DE3301135A1 - METHOD FOR REDUCING THE RELEASE OF VOLATILE ORGANIC COMPONENTS FROM POLYESTER MATERIALS AND COATING SOLUTION SUITABLE FOR THIS - Google Patents
METHOD FOR REDUCING THE RELEASE OF VOLATILE ORGANIC COMPONENTS FROM POLYESTER MATERIALS AND COATING SOLUTION SUITABLE FOR THISInfo
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Description
BESCHREIBUNGDESCRIPTION
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der Freisetzung von flüchtigen organischen Bestandteilen aus Polyestermassen und insbesondere Polyester-Beschichtungslösungen sowie in dieser Weise verbesserte Polyestermassen bzw. Polyesterbeschichtungslösungen mit einem hohen Polyestergehalt.The invention relates to a method for reducing the release of volatile organic components from polyester compositions and in particular polyester coating solutions and improved in this way Polyester compounds or polyester coating solutions with a high polyester content.
In den letzten Jahren hat der Umweltschutz eine zunehmende Bedeutung gewonnen. Dies betrifft nicht nur ο den Schutz der Umgebung als solcher sondern auch die Sicherheit der Öffentlichkeit im Hinblick auf die Lebensund Arbeits-Bedingungen. Flüchtige organische Bestandteile, die aus Beschichtungsmassen freigesetzt werden, welche in der Industrie und von Endverbrauchern angewandt werden, sind häufig nicht nur unangenehm, sondern tragen auch zu dem photochemischen Smog bei. Die Behörden können oder haben bereits Bestimmungen und Richtlinien erlassen, welche sich mit flüchtigen organischen Verbindungen befassen, die in der Atmosphäre abgegeben werden können. Die United States Environmental Protection Agency (EPA) hat Richtlinien erlassen, die die Menge von flüchtigen organischen Verbindungen betreffen, die in die Atmosphäre abgelassen werden können, wobei diese Richtlinien so ausgelegt sind, daß sie von den verschiedenen Staaten der Vereinigten Staaten angenommen werden. Die Richtlinien, die sich mit flüchtigen organischen Verbindungen befassen, wie die von der genannten EPA-Behörde erlassenen, und die Umweltschutzbedenken sind besonders gravierend für die Lack- und Beschichtungs-Industrie, die organische Lösungsmittel verwendet, die in der Atmosphäre freigesetzt werden.In recent years, environmental protection has become increasingly important. This doesn't just apply ο the protection of the environment as such but also the safety of the public with regard to life and health Working conditions. Volatile organic components released from coating compounds which are used in industry and by end users, are often not only unpleasant, but also contribute to photochemical smog. The authorities may or already have regulations and guidelines that deal with volatile organic compounds released into the atmosphere can be. The United States Environmental Protection Agency (EPA) has guidelines that regulate the amount of volatile organic compounds that can be released into the atmosphere, these being Directives are designed to be adopted by the various states of the United States will. The guidelines that deal with volatile organic compounds, such as those of the aforementioned The EPA authority, and the environmental concerns are particularly serious for the paint and Coating industry that uses organic solvents that are released into the atmosphere.
Im Hinblick auf Beschichtungsverbindungen und unter Berücksichtigung auf die Umweltschutzbedenken sind organische Harze mit einem hohen Feststoffgehalt ent-With regard to coating compounds and considering environmental concerns organic resins with a high solids content
wickelt worden, die dazu geeignet sind, die Freisetzung von organischen Verbindungen bei der Anwendung von Harzbeschichtungen zu vermindern. Dabei ist die für die Emission in die Atmosphäre verfügbare Lösungsmittelmenge um so geringer, je höher der Feststoffgehalt dieser Massen ist. Ein höherer Feststoffgehalt ist stets ein anzustrebendes Ziel, wobei jedoch im allgemeinen eine gewisse Menge Lösungsmittel erforderlich ist, um die Auftragung der Harze zu ermöglichen.which are capable of preventing the release of organic compounds when applied of resin coatings to decrease. Where is the amount of solvent available for emission into the atmosphere the lower the higher the solids content of these masses. A higher solids content is always a goal to be strived for, but generally requires a certain amount of solvent is to allow the resins to be applied.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Lösungsmittelsystem zu schaffen, welches mit Polyester-Einbrennbeschichtungsmassen mit hohem Feststoffgehalt verträglich ist und welches eine Verminderung von organischen Emissionen in die Atmosphäre ermöglicht.The object of the present invention now exists is to create a solvent system that works with polyester stoving coatings at high levels Solid content is compatible and which reduces organic emissions into the atmosphere enables.
