8 49 450 420 390
77,85 78,26
78,65
12
300
300
101,85 136,50 171,73 172,9
66
300
,8
72,6
OO
I
I
DMEA
37 23,50 24,60
18,20
18
18
Butoxyethanol
destill. Wasser
92,45
300,30
88,34 87,49
71
77,1
309,15 302,54 305,11 254,5 280,9
47
48
49
50
51
Flüssigkeitseigenschaften
Viskosität bei 25° C G-H Skala
% Feststoffe
% Phenoplast (bezogen auf die gesamten Träger-Feststoffe)
% Aminoplast (bezogen auf die gesamten Träger-Feststoffe)
U3/4 | U3/4 | T3/4 | Q | Q3/4 | Q1/2 |
8,1 | 8,ο | 7,75 | 7,9 | 7,8 | 7,8 |
47,70 | 49,10 | 49,60 | 49,90 | 50 | 50 |
10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
15
15
15
15
15
% Colösungsmittel (bezogen auf Lösungsmitte lmischung aus
Wasser und Colösungsmittel)
40
40
40
40
40
40
14.600 | 27.300 | 75.000 | 145.000 | 533.600 | 800.000 | fO | |
168 | 168 | 168 | 168 | 168 | 168 | CD | |
Widerstand gegen | GO | ||||||
Feuchtigkeit, | u> | ||||||
Megaohm | |||||||
nach Stunden | OO O |
||||||
Vergleicht man die Ergebnisse der Tabelle 6 mit denen der Tabelle 4 bei gleichem Phenolharzgehalt, so sieht man, daß
bei höherem Melaminharzgehalt im Bereich eines Phenolharzgehaltes von 20 bis 30 % ein höherer Widerstand gegen
Feuchtigkeit erreicht wird.
Bei den niedrigeren Phenolharzwerten, nämlich von unter 25 % der gesamten Träger-Feststoffe war der Widerstand gegen die
Feuchtigkeit annehmbar, im allgemeinen aber unter 1O0.O0O
Megaohm.
In der Tabelle 7 sind die Widerstandswerte gegen Feuchtigkeit bei 20 und 25 % Melaminharz aufgezeichnet.
030009/0910
Wirkung des Phenolharzes auf den Widerstand gegen Feuchtigkeit bei einem
Melaminharzgehalt von 20 bis 25 %
Alkydkonzentrat des ο Beispiels 5 (80,7 % c->
nicht-flüchtige Stoffe C3 in Butoxyethanol)
^ Phenolharzlösung des
ο Beispiels 16 (76,4 %
cd nicht-flüchtige Stoffe
-* in Butoxyethanol)
HMMM
Gewichtsteile, Gramm
I2- £3 !5.4 55 5_6 57
402,75 371,75 340,75 371,75 340,75 309,80
146,65 100
183,25
100
110
125
146,65
125
183,25 ι
125
DMEA
23
21
23
21
19
Butoxyethanol
destill. Wasser
71 ,20
66,40
284,40 285,60
82,85
284,40
78 | 73 | ,15 | 2933' |
285,60 | 286 | ,80 | ♦^ 00 O |
Flussigkeitseigen-
schaften
Viskosität bei 25° C G-H Skala
T1/2
53
P1/2
54
01/4
01/2
56
N/1/2
57
J+
O O CO
pH
% Feststoffe
% Phenoplast (bezogen auf gesamte Träger-Feststoffe)
% Aminoplast (bezogen auf gesamte Träger-Feststoffe)
8,3
50,15 50,15
20
20
8,1
50,15
25
50,15
25
20
8,15 50,15 15
8,2
8,2
50,15 50,15
20
25
25
25
% ColÖsungsmittel (bezogen auf Lösungsmittelmischung aus Wasser und ColÖsungsmittel)
Widerstand gegen Feuchtigkeit, Megaohm nach Stunden
40
40
40
40
55.000 | 116.750 | 30.000 | 30.750 | 300.000 | CD | |
168 | 168 | 168 | 168 | 168 | CO | |
CJ | ||||||
36.700 | ||||||
168 | 00 | |||||
O | ||||||
Alkydharze mit verschiedenen öllängen aus verschiedenen ölarten
des trocknenden und nicht-trocknenden Typs wurden zur Herstellung wäßriger Lacke bei zwei verschiedenen Gehalten
an Phenolharz verwendet, vgl. die Tabellen 8 und 9.