Es hat sich nun gezeigt, daß Wasser im Kombination mit einem organischen Lösungsmittel oder einer organischen Lösungsmittelmischung, die bei 25°C in Wasser in einer Menge von etwa 5 Gew.-% bis zur vollständigen Mischbarkeit mit Wasser löslich ist, einem Polyester mit einer Hydroxylzahl von 150 oder mehr und einem oder mehreren Vernetzungsmitteln, die mit der Polyester/Lösungsmittel/Wasser-Kombination mischbar ist, die Emission oder Freisetzung von flüchtigen organischen Verbindungen gegenüber dem Fall vermindert, da man organische Lösungsmittel ohne Wasser als Co-Lösungsraittel einsetzt.It has now been shown that water in combination with an organic solvent or a organic solvent mixture, which at 25 ° C in water in an amount of about 5 wt .-% to complete Miscibility with water, a polyester having a hydroxyl number of 150 or more and soluble one or more crosslinking agents that are miscible with the polyester / solvent / water combination, the emission or release of volatile organic compounds is reduced compared to the case since one uses organic solvents without water as co-solvents.
Gegenstand der Erfindung ist daher die Beschichtungslösung gemäß Hauptanspruch. Die Unteransprüche betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen dieses Erfindungsgegenstandes sowie ein Verfahren zur Verminderung der Freisetzung von flüchtigen organischen Verbindungen durch die Verwendung dieser Polyesterbeschichtungslösungen. The invention therefore relates to the coating solution according to the main claim. The subclaims relate to particularly preferred embodiments of this subject matter of the invention and a method for reduction the release of volatile organic compounds from the use of these polyester coating solutions.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß Polyester mit einem hohen Feststoffgehalt und Hydroxylzahlen von 150 oder mehr eine Affinität für Wasser besitzen. Dabei steigt die Menge des Wassers, die dem Polyestereinbrennsystem zugesetzt werden kann mit zunehmender Hydroxylzahl und abnehmendem Molekulargewicht. Demzufolge wird erfindungsgemäß Wasser in einer Menge angewandt, die von der Hydroxylzahl des Polyesters der Beschichtungsmasse abhängt. Durch die Umsetzung einer zweibasigen Säure und eines organischen Polyols mit mindestens zwei Hydroxylgruppen kann man Polyester mit hohem Feststoffgehalt und einer Hydroxylzahl von 150 oder mehr herstellen. Die erhaltenen Polyester mit hohem Feststoffgehalt können mit einem organischen Lösungsmittel, welches eine Wasserlöslichkeit im Bereich von etwa 5 Gew.-% bis zur vollständigen Mischbarkeit in Wasser aufweist, Wasser und einem Aminoharz-Vernetzungsmittel vermischt werden unter Bildung einer Beschichtungsmasse mit verminderter Freisetzung von flüchtigen organischen Verbindungen. Um eine wirksame Verminderung der Freisetzung von flüchtigen organischen Verbindungen zu erreichen muß das Wasser mindestens etwa 2 Gew.-% des Beschichtungssystemes ausmachen, während das organische Lösungsmittel bis zu etwa 30 Gew.-% der Beschichtungsmasse stellen kann, wobei der bevorzugte Bereich des Verhältnisses von Wasser zu organischem Lösungsmittel sich von etwa 20/80 bis etwa 60/40 erstreckt. Repräsentative Beispiele für die in den erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen zu verwendende Lösungsmittel sind Cellosolveacetat oder z-Ethoxyäthylacetat, n-Butanol, Isobutanol, n-Propoxypropanol und Butylcellosolve oder z-Butoxyethanol,wobei Butylcellosolve das bevorzugte Lösungsmittel darstellt. Methyliertes Melamin, methylierter Harnstoff und Hexamethoxymethylmelamin sind repräsentative Vertreter von Aminoharz-Vernetzungsmitteln, wobei Hexamethoxymethylmelamin, das im Handel unter der Bezeichnung Cymel 303It has surprisingly been found that polyesters with a high solids content and hydroxyl numbers of 150 or more have an affinity for water. This increases the amount of water that enters the polyester stoving system can be added with increasing hydroxyl number and decreasing molecular weight. As a result According to the invention, water is used in an amount which depends on the hydroxyl number of the polyester of the coating composition depends. By reacting a dibasic acid and an organic polyol with at least two Hydroxyl groups can be used to make high solids polyesters with a hydroxyl number of 150 or more. The high solids polyesters obtained can be mixed with an organic solvent which has a water solubility in the range from about 5% by weight to complete miscibility in water, Water and an amino resin crosslinking agent are mixed to form a coating with reduced Release of volatile organic compounds. To effectively reduce the release of volatile organic compounds, the water must contain at least about 2% by weight of the coating system make up, while the organic solvent can represent up to about 30 wt .-% of the coating mass, the preferred range of the ratio of water to organic solvent being from about 20/80 extends to about 60/40. Representative examples of those in the coating compositions according to the invention solvents used are cellosolve acetate or z-ethoxyethyl acetate, n-butanol, isobutanol, n-propoxypropanol and butyl cellosolve or z-butoxyethanol, with butyl cellosolve being the preferred solvent. Methylated melamine, methylated urea and hexamethoxymethyl melamine are representative representatives of amino resin crosslinking agents, whereby hexamethoxymethylmelamine, commercially available under the name Cymel 303
von der Firma American Cyanamid Company erhältlich ist, das bevorzugte Vernetzungsmittel darstellt. Erfindungsgemäß sind Vernetzungsmittel, die mit Wasser reagieren, wie Urethane, nicht geeignet.available from American Cyanamid Company, is the preferred crosslinking agent. According to the invention, crosslinking agents which react with water, such as urethanes, are not suitable.
Die erfindungsgemäßen Polyester/Lösungsmittel-Wasser-Massen werden durch mechanisches Vermischen der Bestandteile hergestellt. Vorzugsweise wird der Polyester, mit einer solchen Menge von organischem Lösungsmittel vermischt, daß seine Viskosität Z 6 oder weniger beträgt. Vorzugsweise wird dann das Vernetzungsmittel, wie das Material Cymel 303 zu der in dieser Weise erhaltenen Mischung aus dem Polyester und dem organischen Lösungsmittel zugegeben. Vorzugsweise wird anschließend der Rest des gewünschten organischen Lösungsmittels zugesetzt und die gewünschte Wassermenge zugegeben. Die Zugabe einer zu großen Wassermenge vor der Zugabe einer ausreichenden Menge des organischen Lösungsmittels kann eine unzureichende Mischbarkeit zur Folge haben. Vorzugsweise werden die oben angesprochenen Mischvorgänge bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und etwa 5O0C durchgeführt.The polyester / solvent-water compositions according to the invention are produced by mechanical mixing of the constituents. Preferably, the polyester is mixed with such an amount of organic solvent that its viscosity is Z 6 or less. The crosslinking agent, such as the material Cymel 303, is then preferably added to the mixture of the polyester and the organic solvent obtained in this way. The remainder of the desired organic solvent is then preferably added and the desired amount of water added. Adding too much water before adding a sufficient amount of the organic solvent may result in poor miscibility. Preferably, the mixing operations mentioned above are performed at a temperature between room temperature and about 5O 0 C.
Die für die Verwendung mit der Kombination aus Wasser und dem organischen Co-Lösungsmittel bevorzugten Polyester besitzen Hydroxylzahlen von mindestens etwa 150 bis etwa 350 und zahlenmittlerem Molekulargewicht im Bereich von etwa 300 bis etwa 1100. Im allgemeinen werden sie durch Umsetzung von zweibasigen Säuren oder zweibasigen Säureanhydriden, wie Isophthalsäure/ Adipinsäure, Phthalsäureanhydrid und Terephthalsäure, mit Polyolen, wie Propylenglykol, Neopentylglykol und Trimethylolpropan, hergestellt. Gegebenenfalls kann man während oder unmittelbar nach der Bildung des Harzes zur besseren Handhabung ein Lösungsmittel des erfindungsgemäß geeigneten Typs zusetzen. WeiterhinThose preferred for use with the combination of water and the organic cosolvent Polyesters have hydroxyl numbers of at least about 150 to about 350 and number average molecular weight in the range from about 300 to about 1100. In general, they are made by reacting dibasic acids or dibasic acid anhydrides, such as isophthalic acid / adipic acid, phthalic anhydride and terephthalic acid, with polyols such as propylene glycol, neopentyl glycol and Trimethylol propane. If necessary, you can during or immediately after the formation of the Add a solvent of the type suitable according to the invention to the resin for better handling. Farther
kann man gegebenenfalls Pigmente zu dem Polyesterharz zugeben. Diese Pigmente schließen Metalloxide, wie Titandioxid oder Eisenoxid, Metallflocken, wie Bronzeoder Nickel-Flocken, Metallpulver, Phthalocyaninpigmente, Monastralpigmente, Molybdadpigmente, wie Molybdadorange, Chinacridonpigmente, Sulfatpigmente, Carbonatpigmente, Rußpigmente, Siliciumdioxidpigmente und andere organische und anorganische an sich bekannte Pigmente ein. Das Pigment/Bindemittel-Verhältnis liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 0 (für transparente Überzüge) bis etwa 2:1. Der Feststoffgehalt des gebildeten Polyesterharzes liegt normalerweise im Bereich von etwa 85 bis etwa 100 Gew.-%.pigments can optionally be added to the polyester resin. These pigments include metal oxides, such as Titanium dioxide or iron oxide, metal flakes such as bronze or nickel flakes, metal powder, phthalocyanine pigments, Monastral pigments, molybdenum pigments, such as molybdenum orange, quinacridone pigments, sulfate pigments, Carbonate pigments, carbon black pigments, silicon dioxide pigments and other organic and inorganic known per se Pigments. The pigment / binder ratio is generally in the range of about 0 (for transparent Coatings) up to about 2: 1. The solids content of the polyester resin formed is normally in Range from about 85 to about 100 weight percent.