030009/0910
Wirkung der ölart und -länge auf den Widerstand gegen Feuchtigkeit
Gewichtsteile, Gramm
Lack: Beispiel | 58 | 59 | 60 | ,2 | 61 | 62 | |
Phenolharζlös ung des Beispiels 16 (69,7 % nicht-flüchtige Stoffe in Butoxy- ethanol) |
235 | 235 | 235 | ,3 | 329 | 973++) | |
Ul O |
HMMM | 70,2 | 70,2 | 70 | ,35 | 98,28 | 290 |
O C0> |
DMEA2 | 24,6 | 20,8 | 24 | 33,62 | 72 | |
O <o |
Butoxyethanol | 1 | 29,4 | ||||
63_ £4 65_
352,5 305,5 305,5
352,5 305,5 305,5
105,3 91,3 91,3
30 26,8 26,4 ι
30 26,8 26,4 ι
destill. Wasser 140 140 196,55 223,64 1119 262,8 182 211
Alkydkonzentrat 292,5
(80 % nicht-flüchtige
Stoffe in Butoxyethanol)
Beispiel 1
14,5 % trocknendes öl
(80 % nicht-flüchtige
Stoffe in Butoxyethanol)
Beispiel 1
14,5 % trocknendes öl
Alkydkonzentrat 292,5
(80 % nicht-flüchtige NJ
Stoffe in Butoxyethanol) CO
Beispiel 2 ω
20,3 % trocknendes öl ^
■fr* OO O
Lack: Beispiel Ξ>8 _5J3 60 6J_ £2 6J3 ££ 65_
Alkydkonzentrat 292,5
(80 % nicht-flüchtige Stoffe
in Butoxyethanol)
Beispiel 3
25,3 % trocknendes Öl
in Butoxyethanol)
Beispiel 3
25,3 % trocknendes Öl
Alkydkonzentrat 409,50
(80 % nicht-flüchtige Stoffe
in Butoxyethanol)
Beispiel 4
31 % trocknendes Öl
in Butoxyethanol)
Beispiel 4
31 % trocknendes Öl
!=> Alkydkonzentrat 1200
>,» (80 % nicht-flüchtige Stoffe
ο in Butoxyethanol)
P Beispiel 5 ,
4 6,9 % trocknendes öl
-JZ Ο"*
Alkydkonzentrat 390 *""
° (80 % nicht-flüchtige Stoffe '
"-3^ in Butoxyethanol)
Zi Beispiel 6
~* , 60,5 % trocknendes Öl
Zi Beispiel 6
~* , 60,5 % trocknendes Öl
Alkydkonzentrat 380,25
(80 % nicht-flüchtige Stoffe
in Butoxyethanol)
Beispiel 7
23,6 % nicht-trocknendes öl
in Butoxyethanol)
Beispiel 7
23,6 % nicht-trocknendes öl
Alkydkonzentrat 380,3
(80 % nicht-flüchtige Stoffe
in Butoxyethanol) hO
Beispiel 8 CD
41,3 % nicht-trocknendes öl 1U)
= 16 bei 76,4 % nicht-flüchtigen Stoffen in Butoxyethanol . ο
Lack: Beispiel !58 j>9_ 60 6J_ £2_ £2 §A
Flüssigkeitseigenschaften
Viskosität bei 25° C G-H Skala |
7 | 0+ | T | 1/2 | J | 8 | Q | 1/2 | N | 1/4 | ] | 7 | M+ | M | 7 | P | |
pH | 61 | ,8 | 7 | ,7 | 7, | 1 | 7 | ,7 | 7, | 7 | 67 | ,7 | 7, | 7 | 7,7 | ||
O Ca» O |
% Feststoffe | ,4 | 61 | ,7 | 57, | 59 | ,9 | 50 | 61, | 60 | |||||||
O | 35 | 35 | |||||||||||||||
O to |
% Phenoplast (bezogen auf gesamte Feststoffe) |
35 | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 | ||||||||||
% Aminoplast
(bezogen auf gesamte
Feststoffe) 15 15 15 15 15 15 15 15
(bezogen auf gesamte
Feststoffe) 15 15 15 15 15 15 15 15
% Colösungsmittel
48
44,8
40
57,1 48,1 44,4
Widerstand gegen Feuchtigkeit, Megaohm nach Stunden |
33.500 168 |
120.0 168 |
|
030 | Haftfestigkeit, | ||
kg bei 25° C | 15,2 | 17,3 | |
"ν. | 150 C | 2,1 | 3,0 |
CO | |||
O |
33.500 120.000 103.350 80.000 367.000 28.000 46.000 28.000
168 168 168 168 168
20,5 18,3 25,4 16,3 23,5 21,1
2,5 2,5 5,1 3,4 2,8 2,9
2,5 2,5 5,1 3,4 2,8 2,9
CD GO Ca)
-Jfoo O
Wirkung der ölart und -länge auf den Widerstand gegen Feuchtigkeit
und die Haftfestigkeit bei konstantem Gehalt an Phenolharz von 50 %
Gewichtsteile, Gramm
Lack: Beispiel 66 67 68 69 70 71 72
Phenolharzlösung des 335,70 335,70 335,70 503,55 265 503,6 470 436,5
(69,7 % nicht-flüch- f-y tige Stoffe in Butoxyo»
ethanol)
ο
ο
° HMMM1 , 70,20 70,20 70,20 105,30 55 105,3
CD1
S ο 2
% «O DMEA 20,5 16 18,50 26,05 10
Z ~£
J^ ' Butoxyethanol
m destill. Wasser 80 80 80 130,90 234 258,2 112
Alkydkonzentrat des 204,75 Beispiels 1
(80 % nicht-flüchtige Stoffe in Butoxyethanol 14,5 % trocknendes öl
(80 % nicht-flüchtige Stoffe in Butoxyethanol 14,5 % trocknendes öl
98, | 3 | 91 | ,3 | I |
CTi | ||||
oo | ||||