Die folgenden Beispiele verdeutlichen die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyester, wenngleich diese Beispiele die Erfindung nicht einschränken sollen.The following examples illustrate those according to the invention polyester to be used, although these examples are not intended to limit the invention.
Man beschickt ein Reaktionsgefäß mit 41,00g Propylenglykol, 29,82g Phthalsäureanhydrid und 29,40g Adipinsäure und erhitzt unter einer Inertgasatmosphäre während etwa 2 Stunden auf eine Temperatur von etwa 2380C (4600F). Nach einer Reaktionsdauer von 2 Stunden kühlt man auf 1210C (2500F) und gibt 10,00g Cellosolveacetat zu. Man kühlt die erhaltene Mischung ab und erhält einen Polyester mit einem Feststoffgehalt von etwa 90 Gew.-%, einer Hydroxylzahl von etwa 160, einer Viskosität im Bereich von etwa Z3 bis etwa Z5 und einem spezifischen Gewicht von etwa 1,18g/cm3 (9,8 pounds per gallon).Feeding to a reaction vessel with 41,00g propylene glycol, phthalic anhydride and 29,82g 29,40g adipic acid and heated under an inert gas atmosphere for about 2 hours to a temperature of about 238 0 C (460 0 F). After a reaction time of 2 hours, cooled to 121 0 C (250 0 F) and gives 10.00 g of cellosolve acetate to. The mixture obtained is cooled and a polyester is obtained with a solids content of about 90% by weight, a hydroxyl number of about 160, a viscosity in the range from about Z3 to about Z5 and a specific gravity of about 1.18 g / cm 3 ( 9.8 pounds per gallon).
Man beschickt ein Reaktionsgefäß mit 44,90g Neopentylglykol (90% in Wasser), 5,77g Trimethylolpropan, 23,39g Adipinsäure und 26,58g Isophthalsäure und erhitztA reaction vessel is charged with 44.90 g of neopentyl glycol (90% in water), 5.77 g of trimethylol propane, 23.39 g Adipic acid and 26.58g isophthalic acid and heated
langsam unter einer Inertgasatmosphäre auf eine Temperatur von 2380C (4600F), bis eine Säurezahl von nicht mehr als etwa 10 erreicht ist. Dann kühlt man die Reaktionsmischung auf 1210C (2500F), wonach man 15,00g Cellosolveacetat zu der Reaktionsmischung zusetzt. Die erhaltene Mischung ist ein Polyester mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 7 50, einem Feststoffgehalt von etwa 85 Gew.-%, einer Hydroxylzahl von etwa 175, einer Viskosität von etwa Z4 bis etwa Z6 und einem spezifischen Gewicht von 1,12g/cm3 (9,3 pounds/gallon).slowly under an inert gas atmosphere to a temperature of 238 0 C (460 0 F) until an acid number of no more than about 10 is reached. It is then cooled the reaction mixture to 121 0 C (250 0 F), followed by 15.00g of cellosolve acetate are added to the reaction mixture. The mixture obtained is a polyester with a number average molecular weight of about 7 50, a solids content of about 85% by weight, a hydroxyl number of about 175, a viscosity of about Z4 to about Z6 and a specific gravity of 1.12 g / cm 3 (9.3 pounds / gallon).
Man erhitzt eine Mischung aus 47,06g Propylenglykol, 28,96g Adipinsäure, 32,96g Isophthalsäure und 0,05g hydratisiertera Monobutylzinnoxid (Fascat 4100 der Firma M & T Chemical Company) langsam auf 1930C (3800F) und dann auf 216°C (4200F) bis klares Harz erhalten wird und eine Säurezahl von etwa 9 (90% in Cellosolveacetat) erreicht ist. Dann kühlt man die Reaktionsmischung auf 1350C (275°F) ab und gibt 5g Cellosolveacetat zu. Die erhaltene Mischung ist ein Polyester mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 450, einem Feststoffgehalt von etwa 90 Gew.-%, einer Hydroxylzahl von etwa 240 bis etwa 250, einer Viskosität von etwa 25 bis etwa Z6 und einem spezifischen Gewicht von etwa 1,18g/cm3 (9,8 pounds/gallon).A mixture of propylene glycol 47,06g, 28,96g adipic acid, isophthalic acid and 32,96g 0,05g hydratisiertera monobutyltin oxide (Fascat 4100 M & T Chemical Company) slowly to 193 0 C (380 0 F) and then at 216 ° C (420 0 F) until clear resin is obtained and an acid number of about 9 (90% in Cellosolve acetate) is reached. It is then cooled the reaction mixture to 135 0 C (275 ° F) and is 5g cellosolve to. The resulting mixture is a polyester having a number average molecular weight of about 450, a solids content of about 90% by weight, a hydroxyl number of about 240 to about 250, a viscosity of about 25 to about Z6 and a specific gravity of about 1.18 g / cm 3 (9.8 pounds / gallon).
Man kann ein Einbrenn-Alkydharz mit hohem Feststoffgehalt, welches erfindungsgemäß verwendet werden kann, dadurch herstellen, daß man ein Reaktionsgefäß mit 400g Sojasäuren, 193g Trimethylolpropan, 20g Xylol,, 6g Triphenylphosphat und 490g Propylenglykol beschickt und den Kolbeninhalt auf etwa 93°C (2000F) erhitzt.A stoving alkyd resin with a high solids content, which can be used according to the invention, can be produced by charging a reaction vessel with 400 g of soy acids, 193 g of trimethylolpropane, 20 g of xylene, 6 g of triphenyl phosphate and 490 g of propylene glycol and bringing the contents of the flask to about 93 ° C (200 ° C) 0 F).
Dann gibt man 748g Isophthalsäure und 100g Terephthalsäure zu der Reaktionsmischung, die anschließend währendThen 748 g of isophthalic acid and 100 g of terephthalic acid are added to the reaction mixture, which subsequently during
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15 Stunden langsam auf 232°C (4500F) erhitzt wird, wobei sich die Mischung klärt und eine Säurezahl von etwa 9 bis 10 erreicht wird. Dann wird die Mischung auf etwa 116°C (2400F) abgekühlt, wonach man das erhaltene Alkydharz mit 325g Butylcellosolve versetzt. Das Harz besitzt ein zahlenmittleres Molekulargewicht von etwa 750, ein spezifisches Gewicht von etwa 1,07g/cm3 (8,95 pounds/gallon), eine Hydroxylzahl von etwa und eine Viskosität (85% in Cellosolveacetat) von etwa Z2. Wenn man bei der obigen Rezeptur die Sojasäuren durch Tallölsäuren ersetzt, so erhält man ebenfalls ein geeignetes Alkydharz.15 hours is slowly heated to 232 ° C (450 0 F), the mixture clears and an acid number of about 9 to 10 is reached. Then the mixture to about 116 ° C (240 0 F) is cooled, after which it is mixed with the alkyd resin obtained 325g of butyl cellosolve. The resin has a number average molecular weight of about 750, a specific gravity of about 1.07 g / cm 3 (8.95 pounds / gallon), a hydroxyl number of about, and a viscosity (85% in cellosolve acetate) of about Z2. If the soy acids are replaced by tall oil acids in the above formulation, a suitable alkyd resin is also obtained.
Schließlich kann man weitere erfindungsgemäß geeignete Polyester dadurch herstellen, daß man die in der nachfolgenden Tabelle I angegebenen Reaktionsteilnehmer in den angegebenen Mengenverhältnissen vermischt und den allgemeinen Verfahrensmaßnahmen des Beispiels I .unterwirft, mit dem Unterschied, daß man eine Um-Setzungstemperatur von etwa 204 bis etwa 216°C (400 bis 4200F) anwendet und in allen Fällen hydratisiertes Monobutylzinnoxid (Fascat) einsetzt.Finally, other polyesters suitable according to the invention can be prepared by mixing the reactants given in Table I below in the given proportions and subjecting them to the general process measures of Example I, with the difference that a reaction temperature of about 204 to about 216 ° C (400 to 420 0 F) applies and in all cases uses hydrated monobutyltin oxide (Fascat).