20, | 5 | 23 | ,4 | I |
OO O
Lack: Beispiel 66 67 68 69 70 71 72
Alkydkonzentrat des 204,75
(80 % nicht-flüchtige Stoffe in Butoxyethanol, 20,3 % trocknendes Öl)
Alkydkonzentrat des 204,75
(25,3 % trocknendes öl) ο
c*» Alkydkonzentrat des 307,20
° Beispiels 4 JEJ (31 % trocknendes Öl) ,
co σι
Vx, Alkydkonzentrat des 160 . ^>
ο Beispiels 5 ι
co (46,9 % trocknendes Öl)
Alkydkonzentrat des Beispiels 6 (60,5 % trocknendes Öl)
Alkydkonzentrat des 287,6
(23,6 % nicht-trocknendes Öl)
Alkydkonzentrat des , 266,2
Beispiels 8 InJ
(41,3 % nicht-trocknendes Öl) O^
67
69
71
72
73
Flüssigkeitseigenschaften
Viskosität bei 25° C M 1/4 Q 1/2 N 1/4 0 E 1/4 L M 1/2 P
G-H Skala
PH
7,7
7,8
7,9
7,9
8,0
7,6 7,9
O
O
CO
O
CO
% Feststoffe
% Phenoplast (bezogen auf ο Gesamtfeststoffe)
65 | ,8 | 66, | 2 | 66 | 65, | 4 | 49 |
50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
69,44 66,3 66,3
50
50
5o
% Aminoplast (bezogen auf Gesamtfeststoffe)
15
15
15
15
15
15
Tabelle 9 (Fortsetzung)
Lack; Beispiel
% Colösungsmittel | 64,1 | 64 | ,1 | 64 | 000 | 62 | 40 | 58,2 | 64,1 | 65 | 000 | I |
Widerstand gegen Feuchtigkeit, Megaohm nach Stunden |
150.000 168 |
800. 168 |
000 | 333. 168 |
500.000 1 168 |
.167.000 168 |
150.000 168 |
800.000 168 |
400. 168 |
|||
Haftfestigkeit (ASTM D-2519) |
||||||||||||
kg bei | /4 | ,5 | ||||||||||
25° C | 14,2 | 17 | ,6 | 16 | ,4 | 18,6 | 21 ,8 | 23,6 | 19,5 | 14 | ,7 | |
150° C | 4,7 | 5 | ,3 | 5 | 5,3 | 8,1 | 6,9 | 5,7 | 3 | |||
In der Tabelle 8 enthielten alle Lacke 35 % Phenolharz des Beispiels 16, bezogen auf die gesamten Träger-Feststoffe,
und 15 % Hexamethoxymethylmelamin (HMMM) als Härter. Die . Lacke 59, 60 und 62 hatten Widerstandswerte gegen Feuchtigkeit
von mehr als 1OO.OO0 Megaohm (besser als die meisten
im Handel erhältlichen Lacke auf Lösungsmittelbasis) nach 168 Stunden bei 70° C und 100 % relativer Feuchtigkeit mit
Tau. Außerdem wurden ausgezeichnete Heißhaftfestigkeiten von
2,3 bis 5,0 kg bei 15O° C mit dem Alkydharz der Beispiele 2, 3 und 5 erzielt, die höher sind als die mit den herkömmlichen
Lacken auf Lösungsmittelbasis erreichten von 0,45 bis 1,8 kg.
Aus der Tabelle 9 gehen viele Beispiele für noch höhere Haftfestigkeiten
von 5,8 bis 8,2 kg bei 150 C hervor, zusammen mit höheren Widerstandswerten gegen Feuchtigkeit. Die Lacke
70 und 71 sind in dieser Hinsicht herausragend. Alle diese Lacke enthalten 50 % Phenolharz,bezogen auf die gesamten
Träger-Feststoffe.
Eine Reihe von mit dem Alkydharz des Beispiels 5 kombinierten Phenolharzen ergeben ausgezeichnete Widerstandswerte gegen
Feuchtigkeit und Haftfestigkeitswerte. Sie sind in den Tabellen 10 und 11 aufgeführt.
Die Widerstandswerte gegen Feuchtigkeit und die Haftfestigkeit
sind in der Tabelle 11 wesentlich höher als in der Tabelle 1O und stellen eine Funktion des Gehaltes an Phenolharz dar.
030009/0910
In der Tabelle 11 enthalten die Lacke 50 % Phenolharz,bezogen
auf die gesamten Träger-Feststoffe, gegenüber 35 % in der Tabelle 10. Bestimmte Phenolharze erfordern auch einen höheren
Gehalt an Colosungsmittel, um Löslichkeit in einem wäßrigen System zu erzielen.
Die Lacke wurden wie die der Beispiele 62 und 70 in den Tabellen 8 und 9 hergestellt, bzw. mit dem Alkydharz des Beispiels 5,
wobei jedoch das Colosungsmittel Butoxyethanol durch die anderen früher angegebenen Glykolether ersetzt wurde. In allen
Fällen waren die Lacke klar, sowohl in Lösung bei konstantem Gehalt des Colösungsmittels von 40 % der gesamten Lösungsmittel
als auch im gehärteten Film. Sie härteten sämtlich in einer 20 g Probe innerhalb einer Stunde bei 163 C.