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TABELLE ITABLE I.
glykol
(Mol)Propylene
glycol
(Mole)
säure
(Mol)Isophthalic
acid
(Mole)
glykol
(Mol)Neopentyl
glycol
(Mole)
propan
(Mol)Trimethylol
propane
(Mole)
Harzresin
1 2 3 4 5 6 7 8 91 2 3 4 5 6 7 8 9
Phthalsäureanhydrid (Mol)Phthalic anhydride (mole)
1,0 1,01.0 1.0
1,0 1,01.0 1.0
Adipinsäure (Mol)Adipic acid (mole)
1,0.1.0.
1,01.0
1,01.0
1,01.0
1,01.0
1,01.0
1,01.0
1,01.0
1,01.0
Polyethylen- Hydro- säure- Viskosi-Polyethylene Hydro- Acid Viscose
terephthalterephthal
(Mol)(Mole)
9,09.0
xylzahl xyl number
329 310 238 224 211 262 262 224 243329 310 238 224 211 262 262 224 243
Wert tatWorth doing
9,4 9,2 8,2 7,5 7,9 9,6 8,6 7,3 7,99.4 9.2 8.2 7.5 7.9 9.6 8.6 7.3 7.9
Z3-Z4Z3-Z4
Z5Z5
Z4-Z5Z4-Z5
Z4Z4
Z4Z4
Z5Z5
Z5Z5
Z3Z3
Z3Z3
Erfindungsgemäß werden die in der oben beschriebenen Weise hergestellten Polyester mit hohem Feststoffgehalt mit bis zu etwa 30 Gew.-% eines organischen Lösungsmittels oder einer organischen Lösungsmittelmischung mit einer Wasserlöslichkeit im Bereich von etwa 5 Gew.-% bis zur vollständigen Mischbarkeit mit Wasser; mindestens 2 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gewicht der Beschichtungsmasse? und einem oder mehreren Vernetzungsharzen, die mit dieser Polyester/Lösungsmittel/Wasser-Kombination mischbar sind, vereinigt. In dieser Weise erhält man eine Beschichtungsmasse, die eine verminderte Freisetzung von üblichen flüchtigen organischen Verbindungen aufweist als eine Masse die nur ein reines organisches Lösungsmittel enthält. DieAccording to the invention are those described in the above Wise made high solids polyester containing up to about 30% by weight of an organic Solvent or an organic solvent mixture with a water solubility in the range of about 5% by weight until completely miscible with water; at least 2% by weight of water, based on the Weight of the coating compound? and one or more crosslinking resins made with this polyester / solvent / water combination are miscible, combined. In this way a coating compound is obtained which has a reduced release of common volatile organic compounds than a mass which contains only a pure organic solvent. the
15' bevorzugten Vernetzerharze sind Aminoharze, wie methyliertes Melamin, methylierter Harnstoff oder Hexamethoxymethylmelamin, welche etwa 20 bis etwa 35 Gew.-% der Beschichtungsmassen ausmachen. In der nachfolgenden Tabelle II sind verschiedene Massen angegeben, die unter Verwendung von Wasser als Lösungsmittel in der Beschichtungsmasse zu einer Verminderung der Freisetzung von flüchtigen organischen Verbindungen führen. Die Tabelle II gibt auch den Feststoffgehalt, die Menge der flüchtigen organischen Verbindungen pro 1000g der Beschichtungsmasse für Systeme an, die Cellosolveacetat (CA), Butylcellosolve (BC) und eine Butylcellosolve/Wasser-Kombination als Lösungsmittel enthalten. In jedem Fall wird das Polyester- oder Alkydharz mit Hexamethoxymethylmelamin kombiniert (welches im Handel unter der Bezeichnung Cymel 303 erhältlich ist und nachfolgend abgekürzt als Cy 303 bezeichnet wird).15 'preferred crosslinking resins are amino resins such as methylated melamine, methylated urea or hexamethoxymethyl melamine, which is about 20 to about Make up 35% by weight of the coating compositions. In the following table II different masses are given, the use of water as a solvent in the coating composition leads to a reduction lead to the release of volatile organic compounds. Table II also gives the solids content, the amount of volatile organic compounds per 1000g of the coating material for systems that Cellosolve acetate (CA), butyl cellosolve (BC) and a butyl cellosolve / water combination as solvents contain. In any case, the polyester or alkyd resin is combined with hexamethoxymethylmelamine (which is commercially available under the name Cymel 303 and hereinafter abbreviated as Cy 303 referred to as).
mn 9mn 9
- 17 -- 17 -
Verminderung der Freisetzung von flüchtigen organischen Verbindungen durch die Verwendung von Wasser als Co-Lösungsmittel.Reduction of the release of volatile organic compounds through use of water as a co-solvent.
Harzresin
Beispiel II Beispiel II Beispiel IIExample II Example II Example II
Harz 4, Tabelle I Harz 4, Tabelle I Harz 4, Tabelle IResin 4, Table I Resin 4, Table I Resin 4, Table I.
Beispiel III Beispiel III Beispiel IIIExample III Example III Example III
Harz 6, Tabelle I Harz 6, Tabelle I Harz 6, Tabelle IResin 6, Table I Resin 6, Table I Resin 6, Table I.
Harz 1, Tabelle I Harz 1, Tabelle I Harz 1, Tabelle IResin 1, Table I Resin 1, Table I Resin 1, Table I.
Beispiel IV Beispiel IV Beispiel IVExample IV Example IV Example IV
Harz 6, Tabelle I Harz 1, Tabelle I Hydroxyl- Harz/ zahl Cy 303Resin 6, Table I Resin 1, Table I Hydroxyl Resin / number Cy 303
Prozentsatz des flüchtigen organischen LösungsmittelsPercentage of volatile organic solvent
Harzresin
Beispiel II Beispiel II Beispiel IIExample II Example II Example II
Harz 4, Tabelle I Harz 4, Tabelle I Harz 4, Tabelle IResin 4, Table I Resin 4, Table I Resin 4, Table I.
Beispiel III Beispiel III Beispiel IIIExample III Example III Example III
Harz 6, Tabelle I Harz 6, Tabelle I Harz 6, Tabelle IResin 6, Table I Resin 6, Table I Resin 6, Table I.
Harz 1, Tabelle I Harz 1, Tabelle I Harz 1, Tabelle IResin 1, Table I Resin 1, Table I Resin 1, Table I.
Beispiel IV Beispiel IV Beispiel IVExample IV Example IV Example IV
Harz 6, Tabelle I Harz 1, Tabelle IResin 6, Table I Resin 1, Table I.
Wasser (%)Water (%)
8,08.0
9,99.9
12,012.0
10f010 f 0
13,713.7
6,76.7
9,2 11,59.2 11.5
gehalt (%)Solid
salary (%)
sche Verbindungen
(g) pro 100g der
Beschichtungs-
massevolatile organi
cal connections
(g) per 100g of
Coating
Dimensions
* ft * Λ* ft * Λ
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Fortsetzung Tabelle IITable II continued
Harzresin
Beispiel II Beispiel II Beispiel IIExample II Example II Example II
Verminderung der Freisetzung flüchtiger organischer Verbindungen (%) der Wasser/BC-Kombination gegenüber CAReduction of the release of volatile organic compounds (%) of the water / BC combination towards CA
8,3 %8.3%
Harz 4, Tabelle I Harz 4, Tabelle I Harz 4, Tabelle IResin 4, Table I Resin 4, Table I Resin 4, Table I.
Beispiel III Beispiel III Beispiel IIIExample III Example III Example III
13,2 %13.2%
38,1 %38.1%
Harz 6, Tabelle I Harz 6, Tabelle I Harz 6, Tabelle I *
14,1 %Resin 6, Table I Resin 6, Table I Resin 6, Table I *
14.1%
Harz 1, Tabelle I Harz 1, Tabelle IResin 1, Table I Resin 1, Table I.
Harz 1, Tabelle I 35,0 %Resin 1, Table I 35.0%
Beispiel IV Beispiel IV Beispiel IVExample IV Example IV Example IV
9,3 %9.3%
Harz 6, Tabelle I Harz 1, Tabelle I 29,9 % 45,0 %Resin 6, Table I Resin 1, Table I 29.9% 45.0%
* Kann durch anschließsnde Verwendung von 3C gesteigert werden ( ) Die BC-Systeme sind in Klammern angegeben, da sie bei der Berechnung des Prozentsatzes der Verminderung der Freisetzung von flüchtigen organischen Verbindungen nicht verwendet wurden.* Can be increased by using 3C afterwards () The BC systems are given in brackets as they are used in calculating the percentage reduction the release of volatile organic compounds were not used.
Die nachfolgende Tabelle III verdeutlicht Zubereitungen mit verschiedenen Polyestern und Alkydharzen mit hohem Feststoffgehalt in Kombination mit Cymel 3OJ und verschiedenen Kombinationen aus organischen Lösungsmitteln und Wasser.Table III below illustrates preparations with various polyesters and alkyd resins high solids content in combination with Cymel 3OJ and various combinations of organic solvents and water.