Die Wassertoleranz dieser Lacke hängt hauptsächlich vom verwendeten
Phenolharz ab, ferner von der anfänglich verwendeten Menge Colosungsmittel.
o 10 ο η q / ο 9 1 0
Wirkung verschiedener Phenolharze auf den Widerstand gegen Feuchtigkeit
und die Haftfestigkeit bei einem Gehalt von 10 bis 15 % Melaminharz
Gewichtsteile, Gramm
Lack: Beispiel Ii 21 21 21 23. 21 §9.
Lack: Beispiel Ii 21 21 21 23. 21 §9.
350,9 350,9 350,9 382,80 319 319 319
51,5 51,5 51,5 77,22 77,22 77,22 77,22
ι 22 22 20 23,98 19,80 19,80 19,80 ^
50,2 80,7 50,2 106,63 77,22 - - '
destill. Wasser 271,9 271,9 271,9 362,51 305,64 267,52 262,24
Phenolharzlösung 243,5
des Beispiels 18
des Beispiels 18
Phenolharzlösung 213
des Beispiels 10
Phenolharzlösung 243,5 ^q
des Beispiels 9 C^
Phenolharzlösung 189,86 ΤΓ
des Beispiels 13 Ω
Alkydkonzentrat des | |
Beispiels 5 | |
HMMM1 | |
009 | DMEA2 |
CD CO |
Butoxyethanol |
74
76
77
78
79 ·
80
Phenolharzlösung des Beispiels 14 300,30
Phenolharzlösung des Beispiels 20 307,45
Phenolharzlösung | • | v3/4 | R1/2 | |
O | des Beispiels 17 | |||
Cn» | 8,1 | 7,6 | ||
O | 52 | 52 | ||
ο | Flüssigkeitseigen | |||
ο ro |
schaften | |||
■^. O |
Viskosität bei | |||
CD | 25° C, G-H Skala | |||
O | ||||
pH | ||||
% Feststoffe | ||||
311,74
7,8
52
,1/2
8,0
45
8,1
49,33
,3/4
8,3
52
8,0
52
% Phenoplast
(bezogen auf gesamte Feststoffe)
(bezogen auf gesamte Feststoffe)
35
35
25
35
35
Tabelle 10 (Fortsetzung) Lack; Beispiel 7_4 7_5 7j6 77 7J3 79^ 80
% Aminoplast 10 10 10 15 15 15 15
(bezogen auf gesamte
Feststoffe)
% Colösungsmittel 40 40 40 40 40 41,5 42,4
ο Feuchtigkeitswiderstand
"» Megaohm 125.000 93.000 126.000 25.000 200.000 25.000 56.000
° nach Stunden 168 168 168 168 168 168 168
^. Haftfestigkeit <*
ο (ASTM D-2519) ι
co
° , kg bei 25° C 17,1 19,3 18,3 14,5 15,8 16,3 17,8
kg bei 150° C 2,0 3,5 2,5 1,8 2,5 1,95 2f9
CO 00 CO
00 O
und die Haftfestigkeit
Phenolharzlösung des Beispiels 10
Phenolharzlösung
des Beispiels 9
Phenolharzlösung
des Beispiels 13
82
83
84
86
Alkydkonzentrat des Beispiels 5 |
243,60 | 263,90 | 263,90 | 263 | ,90 | 266 | ,24+» | 284,20 |
HMMM1 | 84,24 | 91,26 | 91 ,30 | 91 | ,26 | 91 | ,26 | 98,28 , |
DMEA" | 18 | 24,11 | 15 | 16 | ,51 | 23 | 16 ,80 ^ | |
Butoxyethanol | 32,52 | 45,03 | 56,70 | 69 | 20 | |||
Methoxypropanol | 38 | ,89 | ||||||
destiil. Wasser | 178,20 | 271 ,12 | 176,20 | 160 | 91 | 92,72 | ||
Phenolharzlösung des Beispiels 18 |
379,44 |
359,58
411 ,10
448,63
CO Ca) GJ *"* CO
O
jack: Beispiel 81 82 83 84 85 86
Phenolharzlösung 455,39
des Beispiels 21
Phenolharzlösung 546
des Beispiels 14
£3 Beispiel 5 verdünnt in Methoxypropanol
^ Flüssigkeitseigen- ι
~' schäften ^
~ OO
° Viskosität bei 25° C, P" P R Q P3/4 Q1/2 '
^ G-H Skala
' pH 7,9 7,85 8,0 7,9 8,05 7,75
% Feststoffe 53,3 60,2 60 56,1 63 61,9
% Phenoplast 50 50 50 50 50 50
(bezogen auf gesamte
Feststoffe)
CO ■ΓΟΟ
Lack; Beispiel 8± £2 J33 84, 8j>
8j5
% Aminoplast 15 15 15 15 15 15
(bezogen auf gesamte
Feststoffe)
% Colösungsmitte1 43,7 40 54,9 50,2 72,8 81,3
Feuchtigkeitswiderstand,
Megaohm 400.000 200.000 250.000 266.000 50.000 1.116.000
^ nach Stunden 168 168 168 168 168 168
EJ Haftfestigkeit
C0 (ASTM D-2519) "
2 kg bei 25° C
° kg bei 150° C
20, | 1 | 16 | ,3 | 17 | ,0 | 20 | /0 | 19 | ,3 | 14 | ,1 |
3, | 4 | 6 | ,1 | 5 | ,4 | 2 | ,8 | 2 | ,5 | 3 | ,6 |
CD CO CO
Testmethode zur Bestimmung des Widerstandes gegen
Feuchtigkeit
(1) Es werden fünf Messingstäbe mit den Abmessungen 6,35
χ 152 mm und abgerundeten Enden verwendet. Diese Stäbe werden sorgfältig gereinigt, poliert und vor der Anwendung
getrocknet.
(2) Der zu untersuchende Isolierlack wird so weit verdünnt, daß beim Eintauchen eines Kupferbleches und nachfolgendem
Härten der gebildete, getrocknete Film 25,4 ,um
+ 2,54 ,um dick ist.
(3) Nachdem der Lack wie vorstehend angegeben eingestellt wurde, werden die Stäbe in den Lack getaucht und gehärtet,
wobei man nach jedem Eintauch- und Härtungszyklus die Stabrichtung umkehrt, bis der gebildete
gehärtete Überzug eine Dicke von 165 bis 19O ,um hat.
Die endgültigen Ergebnisse werden durch die Temperatur und Dauer jeder Härtung beeinflußt.
(4) Als Testkammer wird ein Wasserbad verwendet, dessen Temperatur auf 7O+ 1° C gehalten werden kann. Sie hat
etwa die Dimensionen 45 bis 60 cm lang, 3O cm breit und etwa 22,5 cm tief. Diese Kammer ist mit einer Plexiglasabdeckung
versehen, in die 19 mm Löcher gebohrt sind. Die Plexiglasabdeckung wird unter Verwendung eines biegsamen
Silikonzements oder einer Abdichtungsverbindung auf das Wasserbad aufgesetzt, so daß eine Kammer entsteht.
030009/0910
In die Kanuner wird ausreichend Wasser gegeben, daß bei 70 C eine Wasserhöhe von 5 bis 7,5 cm vorhanden
ist. Die Stäbe dürfen dabei die Wasseroberfläche nicht berühren.
(5) Die fünf präparierten Stäbe werden in Kautschukstopfen eingesetzt, so daß sie 11,4 cm über die untere öffnung
hinausragen, und die Kopfenden werden durch Entfernen des Lackes an dieser Stelle bis zum Messing blank gemacht.
Ein blankes Stück 24-AWG Kupferdraht wird um den unteren Teil gewunden (10 Windungen, der Teil, an
dem der Lack noch vorhanden ist) und durch den Kautschukstopfen über einen Schlitz an seiner Seite geführt.
Das System besteht dann aus zwei Elektroden, die durch eine Isolierung getrennt sind.
(6) Vor Beginn des Tests sollte eine Messung bei einem Potential von 500 Volt durchgeführt werden. Die Ablesung
für den Widerstand sollte unendlich sein, da der Film theoretisch kontinuierlich ist. Ausgangswerte von
1.000.000 Megaohm bei 500 Volt sind annehmbar.
(7) Die fünf präparierten Stäbe werden nun in die Testkammer eingesetzt, die bei 70 +1 C gehalten wird und die nicht
gebrauchten verbleibenden Löcher werden mit Kautschukstopfen verschlossen.
(8) Die erste Ablesung wird unmittelbar zu dem Zeitpunkt vorgenommen,
an dem der Stab in das Loch eingesetzt wird. Dann werden /Ablesungen nach einer Stunde, 24 Stunden, 48 Stunden,
0 3 0 Ω Π "} /0910
72 Stunden, 96 Stunden, 120 Stunden und 144 Stunden durchgeführt,
und nach 168 Stunden ist der Test beendet.
Die chemische Widerstandsfähigkeit der erfindungsgemäßen Lacke
wurde durch Messen der Haftfestigkeit in kg gemäß ASTM, D-2519
festgestellt. Die Messungen zur Ermittlung der chemischen Widerstandsfähigkeit wurden durchgeführt, nachdem man die Lacke nichtverbleitern
Gas, Xylol, Aceton, 2 %igem Natriumhydroxid oder 5 %iger Schwefelsäure ausgesetzt hatte. Die Meßergebnisse sind
nachstehend in kg aufgeführt. Ein Vergleich zwischen dem Lack des Beispiels 70 und dem Alkydlack Isonel -31 (US-Patentschrift
3 080 331) geht aus der Tabelle 12 hervor.
9/0910
Vergleich der chemischen Widerstandsfähigkeit eines Lackes auf der Basis
eines organischen Lösungsmittels mit erfindungsgemäßen wasserhaltigen Lacken
Lack
Unverbleites Gas 25° C |
150°C | Xylol 25° C |
150°C |
2,2 | O | 1,7 | 0 |
1,5 | 0 | 2,0 | 0 |
(Durchschn. von 7 Wickl.! |
|||
21,9 | 4,3 | 20,1 | 6,0 |
24,4 (Durchschn. von 2 Wickl.: |
5,8 | 18,2 | 3,6 |
8,9 |
Aceton 25° C
150° C
%iges Natriumhydroxid
25° C 150° C
25° C 150° C
%ige Schwefelsäure 25° C
150°C
O b» O O
O CO
Isonel-31 nach 24 Stunden
(1 Wicklung)
Isonel-31 nach 168 Stunden (Durchschnitt von 2 Wicklungen)
Beispiel nach 24 Stunden (1 Wicklung)
Beispiel nach 168 Stunden
Beispiel nach 168 Stunden (6 Wicklungen)
Wiederholung des Versuchs
Isonel, nach 24 Stunden
1,7
2,2
(Durchschn. v. 3 Wickl·.)
8,9
6,5
(Durchschn. v. 3 Wickl.)
18,5
14,6
(Durchschnitt
von 3 Wickl.)
von 3 Wickl.)
19,1
9,1
(Durchschnitt
von 3 Wickl.)
von 3 Wickl.)
23,0
1,3
1,1
4,8
3,9
3,9
19,1
19,3
(Durchschnitt von 3 Wickl.)
21,5
17,1
(Durchschnitt von 3 Wickl.)
1,2
19,6
1,4
1,1
6,2
4,4
1,3
IV) CD OO
O
O
CO
O
CO
Isonel j nach 168 Stunden j
Beispiel 70 [ nach 24 Stunden
j (Durchschnitt I
von 4 Wicklungen) I
Beispiel 70 !
j nach 168 Stunden |
21,4 22,0
19,9 I 4,6 10,7 1,5
15,0 ' 3,7 ; 4,3 j 1,4
1,2
5,1
3,5
18,3
21,4
18,0
Durchschnitt von 4 Wicklungen.
++ Messungen gemäß ASTM D-2519 des nicht-ausgesetzten Isonel-Lackes ergaben 22,2 kg
bei 25 C und 1,3 kg bei 150 C.
+++ Die Messungen gemäß ASTM D-2519 des Lackes nach Beispiel 70 ergaben 24,9 kg
bei 25 C und 7,1 kg bei 150 C, bevor der Lack nicht-verbleitem Gas, Xylol,
Aceton, 2 %igem Natriumhydroxid oder 5 %iger Schwefelsäure ausgesetzt wurde.
Der Lack des Beispiels 45 ergab vor der Aussetzung eine Haftfestigkeit von 22,9 kg
bei 25 C (Durchschnitt von 3 Wicklungen).
1,1
5,4
4,6
CO GO U)
Die folgenden Tests wurden durchgeführt, um die Wasserverdünnungseigenschaften
der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen festzustellen.
Im ersten Versuch wurden 100 g des Lackes nach Beispiel 45, der 40 % Butoxyethanol (BE) enthielt, untersucht. Der Prozentsatz
bezieht sich auf die gesamten vorhandenen flüchtigen Stoffe im Lack, einschließlich des BE. Wasser wurde zugefügt,
um den Punkt der Schleierbildung (hace) und den Trübungspunkt (cloud) zu ermitteln (Trübung - Zeitung kann nicht mehr gelesen
werden). Die Ergebnisse waren:
Wasser bis zur Schleierbildung 20,5 g Wasser bis zur Trübung: 24,0 g Dann wurden 100 g des Lackes nach Beispiel 45 mit der Lösungsmittelmischung H20/BE (Verhältnis. 90/10) behandelt. Die Ergebnisse waren:
Wasser bis zur Schleierbildung 20,5 g Wasser bis zur Trübung: 24,0 g Dann wurden 100 g des Lackes nach Beispiel 45 mit der Lösungsmittelmischung H20/BE (Verhältnis. 90/10) behandelt. Die Ergebnisse waren:
H20/BE (90/10) bis zur Schleierbildung 21 g
H20/BE (9O/1O) bis zur Trübung 32,5 g
Kenn die Lösungsmittelmischung auf 80 (Wasser): 20 (BE) variiert
wurde, ergaben sich höhere Werte für den Punkt der Schleierbildung und der Trübung:
H-O/BE (80/20) bis zur Schleierbildung 89 g
H20/BE (80/20) bis zur Trübung 105,5 g
0 3 η Π Q r) / Q 9 1 ''
Die folgenden weiteren Tests wurden durchgeführt, um die
Wirkung variierender Mengen Lösungsmittel im Lack auf die Wasserverträglichkeit des Lackes zu untersuchen.
03000 9/0910
Wirkung unterschiedlicher Mengen Lösungsmittel auf die Wasserverdünnbarkeit
des Lackes nach Beispiel 45
Modifizierter Lack
des Beispiels 45 ABCDEFGHI-
(100 g)
% BE* | 27, | 23 | 30 | 32,23 | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 | |
Viskosität | Z1 | Z~ | V1/2 | U3/4 | N1/4 | Q1/2 | N3/4 | K1/2 | 11/4 | ||
pH | 7, | 55 | 7,6 | 7,6 | 7,9 | 7,7 | 7,7 | 7,6 | 7,6 | 7,75 | |
Ca» | % Feststoffe | 52 | 52 | 52 | 52 | 52 | 52 | 52 | 52 | 52 | |
O | + % PF | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 | |
O to ^^ |
++ % MF | Ίο | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
O <o |
Wasserverträglichkeit | ||||||||||
O | g Lack | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
g Wasser bis zur Schleierbildung |
16, | 5 | 8,5 | 17 | 17,5 | 20,5 | 38 | 68,5 | 91 ,5 | 101 ,5 | |
g Wasser bis zur Trübung |
9, | 0 | 9,5 | 18,5 | 19 | 24 | 46 | 75 | 103 | 110 |
Butoxyethanol ivj
erfindungsgemäß verwendete Menge Phenolharz OJ
erfindungsgemäß verwendete Menge Triazinderivat O0
Wie für den Lack des Beispiels 4 5 wurde auch für den Lack des Beispiels 70 die Wirkung von Lösungsmittel und Wasser auf die
Schleierbildung und Trübung untersucht. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:
Wasser H-O/BE,90/10 HOO/BE,80/20
Lack des Beispiels 70 100 g 100 g 100 g
Menge des Lösungsmittels bis zur
Schleierbildung 4g 6g 34,5 g
Schleierbildung 4g 6g 34,5 g
Menge des Lösungsmittels bis zur
Trübung (verschwommen gegen
Zeitungsdruck) 11g 12,5g 39 g
Trübung (verschwommen gegen
Zeitungsdruck) 11g 12,5g 39 g
Wirkung unterschiedlicher Mengen Lösungsmittel im Lack des Beispiels 70 auf die Wasserverträglichkeit
BCDEFG
40 45 50 55 60
K1/4 G1/2 E1/2 E1/2 E1/2
,8 7,8 7,8 7,7 7,6 7,6
52 52 52 52 52
50 50 50 50 5O
15 15 15 15 15
g Lack 100 100 100 100 100 100 1OO
g Wasser bis
z.Schleierbild. 0 3,25 4 15,4 19,45 27 35,15
g Wasser bis
z. Trübung 3,5 4,30 11 20,8 26,50 35,15 43,25
030009/0910
Modifizierter Lack des Bei spiels 70 |
A | 35 | 7 |
% BE+ | 33,6 | K | 52 |
Viskosität | K1/2 | 50 | |
pH | 7,6 | 15 | |
% Feststoffe | 52 | ||
% PF | 50 | ||
% MF | 15 | ||
Wasserverträg lichkeit |
|||
Wirkung verschiedener Lösungsmittel auf die
Löslichkeit, die Härtung und die Wasserverträglichkeit
modifizierter Lacke nach Beispiel 45 und 70
Löslichkeit, die Härtung und die Wasserverträglichkeit
modifizierter Lacke nach Beispiel 45 und 70
Lack
Colösungsmittel, Art
%PF
Viskosität
% Feststoffe
Aussehen der Lösung
A B
MP EE
40 40
35 35
PP BP MDP MDE BE 40 40 40 40 40 35 35 35 35 35
15 15 15 15 15 15 15
G 1/2 K 3/4 J J 3/4 0~ T 1/2 N 1/4
7,9 7,7 7,75 7,8 7,65 7,75 7,5
50,1 50,1 50 50,1 50,2 50,2 52
klar klar klar klar klar klar klar
Härtung der Lacke
Stunden bei 63°
5 g
163° C
20 g
ge- ge- ge- ge- ge- ge- ge-
härt. hart. hart. hart. hart. hart. hart.
ge- ge- ge- ge- ge- ge- ge-
härt. hart. hart. hart. hart. hart. hart.
Wasservertrag lichkeit |
100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
g Lack | 3,5 | 23 | 14,5 | 13 | 19,5 | 3 | 20,5 |
g Wasser bis zur Schleier bildung |
4,5 | 27 | 18,5 | 16 | 26,5 | 6 | 24 |
g Wasser bis zur Trübung |
|||||||
MP = Methoxypropanol EE = Ethoxyethanol PP = Propoxypropanol
BP = Butoxypropanol MDP = Methoxydipropanol MDE = Methoxydiethanol
BE = Butoxyethanol
erfindungsgemäß verwendete Menge Phenolharz
erfindungsgemäß verwendete Menge Triazinderivat
erfindungsgemäß verwendete Menge Triazinderivat
030009/0910
293348Q
Wirkung verschiedener Lösungsmittel auf die Löslichkeit, die Härtung und Wasserverträglichkeit modifizierter Lacke
nach Beispiel 45 und 70 (Fortsetzung)
Lack
Colösungsmittel, Art
%MF+++
Viskosität
% Feststoffe
Aussehen der Lösung
MP EE PP BP MDP MDE BE
40 40 40 40 40 40 40
50 50 50 50 50 50 50
15 15 15 15 15 15 15
G 1/2 E 1/2 F+ E 1/2 G 1/4 G 1/2 K 1/4
7,8 7,8 7,65 7,8 7,8 7,9 7,8
50,1 50,1 50,1 50,1 5O,1 50,1 52
klar klar klar klar klar klar klar
Härtung der Lacke
Stunden bei 3° C
5 g
163° C
20 g
Wasserver- _trÜ2 lichkeit
g Lack
g Wasser bis zur Schleierbildung
g Wasser bis zur Trübung
ge- ge- ge- ge- ge- ge- ge-
härt. hart. hart. hart. hart. hart. hart.
ge- ge- ge- ge- ge- ge- ge-
härt. hart. hart. hart. hart. hart. hart.
100 100 100 100 100 100 100
4,5 8,5 8 11 5,5 7 11
Alle in den vorstehenden Beispielen und Tests angegebenen Prozentsätze beziehen sich, sofern nicht ausdrücklich etwas
anderes angegeben ist, auf das Gewicht.
Scha/be
Scha/be
030009/0910
Claims (23)
1. Modifiziertes Alkydharz, enthaltend
(A) ein öl- oder fettsäuremodifiziertes Alkydharz
(B) ein Phenolharz aus
(a) dem Kondensationsprodukt aus Formaldehyd und einer Mischung aus
(1) mindestens einem o- oder p-Monoalkylphenol
in einer Menge von 50 bis 90 Mol% der Mischung, wobei die Alkylgruppe 1 bis 12 Kohlenstoffatome enthält,
(2) einer Verbindung mit mindestens 2 phenolischen Hydroxylgruppen in einer Menge von
3 bis 20 Mol% der Mischung und
(3) o-Hydroxybenzoesäure, p-Hydroxybenzoesäure oder einer Mischung dieser Säuren in einer
Menge von 7 bis 40,Mol% der Mischung oder
0S0Ö09/0910
(b) dem Kondensationsprodukt aus Formaldehyd und
(4) mindestens einem o- oder p-Monoalkylphenol,
in dem die Alkylgruppe 1 bis 12 Kohlenstoffatome enthält, und
(5) 4,4'-bis-(4-Hydroxyphenyl)-pentansäure
oder deren Isomeren in einer Menge von 3 bis 15 Mol% der Mischung aus (4) und (5)
und
(c) ein Triazinderivat aus dem Reaktionsprodukt eines Melamins oder Benzoguanamins und Formaldehyd,
das als Substituenten mindestens zwei freie Methylolgruppen oder mindestens ein
Etherderivat mindestens einer dieser Methylolgruppen aufweist, mindestens ein Kondensationsprodukt dieses Derivates oder deren Mischung,
wobei das Phenolharz (B) in einer Menge von mehr als 10 Gew.% der Zusammensetzung vorliegt, das
Gesamtgewicht des Phenolharzes (B) und des Triazinderivates oder des Kondensationsproduktes
dieses Derivates (C) mindestens 22 Gew.% der Zusammensetzung ausmacht und die Wärmehärtung der
Zusammensetzung ein Produkt mit einem Widerstand gegen Feuchtigkeit von mindestens 25.0OO Megaohm
ergibt.
030009/0910
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand gegen Feuchtigkeit mehr als 250.000
Megaohm beträgt.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (B) und die Komponente (C) in Mengen
von jeweils 1O bis 50 Gew.% der Zusammensetzung vorliegen,
4. Zusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vereinigte Menge an (B) und (C) bis etwa 65 Gew.%
der Zusammensetzung ausmacht.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand gegen Feuchtigkeit größer als 750.0OO
Megaohm ist.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (1) aus o-Kresol, p-tert.-Butylphenol, p-tert.-Octylphenol,
p-tert.-Nonylphenol, p-tert.-Dodecylphenol oder
p-tert.-Amylphenol besteht.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (2) aus 2,2-bis-(4-Hydroxyphenyl)-propan, 4,4'-Sulfonyldiphenol,
Resorcin oder Hydrochinon besteht.
030009/0910
8. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (3) aus Salicylsäure besteht.
9. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Phenolharz (B) aus dem Kondensationsprodukt von
Formaldehyd mit p-tert.-Butylphenol, 2 ,2-bis-(4-Hydroxyphenol)-propan
und Salicylsäure besteht.
10. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Triazinderivat (C) verethert und methyliert ist.
11. Zusammensetzung nach Anspruch 1O, dadurch gekennzeichnet,
daß sie außerdem ein butyliertes Etherderivat von (C) enthält.
12. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkydharz (A) aus Tallölfettsäuren, Isophthalsäure,
Trimethylolpropan, Dipropylenglykol und Trimellithsäureanhydrid
hergestellt ist.
13. Zusammensetzung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Widerstand gegen Feuchtigkeit größer als 250.0OO
Megaohm ist.
14. Zusammensetzung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Widerstand gegen Feuchtigkeit mindestens 750.0OO
Megaohm beträgt.
030009/0910
15. Zusammensetzung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß (1) aus p-tert.-Butylphenol, (2) aus 2,2-bis-(4-
Hydroxyphenol)-propan und (3) aus Salicylsäure besteht.
16. Zusaminensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnt,
daß sie als Aminsalz mit einem Alkylamin, einem Alkanolamin
oder einem Morpholin vorliegt.
17. Zusammensetzung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Amin aus einem tertiären Ami η besteht.
18. Zusaminensetzung nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet,
daß das Amin aus Triethylamin, N,N-Dimethylethanolamin, N,N-Diethy1-ethanolamin, N-Methyl-diethanolamin,
N-Ethy!-diethanolamin oder N-(2-Hydroxyethyl)-morpholin
besteht.
19. Zusammensetzung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Form einer v/äßrigen Lösung vorliegt.
20. Zusaminensetzung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß sie ein mit Wasser mischbares Lösungsmittel ent-
hä 11.
21. Zusammensetzung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß das mit Wasser mischbare L;'>sun jsni i t. t:e L ms einem
Glykolether, einem G Lykoldiether , einem Glykolethcr -"iceti t,
osooofl/onm
einem Diacetonalkohol, einem Alkohol oder einem Keton
besteht.
22. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie als Lösung in aromatischen Kohlenwasserstoffen, aliphatischen Kohlenwasserstoffen, polaren mit Wasser
nicht mischbaren Lösungsmitteln oder deren Gemischen vorliegt.
23. Die Verwendung der Zusammensetzungen nach Anspruch 1 bis 22 zum Überziehen von Draht.
030009/091 0
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