Polyester/Cymel 303/Lösungsmittel-SystemePolyester / Cymel 303 / solvent systems
zahlHydroxyl
number
flüchtigen organi
sehen Lösungs
mittelsPercentage of the
volatile organi
see solution
by means of
Fortsetzung Tabelle IIITable III continued
Harzresin
Beispiel III Beispiel III Beispiel III Beispiel IIIExample III Example III Example III Example III
Wasser (%)Water (%)
Feststoff- flüchtige organigehalt (%) sehe Verbindungen (g) pro 100g der Beschichtungs-Solids volatile organic content (%) see compounds (g) per 100g of the coating
masseDimensions
75,775.7
250250
5 Beispiel II5 Example II
Beispeil IIExample II
355355
Harz 4, Tabelle IResin 4, Table I.
Harz 4, Tabelle IResin 4, Table I.
Harz 6, Tabelle IResin 6, Table I.
Harz 6, Tabelle IResin 6, Table I.
Harz 1, Tabelle IResin 1, Table I.
Harz 1, Tabelle IResin 1, Table I.
- 22 r *" NACHQERBOH - 22 r * "NACHQERBOH
Die Hydroxylzahl, der Prozentsatz des Polyestervernetzungsmittels, der Prozentsatz Wasser, der Prozentsatz Feststoff und die Menge der flüchtigen organischen Verbindungen in Gramm einer jeden Zubereitung sind ebenfalls in der Tabelle III angegeben und verdeutlichen eine allgemeine Verminderung der Freisetzung von flüchtigen organischen Verbindungen bei der Anwendung einer Kombination aus Wasser und organischem Lösungsmittel.The hydroxyl number, the percentage of the polyester crosslinking agent, the percentage water, the percentage solid and the amount of volatile organic Compounds in grams of each preparation are also given and clarified in Table III a general reduction in the release of volatile organic compounds on application a combination of water and organic solvent.
Die Wassermenge, die zu dem Polyester und dem Aminoharz-Vernetzungsmittel zugesetzt werden kann, ist direkt abhängig von dem Hydroxylgruppengehalt des Polyesters oder des Alkydharzes. Bei maximalen Bedingungen im Hinblick auf die Wasserlöslichkeit unter Verwendung von Butylcellosolve als einzigem Co-Lösungsmittel und einem niedrigen Gehalt von Melamin entspricht die Hydroxylzahl etwa der Menge Wasser in Gramm, die 1000 Gramm des Polyesteranteils des Systems zugesetzt werden kann.The amount of water added to the polyester and the amino resin crosslinking agent can be added is directly dependent on the hydroxyl group content of the polyester or the alkyd resin. At maximum conditions in terms of water solubility using Butylcellosolve as the only co-solvent and one low melamine content, the hydroxyl number roughly corresponds to the amount of water in grams that 1000 grams of des Polyester portion of the system can be added.
Im allgemeinen nimmt die Wasserverträglichkeit mit 2unehmendem Anteil von Aminoharz-Vernetzungsmittel oder bei einer zu großen Mange von Cellosolveacetat im System ab. Im allgemeinen werden jedoch das Harz, das Lösungsmittel und das Vernetzungsmittel derart ausgewählt, daß die.In general, the water compatibility decreases with increasing proportions of amino resin crosslinking agent or if there is too much cellosolve acetate in the system. In general, however, the resin becomes the solvent and the crosslinking agent selected such that the.
folgende Beziehung erfüllt ist:the following relationship is fulfilled:
(OH#R)(X)R+(OH#S)(XS)+(OH#C> (Xc)>105(OH # R ) (X) R + (OH # S ) (X S ) + (OH # C > (X c )> 105
in der OH#D o _ für die Hydroxylzahlen des Harzes, des Lösungsmittels bzw. des Vernetzungsmittels stehen, X , _ die Gewichtsanteile der letzteren Bestandteile darstellen und XR+xs+Xc = 1 sind.in which OH # D o _ stand for the hydroxyl numbers of the resin, the solvent or the crosslinking agent, X, _ represent the proportions by weight of the latter constituents and X R + x s + X c = 1.
Es versteht sich, daß trotz der Tatsache, daß die Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungs-It goes without saying that despite the fact that the invention has been described with reference to preferred embodiments
- 23 -- 23 -
formen erläutert worden ist, die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist.forms has been explained, the invention is not limited thereto.
Claims (25)
35that the amino resin crosslinking agent is selected from the group consisting of methylated melamine, hexamethoxymethyl melamine, methylated urea and mixtures thereof.
35
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| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |