DE3315691C2 - Verfahren zur Herstellung von lufttrocknenden wäßrigen Emulsionen von urethanmodifizierten Alkydharzen und/oder Urethanölen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von lufttrocknenden wäßrigen Emulsionen von urethanmodifizierten Alkydharzen und/oder UrethanölenInfo
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Abstract
Verfahren zur Herstellung von lufttrocknenden wäßrigen Emulsionen von urethanmodifizierten Alkydharzen oder Urethanölen als Bindemittel für Lacke und Farben. Man mischt 50 bis 75 Gew.% eines urethanmodifizierten Alkydharzes oder Urethanöles, welches einen Gehalt an ungesättigten Ölfettsäuren von 45-70 Gew.% enthält, mit 25-50 Gew.% einer Emulgatorkomponente, die durch Pfropfcopolymerisation von 50-75 Gew.% von Polyäthylenglykol enthaltenden Polyol estern von Fettsäuren mit 17-45 Gew.% Vinyl- und/oder Acryl- und/oder Methacrylmonomeren und 5-8 Gew.% α, β-äthylenisch ungesättigter Carbonsäuren erhalten wird, und emulgiert das Gemisch nach partieller Neutralisation der Carboxylgruppen in Gegenwart von max. 20% wassertoleranter Lösungsmittel in Wasser.
Description
(D 25 bis 50 Gew.-% einer nach Neutralisation mit anorganischen oder organischen Basen wasserlöslichen
Emulgatorkomponente, welch; sine SBurezahl von 25 bis 70 mg KOH/g, eine Hydroxylzahl von maximal
40 mg KOH/g, einen Polyäthyienglykolgehalt von 7 bis 13 Gew.-% und eine Grenzvlskosltätszahl von 9 bis ^5
15 ml/g (gemessen In Chloroform bei 20° C) aufweist und welche durch Pfropfpolymerisation aus
(a) 50 bis 75 Gew.-% eines eine Säurezahl von weniger als 5 mg KOH/g aufweisenden, mindestens ein
Polyäthylenglykol mit einem mittleren Molekulargewicht zwischen 1000 und 3000 enthaltenden PoIyolesters
von Fettsäuren, welche Im Mittel eine Jodzahl von 140 oder mehr aufweisen, mi;
(b) 17 bis 45 Gew.-% von Vinyl- und/oder Acryl- und/oder Methacrylmonomeren, welche außer der ■«>
Doppelbindung keine weitere funktionell Gruppe aufweisen, und
(c) 5 bis 8 Gew.-% von α,/7-äthylenlsch ungesättigten Carbonsäuren erhalten werden, und
(II) 50 bis 75 Gew.-% eines lufttrocknenden, urethanmodlflzlerten Alkydharzes und/oder eines Urethanöles,
welches einen Gehalt von ungesättigten ölfettsäuren von 45 bis 70 Gew.-%, eine Hydroxylzahl von maxlmal
50 mg KOH/g und eine Grenzvlskosltätszahl zwischen 8 und 18 ml/g (gemessen In Chloroform bei -H
20" C) aufweist,
bei 50 bis 1000C homogen vermischt und nach partieller Neutralisation der Carboxylgruppen mit einer organischen
und/oder anorganischen Base In einer Menge entsprechend einer Säurezahl von maximal 20 mg KOH/g
und In Gegenwart von maximal 20 Gew.-% wassertoleranter organischer Lösungsmittel in Wasser emulglert.
Die erflndungsgerr.äß hergestellten Emulsionen enthalten nur einen sehr geringen Gehalt an flüchtigen
Aminen, vorzugsweise weniger als 1% und sind sehr stabil. 3le zeigen ausgezeichnete Plgmentbenetzung und
lassen sich daher leicht zu hochglänzenden Decklacken oder hochpigmentierten Grundierungen verarbeiten. Sie
zeigen guten Verlauf und ausgezeichnete Durchtrocknung, haben nur geringe Tendenz zu Oberflächenstörungen,
wie Kraterbildung oder Kantenflucht, und geben Filme von guter Beständigkeit.
Es Ist bekannt, daß urethanmodlflzlerte Bindemittel mit anderen Bindemitteln üblicherweise sehr schlecht
verträglich sind. Es war daher nicht vorherzusehen, daß bei solchen Kombinationen eine Addition der positiven
Eigenschaften der Komponenten auch beim Einsatz dieser kostengünstigen Emulgatorkompor.enten erzlelbar Ist.
Überraschenderweise zeigen die erfindungsgemäß hergestellten Alkydharzemulslonen auch eine besonders gute
Verträglichkeit mit PolymGrtsatdlsperslonen, M)
Die erflndungsgemilß eingesetzte Emulgatorkomponente (1) besteht anspruchsgemäß aus einem PEG enthaltenden
Polyolester von Fettsäuren, welche im Mittel eine Jodzahl von 140 oder mehr aufweisen und durch
Pfropfcopolymerlsation mit cc,/J-aihylenlsch ungesättigten Monomeren, welche anteilig auch Carboxylgruppen
tragen, modifiziert sind.
Die PEG enthaltenden Polyolester (a) werden durch Umsetzung von äquivalenten Mengen von ungesättigten <
>s Fettsäuren, vorzugsweise von Konjuenfettsäuren und einem Polyäthylenglykol (PEG) mil einem mittleren
Molekulargewicht zwischen 1000 und 3000 In Gegenwart eines natürlichen oder synthetisch hergestellten PoIyolesters
von Fettsäuren, welche Im MIttel eine Jodzahl von mlnd. 140 haben und mindestens 75% der Doppel-
bindungen als Isolierte Doppelbindungen vorliegen, bei 240 bis 260° C erhalten. Diese Ester weisen eine Säurezahl
von weniger als 5 mg KOH/g, vorzugsweise weniger als 2 mg KOH/g auf.
Als Fettsäuren für die Umsetzung mit dem PEG kommen Insbesondere die aus dem dehydratlslerten Rizinusöl
stammenden und gegebenenfalls nachbehandelten Konjuenfettsauren sowie aus anderen ölfettsäuren durch
Isomerisierung erhaltene Produkte zum Einsatz. Verwendbar sind aber auch ausgewählte Fettsäuren mit Isolierten
Doppelbindungen, Insbesondere die Leinölfettsäuren.
Zur Erzielung optimaler Ergebnisse soll das eingesetzte PEG oder das gegebenenfalls eingesetzte Gemisch
verschiedener Polyäthylenglykole ein mittleres Molekulargewicht von etwa 1500 ± 200 aufweisen.
ίο dieser Öle mit maximal 15 Gew.-% eines dehydratlslerten Rizinusöls, andererseits synthetische Ester der In
diesen ölen enthaltenen Fettsäuregemische mit Polyolen wie Pentaerythrit oder Trimethylolpropan oder die
entsprechenden Ester von Tallölfettsäuren verwendet. In den In diesen Polyestern enthaltenen Fettsäuren sollen
die Doppelbindungen zu mindestens 75* als Isolierte Doppelbindungen vorliegen. In Mischungen mit den
'5 mere. In Anteilen von max. 30 Gew.-9s mitverwendet werden. Die Hydroxylzahl der PEG enthaltenden Ester (a)
soll nicht über 50 mg K.OH/g Hegen. Beim ausschließlichen Einsatz von Fettsäuren kann die Herstellung dieser
Als Monomere (b), welche In einem Anteil von 17 bis 45 Gew.-% am Aufbau der Emulgatorkomponenie (I)
beteiligt sind, werden Vinyl- und/oder Acryl- und/oder Methanrylverblndungen eingesetzt, welche außer der I
-·' Doppelbindung keine funktionell Gruppe aufweisen. Ihre Auswahl richtet sich wesentlich -ί-ch den gewünsch- I
ten Eigenschaften, welche die aus der Emulsion erhaltenen Lackfllme aufweisen sollen.
Für die universell anwendbaren Emulsionen, welche auch die Formulierung von Decklacken gestatten, wird
vorzugsweise folgende Zusammensetzung angegeben:
60 bis 78 Gew.-% von Monomeren, welche benzlnlösllche Polymere mit einer Glasübergangstemperatur (Tg) von
über 70° C bilden, insbesondere Vlnyltoluol;
22 bis 40 Gew.-% von Monomeren, welche benzlnlösllche Polymere mit einer Glasübergangstemperatur von
unter 70° C (vorzugsweise 20 bis 60° C) bilden. Insbesondere η-Butyl- und Isobutylmethacrylat.
so Als α,/3-äthylenisch ungesättigte Carbonsäure (c) wird vorzugsweise, und auch In Mischung zu mindestens 50
Mol-%, Acrylsäure eingesetzt. Daneben können Methacrylsäure und besonders günstig (bezüglich Plgmentbenetzung)
Halbester der Maleinsäure mit Monoalkoholen mit 3 bis 8 C-Atomen, Insbesondere Isopropylmalelnat
verwendet werden.
Geringe Anteile von Maleinsäurehalbestern können auch durch Adduzlerung von Maleinsäureanhydrid an die
ungesättigten Fettsäuren der Komponente (a) und Umsetzung der Anhydrldstwktur mit den entsprechenden
Monoalkoholen eingeführt werden.
Die Piropfcopoiymerisailon erfolgt vortcllhafterweise durch langsame Zugabe der Mischung der Monomeren
mit etwa 20 Gew.-% der Komponente (a) und (aus einem getrennten Zugabegefäß) eines Peroxids zu den
verbauenden etwa 80% der Komponente (a) bei Temperaturen um 1300C. Der Ansatz wird dann welter auf 130
- bis 145'C gehalten, bis eine praktisch vollständige Reaktion der Monomeren erfolgt Ist und die gewünschte
Grenzvlskosltätszahl erreicht Ist. Monomerenreste sowie gegebenenfalls eingesetzte Lösungsmittel werden Im
Vakuum abgezogen und der Ansatz, falls notwendig, mit ca. 10% eines wassertoleranten Lösungsmittels, z. B.
einem Glykoläther, verdünnt.
Als Initiatoren für die Pfropfcopolymerlsatlon eignen sich besonders Peroxide wie Dl-tert.butylperoxld,
•»5 tert.Butylperbenzoat, Cumolhydroperoxid oder Dlcumolperoxld.
Die urethanmodlflzlerten Alkydharze und/oder Urethanöle, welche als Komponente (II) In den erfindungsgemäßen
Emulsionen eingesetzt werden, sind wasserunlösliche Harze, welche Im Prinzip dem Fachmann als In
organischen Lösungsmitteln gelöste Lackblndemlttel bekannt sind.
Sie bilden gewlcMsmäßig den Hauptbestandteil des Festharzanteiles der erfindungsgemäßen Emulsionen und
"> beeinflussen daher maßgeblich Filmbildung und Fllmelgenschaften. Bei Ihrer Formulierung wird daher das
Hauptaugenmerk auf rasche Trocknung und gute oxidative Filmvernetzung gelegt.
Die vorzugsweise für die Emulsionen gemäß vorliegender Erfindung eingesetzten urethanmodlflzlerten Alkydharze
bzw. Urethanöle sind durch folgende Kennzahlen chamkisrlslert:
*■· Säurezahl: unter 5 mg KOH/g
Hydroxylzahl: 0 bis 50 mg KOH/g
Grenzvlskosltätszahl [>/]: 8 bis 15 ml/g (Chloroform, 20° C)
h-s tätszahl betreffen, für die Emulsionen gemäß der vorliegenden Erfindung kritisch. Die anderen angegebenen
werden.
über 125 geeignet. Beispiele sind: Soja-, Safflor-, LeIn- oder Tallölfettsäurc und die Fettsäuren des Holzöls. Die
Fettsäuren können frei oder In Form Ihrer Glyccrldöle oder synthetisch hergestellten Polyolester eingesetzt
werden. Die Auswahl der aromatischen oder cycloullphatlschen Monocarbonsäuren, der Polyalkohole und der
Dicarbonsäuren Ist nicht kritisch und kann vom Fachmann aufgrund der gewünschten Eigenschaften und
Kennzahlen getroffen werden. ί
Als Diisocyanate kommen Im Interesse der Trocknungsgeschwindigkeit und Flimhärte vor allem aromatische
Produkte wie 4,4'-Dlphenylmethandllsocyanat und Toluylendllsocyanat In Betracht. Bevorzugt wird die technische
Mischung aus 80% 2,4- und 20% 2,6-Toluylendllsocyanat verwendet.
Die Herstellung der urethanmodlflzlerten Bindemittel erfolgt In zwei Schritten: Zuerst wird nach den üblichen
Methoden ein niedermolekulares, hydroxylrelches Alkydharz mit einer Säurezahl unter 5 mg KOH/g bzw. ein n>
Fettsäurepolyolpartlalester hergestellt. Dann wird ein Inertes Lösungsmittel zugefügt und bei 40 bis 60° C das
Dllsocyanat zugesetzt. Anschließend wird die Temperatur auf 90 bis UO0C gesteigert und so lange gehalten, bis
der Gehalt an freien NCO-Gruppen aufelnen Wert unter 0,1% gefallen und die gewünschte Grenzviskosltäiszahl
erreicht Ist. Gegebenenfalls werden geringe Mengen an niederen Monoalkoholen wie Methanol oder Äthanol zur
Regulierung des Molekulargewichtes und des Urethangruppengehaltes eingesetzt. Diese Alkohole werden dem i.<
Ansatz vor Zugabe der Diisocyanate zugemischt.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung werden die Komponenten (1) und (II) vor der Emulglerung
einer Nachbehandlung unterzogen, wodurch sowohl die Trocknungsgeschwindigkeit, Insbesondere die
OberÜächentrocknung (Kle-hfreiheit) als auch die Kältebeständigkeit der Emulsionen noch verbessert wird.
Diese Nachbehandlung besteht darin, daß man vor der Emulglerung In Wasser die Komponente (1) bei 80 bis : ■
1600C, vorzugsweise 100 bis 15O0C In Gegenwart eines Trockenstoffs, vorzugsweise eines Kobaltsalzes, solange
mit Luft behandelt, bis eine Peroxidzahl von mindestens 20 Mlllläqulvalenten pro Kilogramm und eine Erhöhung
der Grenzvlskosltätszahl (CHCIi, 20° C) um mindestens I ml/g erreicht Ist und/oder die Mischung der
Komponenten (I) und (H) mit 1.5 bis 10 Mllllmol/IOO g der Harzmlschung eines aromatischen und/oder aliphatischen
Diisocyanates In Gegenwart eines Inerten Lösungsmittels umsetzt und das Lösungsmittel gegebenenfalls -*1
vor der Neutralisation und Emulglerung aus dem Reaktionsgemisch durch Destillation entfernt.
Die beiden Maßnahmen können jede für sich, aber auch hintereinander durchgeführt werden. Durch das
Blasen mit Luft bei 80 bis 160° C wird einerseits eine Verbesseruni? der Trocknungsgeschwindigkeit (Insbesondere
der Oberflachentrocknung) erreicht, welche auf das Entstehen von Hydroperoxldgruppen zurückgeführt
werden kann; andererseits verbessert diese Maßnahme auch die Verträglichkeit, Insbesondere mil kurzöligen
und hochmolekularen Harzen der Komponente (II) sowie auch In einem gewissen Umfang die Kältebeständigkeit
der wäßrigen Emulsionen.
Die Umsetzung der Mischung der Komponenten (I) und (II) mit 1,5 bis 10 Mllllmol (pro 100 g der Mischung)
eines aromatischen und/oder aliphatischen Dllsocyanats bewirkt durch die MolekUlverknüpfung eine wesentliche
Verbesserung der Kältestabllltät der Emulsionen. Diese Modifikation Ist selbstverständlich nur möglich, -;>
wenn die Komponenten eine Mindestzahl von Hydroxylgruppen aufweisen, welche entweder aus der Harzformulierung
stammen oder durch das Blasen mit Luft sekundär entstanden sein können. Vorzugswelss wird diese
Modifikation bei Produkten mit einer Hydroxylzahl von ca. 20 oder mehr angewandt.
Unter Kältebeständigkell der Emulsion wird verstanden, daß sich die Eigenschaften der Emulsion auch nach
mehrmaligem Abkühlen unter den Gefrierpunkt des Wassers und Wiedererwärmen auf Zimmertemperatur prak- u
tisch nicht verändern. Während bei den Emulsionen ohne Nachbehandlung eine Abkühlung auf - 5° C noch
ohne Einfluß Ist, können die nach den hler beschriebenen Methoden nachbehandelten Emulsionen bis -20° C
ohne nachteilige Beeinflussung abgekühlt und wiedererwärmt werden.
Das Blasen mit Luft erfolgt nach Abschluß der Pfropfpolymerisation sowie der Entfernung der gegebenenfalls
vorhandenen Lösungsmittel bzw. der Reste von Monomeren bei 80 bis I60°C, bevorzugt bei 100 bis
150° C. Das Durchblasen (oder Durchsaugen) von Luft durch die Reaktionsmasse wird solange fortgesetzt, bis
die Peroxidzahl (bestimmt nach Wheeler) mindestens 20 Mlllläqulvalente pro kg beträgt und die Grenzvlskositätszahl,
gemessen In Chloroform bei 20° C, um mindestens 1 ml/g angestiegen Ist. Zur Beschleunigung des
Vorganges können auch geringe Mengen eines handelsüblichen Trockenstoffes, beispielsweise 0,02% einer
5%lgen Co-Slccatlv-Lösung, zugesetzt werden. sn
Bei Anwendung der Nachbehandlungsmethode können als Komponente (U) auch urethanmodlflzäerte Alky^.
harze oder Urethanöle eingesetzt werden, welche erweiterte Grenzwerte aufweisen:
Hydroxylzahl: 0 bis 80' mg KOH/g Grenzvlskosltätszahl [»7]: 8 bis 18 ml/g, (Chloroform, 20c C)
Auch In diesem Fall sind d!e angegebenen Zahlenbereiche, soweit sie den Fettsäuregehalt, die Hydroxylzahl
und die Grenzvlskosltätszahl betreffen, für die Emulsion gemäß der vorliegenden Erfindung kritisch. Die anderen
angegebenen Parameter sind In Ihren bevorzugten Bereichen angegeben und können auch In weiteren Gren- μ
zen variiert werden.
Zur Erzielung von Emulsionen mit optimaler Kältebeständigkeit können die Komponenten vor dsr Emulglerune
mit einem aromatischen oder aliphatischen Dllsocyanat partiell verknüpft werden. Vorzugswelse wird
erreicht wird, andererseits andere Eigenschuften, wie die Plgmcntbenetzung, nicht beeinträchtigt werden. IJbII- ||;
cherwelse können 1,5 bis IO Mllllmol Dllsocyanat pro 100 g Harz eingesetzt werden. Vorzugsweise beträgt die |;
s Die Umsetzung der Mischung aus den Komponenten (1) und (11) mit dem Diisocyanal erfolgt In einem Incr- ;||
ten Lösungsmittel z.B. aromatischen Kohlenwasserstoffen oder Ketonen bei 80 bis 120"C. Nach Beendigung
der Reaktion, feststellbar durch das Gleichbleiben der Grenzvlskosliaiszahl, wird das Lösungsmittel unter
V'iuum entfernt.
Die Carboxylgruppen der Mischung oder die nachbehandelte Kombination der Komponenten (1) und (II) wird,
gegebenenfalls nach schonendem Abdestlllleren der wasserunlöslichen Lösungsmittel Im Vakuum und Zugabe
von Hllfslösungsmltteln In einer Menfct: von maximal 20%, bezogen auf den Fcstharzanlcll, teilweise mit einer
anorganischen oder organischen Base neutralisiert.
!> Dlmethyläthanolamln oder Mischungen dieser Amine, gegebenenfalls auch mit anderen Aminen, verwendet.
xld, zur Neutralisation herangezogen werden. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Emulsionen Ist es, daß
nur eine geringe Amlnmenge, entsprechend der Neutralisation von maximal 20 Sflurezahlelnhelten, benötigt
wird. Daraus cfgiui sich, daß ucf Gehalt an flüchtigen Aminen ίη den crfiridursgsgcrnSüsn Emulsionen unter
-" 1 Gew.-% gehalten werden kann.
Schließlich wird bei einer Temperatur zwischen 40 und 6O0C das Wasser unter kräftigem Rühren Im Verlauf
von 1 bis 3 Stunden eingerührt. Es entstehen milchige. In dünner Schicht transparente Emulsionen mit guter
Lagerstabllltät. Sie lassen sich ohne besondere Probleme zu rasch trocknenden Grundierungen und Decklacken
verarbeiten. Die Anwendung kann In pigmentierter oder unplgmentlerter Form, gegebenenfalls nach Zusatz der
-5 üblichen Lackhilfsmittel, durch Streichen, Tauchen, Spritzen, Fluten u. B. erfolgen. Die Trocknung erfolgt bei
Raumtemperatur; bei Industriellen Serlenlacklerungen wird eine forcierte Trocknung bevorzugt.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern. Alle Teil- oder Prozentangaben beziehen sich auf
Gewichtseinheiten, sofern nichts anderes angegeben Ist. Die angegebenen Grenzvlskosltatszahlen wurden In
Chloroform (CHF) bei 2O0C bestimmt und In ml/g angegeben.
-1* BMA: n-Butylmethacrylat
·»" MBE: Malelnsäure-mono-n-butylester
•»s [η]: Grenzvlskosltätszahi, CHF/20" C, ml/g
?" 1. Herstellung der Emulgaiorkomponente (I)
1.1. Herstellung der PEG enthaltenden Polyolester (a)
Die in Tab. 1 angegebenen Rohstoffe werden auf 250° C erhitzt und unter azeotroper Entfernung des Reaktionswassers
bis zu einer Säurezahl unter 2 mg KOH/g verestert.
Leinöl 800 680 640 - - 852
Saffloröl - - - 800
dehydratisiertcs Rizinusöl - 120
niedermolekulares - - 160
Polybutadien ')
Polybutadien ')
1 | _ | 33 15 | - | 691 | _ | 4 | _ | S | 790 | 6 | _ | |
56 | - | 56 | 56 | - | 41 | |||||||
- | 2 | 56 | 3 | - | - | - | - | |||||
- | - | - | - | 110 | - | |||||||
150 | 150 | 150 | 150 | 90 | 110 | |||||||
- | - | - | - | 30 | - | |||||||
- | - | - | - | 30 | - | |||||||
0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | |||||||
1002 | 1Ö02 ti λ Ii (Λι\η ä |
1002 | 1002 | 999 | 1000 | |||||||
Fortsetzung | ||||||||||||
Tallollettsäure 2) | ||||||||||||
dehydralisierte Ri?inusöl- fettsäure |
||||||||||||
Leinölfettsäure | ||||||||||||
Pentaerythrit | ||||||||||||
PEG (M 1500) | ||||||||||||
PEG (M 1000) | ||||||||||||
PEG (M 3000) | ||||||||||||
Dibutylzinnoxid (Katalysator) | ||||||||||||
Ausbeute ca. 3) | ||||||||||||
h >) Handelsübliche Tallölfcllsiiiire mit einem llarAsäurcgchiill von weniger als 2%; Jod/ahl ca. 150.
."i ') -- Ansät/, minus Rcuklionswavscr
(ί 1.2. Pfropfpolymerisation der Polyolester (a)
ί In einem geeigneten Rcaktlonsgefäli werden ca. 80*. des Polyolesters (a) vorgelegt und auf 13O0C erhitzt. Der
fRcst dieser Komponente wird In Mischung mit den Monomeren In ca. 6 Stunden gleichmäßig zugegeben, wobei
α man gleichzeitig aus einem getrennten Zugabegefäß eine Mischung aus 3 Teilen tert.-Butylperbenzoat und
I 7 Teilen Xylol zulaufen läßt (diese Mengenangaben beziehen sich auf die In Tabelle 2 angegebenen Ansätze)
[i Nach Ende der Zugabe wird die Temperatur auf 140° C gesteigert und diese Temperatur gehalten, bis ein Fest-
.! körper von mehr als 90% und die gewünschte Grenzvlskosltätszahl [η] CHF, 20° C erreicht 1st. Gegebenenfalls
■:l wird mit weiterem Peroxid korrigiert. Anschließend werden die nlchtreaglerten Monomeren bzw. das vorhan-
ji dene Lösungsmittel durch Vakuum entfernt und der Ansatz mit BUGL auf einen Festkörpergehalt von 87%
I verdünnt.
I Tabelle 2
S 123456789 10
^ a 1 70 - - - - 70 60 - 70 70
Ca2 _ 70 --------
I a4 ... 70 ----- -
VT 15 15 15 15 12 14 25 15 15 15
MMA _ 2 2 -------
BMA -7---10-9--
IBMA 9--9 12-10-99
MACS _--__3_-__
ACS 4444435444
MIPE 222-2--222
Fortsetzung
5 | M | 10,3 | 10,5 |
sz | 38 | 39 | |
„ OHZ | |||
Kenr>zars!en der Komponenten (I) 12,5 9.9 I !,8 10,8 10,6
36 37 37 43 45 5 > 26 <
10,1 | 14 | 10,4 |
36 | 39 | 39 |
5 | > |
Die Komponente 1/9 entspricht In Ihrer Zusammensetzung der Komponente l/l, jedoch wurde [η] durch
weitere Peroxidzugaben auf einen Wert von 14 ml/g hochgezogen.
Die Komponente 1/10 entspricht ebenfalls In Ihrer Zusammensetzung der Komponente I/l, der MlPE wurde
jedoch durch Adduzlerung eingebaut. Dabei wurde der Polyolester mit der entsprechenden Menge Maleinsäureanhydrid
2 Stunden bei 22O0C umgesetzt und die Anhydridstrukturen anschließend bei 900C während 4 Sunden
mit Isopropanol geöffnet. Die weiteren Verfahrensschritte erfolgten wie bei der Herstellung der Komponente
I/l.
2. Herstellung der urethanmodlflzlcrten Bindemittel (II)
Zusammensetzung und Konstanten der urcthanmodlflzlerten Alkydharze bzw. der Urethanöle sind aus der
Tabelle 3 zu entnehmen.
ll/l 11/2 II/3
Teil 1
Tallölfettsäure 500 510
Isomerisierte Linolsäure *) 150
Leinöl 32 s **) - - 346
Pentaerythrit 204 204 41
Trimethylolpropan - - 13
p-t.-Buty !benzoesäure - 93
Kalziumoctoat (4% Ca) - - 0,3
Bleioctoat (10% Pb) - - 0,15
Teil 2
Phthalsäureanhydrid 90 100
Teil 3
Methanol 7,0
Äthanol - 9,5 4,4
Teil 4
TDl
Gehalt an TDl (%) Gehalt an Fettsäuren (%) Hydroxylzahl (mg KOH/g)
Grenzviskositätszahl (CHF) Festkörper ca.
*) technisch, mit ca. 50% konjugierter Lmolsjurc
**) Thermisch polymerisiertes Leinöl (Visk. 32 s DIN 53 211/20° C)
**) Thermisch polymerisiertes Leinöl (Visk. 32 s DIN 53 211/20° C)
165 | 154 | 106 |
15,5 | 15,2 | 20,8 |
61 | 50 | 65 |
40 | 42 | 38 |
9,9 | IU | 11,3 |
91% | 91% | 91% |
Die ureihanmodlflzlerten Bindemittel werden nach folgendem Verfahren hergestellt: Be! II/1 und Π/2 -Wrd
aus Teil 1 und 2 durch Veresterung bei 220^ C ein niedermolekulares Alkydharz mit einer Säurezahl unter 2 mg
KOH/g hergestellt. Bei Π/3 wird durch Umesterung des Öles mit den Polyolen ein Fettsäurepolyol-Partlalester
hergestellt. Dabei wird Teil 1 auf 250° C erhitzt bis eine Probe, 1 :6 mit Äthanol verdünnt, bei 25" C klar löslich
Ist.
Die Umsetzung eier so gewonnenen Vorprodukte mit dem Dllsocyanat geschieht In einer 70%lgen Losung in
Toluol. Die Vorprodukte, gelöst In Toluol, werden mit dem Methanol bzw. Äthanoi versetzt und auf 50° C
erwärmt. Dann wird das TDI zugegeben und die Lösung auf 100° C erhitzt. Bei dieser Temperatur wird gehalten,
bis der NCO-Gehalt auf unter 0,1% gefallen und die gewünschte Grenzvlskosltätszahl erreicht ist. Wenn
erforderlich, werden geringe Anteile von TDI nachgegeben. Anschließend wird unter Vakuum das Toluol so
weit abdestllllert, daß das Harz einen Festkörpergehalt von etwa 80% aufweist. Nun werden 10 Teile Äthylenglykolmonobutyiäther,
auf 100 Teile Festharz, zugesetzt und welter unter Vakuum destilliert, bis das Toluol
vollständig entfernt 1st.
Zusammensetzung und Konstanten der Emulsionen gemäß den Beispielen 1 bis 13 sind In der folgenden
Tabelle 4 zusammengefaßt. Die Viskosität der Emulsionen wurde mit einem Rotationsviskosimeter BROOK-RELD
RVT, Spindel 5, 100 U/mln. bei 20° C gemessen.
10
11
12
13
KOMP. ( I) 1
KOMP. ( I) 2
KOMP. ( I) 3
KOMP. ( I) 4
KOMP. ( I) 5
KOMP. ( I) 6
KOMP. ( I) 7
KOMP. ( I) 8
KOMP. ( I) 9
KOMP. ( I) 10
KOMP. (II) 1 KOMP. (II) 2 KOMP. (II) 3
BUGL
DMEA
VISK Pa ■ s
BUGL %
AMlN %
46
34,5 46
46
46
46
46
46
46
46
46
66
77
3,5
66
66 66
66
105 | 105 | 105 | 105 | 105 1 | |
105 | 9,9 | 9,6 | 9,6 | 9,5 | 9,5 |
9,8 | 2,4 | 2,9 | 3,2 | 4,4 | 3,5 |
3,4 | 6,75 | 6,75 | 6.75 | 6,75 | 6,75 |
6,75 | |||||
66 66
1,92 0,86 105 9,6 4,1 6,75 1,25
66 66
46
66
66
5,5 5,5
5,5
66
102,5 | 102,5 | 105 | 102,5 | 105 | |
105 | 9,5 | 9,4 | 9,8 | 9,7 | 9,5 |
9,7 | 3,5 | 1,7 | 3,8 | 3,4 | 4,0 |
4,1 | 7,9 | 7,9 | 6,75 | 7,9 | 6,75 |
i 6,75 | |||||
Die Herstellung der Emulsionen wird wie folgt durchgeführt: Emulgutorkortiponente (I), ureihanmodifiziertes
Bindemittel (H) und BUGL werden 60 Minuten bei 80° C gut gemischt. Dann wird die Temperatur auf 600C
gesenkt und die Mischung der Amine eingerührt. Nach 30 Minuten wird mit der Zugabe des Wassers begonnen.
Das Wasser wird In 60 bis 90 Minuten unter starkem Rühren zugegeben, wobei die Temperatur zwischen 60
und 500C gehalten wird. Anschließend wird noch 30 Minuten nachgerührt. Es resultiert bei diesen Ansätzen ein
Fcstkörpergehalt von 45·Λ».
Prüfung der Emulsionen gemäß Beispiel 1 bis 13
1. Prüfung der Lagerstabllltat
j Zur Verkürzung der Prüfdauer werden die Emulsionen auf 30% verdünnt und bei 70° C gelagert. Es gibt zwar
keinen sicheren Schlüssel, nach dem aus dem Ergebnis dieses Tests auf die Lagerfähigkeit unter Normalbedingungen
geschlossen werden kann. Die Erfahrung lehrt jedoch, daß Emulsionen, welche unter diesen Bedingungen
eine Woche überstehen, unter Normalbedingungen mindestens 1 Jahr lagerfähig sind. Die Emulsionen
gemäß Beispiel 1 bis 13 zeigten nach dieser Prüfung keine Veränderung.
2. Prüfung von Weißlacken
ι? Antihautmlttels (jeweils bezogen auf Festharz) versetzt und mit deionisiertem Wasser auf 35% verdünnt. Dann
werden sie mit Titandloxid In einer Schwlngmühle Im Plgmentblndemittelverhältnls 1:1 pigmentiert. Geprüft
werden nach Aufziehen des Lackes auf Glasstrelfen Trocknung, Glanz und Wasserfestigkeit des Flirre-, bei
einer Trockenfilmstarke von 30 μπι. Bei der Prüfung tier Wasserfestigkeit (24 Stunden Wasserlagerung bei 20° C
nach 7 Tagen Trocknung bei Raumtemperatur) zeigten die Produkte gemäß Beispiel I bis 13 durchwegs eine
leichte Erweichung. Die Lacke regenerieren nach kurzer Zelt ohne Glanzverlusl.
Die Prüfung der Trocknung erfolgt ηϋί einem »BK-Drying-Recorder« (The Mlckle Laboratory, Engineering
Co. England). In der Bewertung bedeuten:
Verlauf: Beginn einer bleibenden Nadelspur (V In Minuten)
Angetrocknet: Nadelspur auf der Filmoberflache (A In Minuten)
:- Durchgetrocknet: Ende der mit freiem Auge sichtbaren Nadelspur (D in Stunden)
Verlauf: Beginn einer bleibenden Nadelspur (V In Minuten)
Angetrocknet: Nadelspur auf der Filmoberflache (A In Minuten)
:- Durchgetrocknet: Ende der mit freiem Auge sichtbaren Nadelspur (D in Stunden)
Die Glanzprüfung erfolgt mittels Gonloreflektometer »GR-COMP« (Fa. Paar. AT): Meßwinkel 60°, Angabe: %
gegen Standard.
Trocknung | A | D | Gh |
V | 120 | 6,5 | |
50 | 90 | 3,5 | 78 |
35 | 105 | 6,5 | 68 |
50 | 120 | 5 | 75 |
50 | 105 | 5 | 76 |
45 | 150 | 7,5 | 71 |
55 | 165 | 7,5 | 68 |
50 | 135 | 6 | 66 |
55 | 90 | 4,5 | 75 |
40 | 90 | 5 | 66 |
40 | 105 | 4 | 67 |
45 | 120 | 6 | 70 |
55 | 120 | 4,5 | 75 |
50 | 74 | ||
3. Prüfung einer Korroslonsschutzgrundlerung auf Basis der erfindungsgemaßen Emulsionen
222 Teile Emulsion gemäß Beispiel l/45<Mg werden mit 50 Teilen Eisenoxidrot, 50 Teilen Blelslllcochromat,
70 Teilen Barlumsulfat und 30 Teilen Talkum In üblicher Welse vermählen und nach Zusatz von 2 Teilen
Slkkatlv, 1 Teil Antlhautmlttcl, I Teil Antiabsetzmittel und I Teil Entschäumer uuf dem Rotothlnncr mit
Wasser auf eine Viskosität von 4 mPa · s (ca. 63'». Festkörpcrgehalt) verdünnt. Der pH-Wert wird mit TEA auf
9,0 bis 9,5 nachgestellt.
Bei Lagerung durch 4 Wochen bei 40° C zeigt die Farbe keine Veränderung. Die Trocknungsprüfung am BK-Drylng-Recorder
ergab für VIAID die Werte 35/75/3. Im Salzsprühtest (ASTM B 117/64) zeigen Filme, die
7 Tage bei Raumtemperatur getrocknet wurden, nach einer Test zelt von 120 Stunden keine Unterrostung am
Kreuzschnitt; die Ablösung am Kreuzschnltt betrug 1 bis 2 mm.
Herstellung der Emulsionen mit nachbehandeln Harzkomblnutlonen
1. Herstellung der Emulgatorkomponente (I)
Ll. Aus 800 Teilen Leinöl, 56 Teilen dehydratlslerter Rizinusölfettsäure, 150 Teilen PEG (M 1500) wird In s
Gegenwart von 0,3 Teilen Dlbutylzlnnoxld bei 250° C unter azeotroper Abtrennung des Reaktionswassers ein
Polyolester mit einer Säurezahl von weniger als 2 mg KOH/g hergestellt.
1.2. In einem geeigneten Reaktlonsgefäß werden 560 Teile dieses Polyolesters (1.1.) vorgelegt und auf '300C
erhitzt. Dazu wird Innerhalb von ca. 6 Stunden eine Mischung aus 140 Teilen des Polyolesters (1.1.), 150 Teih η
Vinyltoluol, 90 Teilen Isobutylmethacrylat, 40 Teilen Acrylsäure und 20 Teilen Malelnsäuremonolsopropylester :■
sowie, aus einem zweiten Zugabegefäß, eine Mischung aus 30 Teilen tert. Butylperbenzoat und 70 Teilen Xylol
zugegeben. Nach Ende der Zugabe wird die Temperatur auf 140° C gesteigen und diese Temperatur gehalten,
bis ein Festkörper von mehr als 90% und eine Grenzviskositätszahl η (CHF, 20° C) von 8,8 ml/g erreicht Ist.
Gegebenenfalls wird mit weiterem Peroxid korrigiert. Anschließend werden die nlchtreaglerten Monomeren bzw.
das vorhandene Lösungsmittel durch Vakuum entfernt.
Das Endprodukt weist eine Grenzviskositätszahl η von 8,8 ml/g, eine Säurezahl von 37 mg KOH/g und eine
Hydroxylzahl von weniger als 5 mg KOH/g auf.
1.3. Blasen mit Luft. Das Reaktionsprodukt aus 1.2. wird mit 0,02% einer 5%Igen Lösung (bezogen auf Metallgehalt)
eines handelsüblichen Co-Octoats versetzt t-nd auf 130° C erhitzt. Dann wird solange Luft durch die
Masse geblasen, *>ls eine Peroxidzahl von 45 und eine Grenzviskositätszahl von 10,2 ml/g erreicht 1st; die Säure- -'>
zahl beträgt 35 «g KOH/g (Emulgatorkomponente I/l).
Ein weiterer Ansatz wird unter gleichen Bedingungen geblasen, bis eine Peroxidzahl von 42 und eine Grenzviskositätszahl
von 13,0 ml/g erreicht Ist; die Säurezahl beträgt In diesem Fall 33 mg KOH/g. Der Festkörpergehalt
beträgt bei beiden Ansätzen 100% (Emulgatorkomponente 1/2).
2. Herstellung der urethanmodlflzierten Bindemittel (Komponente II)
Zusammensetzung und Konstanten sind aus der folgenden Tabelle zu entnehmen.
Teil 1 -'S
Glycerin 138 138
Teil 2
Teil 3
Teil 4
Methanol 4,0 4,0
Gehalt an
TDI (%) Fettsäuren (%)
Festkörper ca. % Grenzviskosität, ml/g Hydroxylzahl, mg KOH/g
Die urethanmodlflzierten Bindemittel werden nach folgendem Verfahren hergestellt: Aus Teil 1 und 2 wird
durch Veresterung bei 220' C ein niedermolekulares Alkydharz mit einer Säurezahl unter 2 mg KOH/g herge-
Il
19,9 | 20,0 |
42,5 | 47,0 |
60 | 60 |
11,5 | 14,2 |
72 | 66 |
stellt. Die Umsetzung der so gewonnenen Vorprodukte mit dem Dllsocyanat und dem Methanol geschieht In
einer 60%lgen Lösung In Toluol. Die Vorprodukte, gelöst In 90% des erforderlichen Toiuols, werden mit dem
Methanol versetzt und auf 50° C erwärmt. Dann wird das TDI zugegeben und die Lösung auf 100° C erhitzt. 60
Minuten später wird 0,1% Dlbutylzlnnlaurat, verdünnt mit dem restlichen Toluol, zugegeben und die Tempcra-
> tür welter auf 100° C gehalten, bis der NCO-Gehalt auf unter 0,1« gefallen Ist. Wenn erforderlich, werden
geringe Anteile von TDI nachgegeben.
3. Verknüpfung der Komponenten (I) und (H) mit TDI
Entsprechend den In Tabelle 2 angegebenen Mengenverhältnissen werden die Komponenten auf 50° C
erwärmt. Nach Zusatz des TDI wird die Temperatur auf 100° C gesteigert. Die Reaktion Ist nach 6 Stunden
beendet. Die Konstanten sind In der Tabelle 2 angeführt.
Komponente I/l 2n Komponente II/l
TDi
Festkörpergehalt % -5 Grenzviskosität ml/g
Zusammensetzung und Konstanten der Emulsionen gemäß den Beispielen 1 bis 3 sind In der folgenden
Tabelle 3 zusammengefaßt. Die Viskosität der Emulsionen wurde mit einem Rotationsviskosimeter BROOK-FIELD
RVT, Spindel 6, 100 U/mln. bei 20° C gemessen.
Die Kombinationen aus den Komponenten (I) und (II) werden auf 100° C erwärmt und etwa die Hälfte des
-'- vorhandenen Toiuols unter Vakuum abdestllllert. Nach Zugabe des BUGL wird der Rest des Toiuols abdestllllert.
Nach Kühlen auf 60° C werden die Amine zugesetzt. Nach 30 Minuten wird mit der Zugabe des Wassers
begonnen. Das Wasser wird In 60 bis 90 Minuten unter starkem Rohren zugegeben, wobei die Temperatur
zwischen 60 und 50° C gehalten wird. Anschließend wird noch 30 Minuter, -achgerührt. Es resultiert bei diesen
Ansätzen ein Festkörpergehalt von 45%.
40 Tabelle 3
40 | 40 |
100 | 100 |
0,4 | 0,6 |
72 | 72 |
12,8 | 13,9 |
2,3 | 3,5 |
Beispiel | 1 | 40 | 2 | - | 3 | - |
Komponente 1/2 | 100 | - | - | |||
Komponente II/2 | - | 140 | - | |||
Kombinaticn II1/1 | - | - | 140 | |||
Kombinatjon 1II/2 | 40 | 40 | 40 | |||
- Toluol | 15 | 15 | 15 | |||
BUGL1) | 1,8 | 1,8 | 1,8 | |||
TEA 2) | 0.8 | 0,8 | 0,8 | |||
DMEA3) | 105 | 105 | 105 | |||
Wasser | 10 | 9,8 | 9,7 | |||
pH-Wert | 4.5 | 4,1 | 6,4 | |||
Viskosität, Pa · s | 6,75 | 6,75 | 6,75 | |||
BUGL % | 1,17 | 1,17 | 1,17 | |||
Am in % |
1) Älhyicnglykulmonobulyliühcr
!) Triiithyluiviin
1I Dimelhylathanolaniin
Prüfung der Emulsionen gemäß Beispiel 1 bis 3
Die Emulsionen werden, wie Im Stammpatent angegeben, auf Lagerslabllltät, Trocknung sowie In einem
Weißlack und einer Korroslonsschutzgrundlerung geprüft. Gegenüber den dort angegebenen Prüfdaten zeigen
die Produkte gemäß der vorliegenden Erfindung keine signifikanten Unterschiede. Wesentliche Verbesserungen
werden dagegen In bezug auf die Kältestabllltäl der Emulsionen sowie die Oberflächentrocknung der Filme
erzielt.
Die Emulsionen werden 16 Stunden bei -23" C gelagert und nach weiteren 8 Stunden Lagerung bei Raumtemperatur
(22° C) In Ihren Eigenschaften beurteilt. Als Vergleich dient eine Emulsion gemäß Beispiel 1 des
Stammpatentes.
Die Emulsionen gemäß den Beispielen 2 und 3 zeigen keine Veränderung, auch wenn der Gefrler-Tau-Zyklus
wiederholt wird.
Die Emulsion gemäß Beispiel I (ohne TDI-Verknüpfung) zeigt eine einwandfreie Kältebeständigkeit bis
-120C, während der Verglelchsversuch mit der Emulsion gemäß Beispiel I der Stammanmeldung bereits bei
-6° C Irreversibel koaguliert.
Aus den Emulsionen werden Weißlacke hergestellt. Dabei werden die Emulsionen mit 2% eines wasservcrtragllchen
Slkkatlvgemlsch.es (enthält 5% Co) und \% eines Antlhautmlttels (jeweils bezogen auf Festharz)
versetzt und mit delonlslertem Wasser auf 35% verdünnt. Dann werden sie mit Titandioxid In einer Schwingmühle
Im Plgmentblndemlitelverhältnls I : I pigmentiert. Die Lacke werden auf ülasstrelfen mit einer Trockcnfllmstärke
von 30 μπι aufgezogen. Für die Beispiele I bis 3 ergibt sich eine Klebfrelhelt von I bis 2 Stunden.
Beim Verglelchsbelsplel (Beispiel 1 der Slammanmcldung) ergibt sich dagegen eine Zelt von 3 bis 4 Stunden.
Claims (1)
- Patentansprüche:1. Verfahren zur Herstellung von lufitrocknenden wäßrigen Emulsionen von urcthanmodlflzlerten Alkydharzen und/oder Urcthanölen, dadurch gekennzeichnet, daß man(I) 25-50 Gew.-% einer nach Neutralisation mit anorganischen oder organischen Basen wasserlöslicher Emulgatorkomponente, welche eine Säurezahl von 25 bis 70 mg KOH/g, eine Hydroxylzahl von maximal 40 mg KOH/g, einen Polyäthylenglykolgehalt von 7 bis 13 Gew.-* und eine Grenzvlskosltatszahl von 9 bis IS ml/g (gemessen In Chloroform bei 20° C) aufweist und welche durch Pfropfpolymerisation(a) 50 bis 75 Gew.-% eines eine Säurezahl von weniger als 5 mg KOH/g aufweisenden, mindestens ein Polyäthylenglykoi mit einem mittleren Molekulargewicht zwischen 1000 und 3000 enthaltenden Polyolester von Fettsauren, welche Im Mittel eine Jodzahl von 140 oder mehr aufweisen, mit(b) 17 bis 45 Gew.-56 von Vinyl- und/oder Acryl- und/oder Methacrylmonomeren, welche süßer der Doppelbindung keine weitere funktionell Gruppe aufweisen, und(c) 5 bis 8 Gew.-% von cr^-äthylenlsch ungesättigten Carbonsauren erhalten werden, und(II) 50-75 Gew.-% eines lufttrocknenden, urethanmodiflzlerten Alkydharze und/oder eines Urefcaöles, welches einen Gehalt an ungesättigten ölfettsäuren von 45 bis 70 Gew.-% eine Hydroxylzahl von maximal SO mg KOH/g und eine Grenzvlskosltatszahl zwischen 8 und 18 ml/g (gemessen In Chloroform bei 20° C) aufweist,bei 50 bis 100° C homogen vermischt und nach partieller Neutralisation der Carboxylgruppen mit einer organischen oder anorganischen Base In einer Menge entsprechend einer Säurezahl von maximal 20 mg KOH/g und In Gegenwart von maximal 20 Gew.-% wassertoleranter organischer Losungsmittel In Wasser emulglert. -^ 2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Polyäthylenglykoi oder dieMischung der Polyäthylenglykole ein mittleres Molekulargewicht von 1500 ± 200 aufweist.3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Komponente (I a) bis zu 30 Gew.-% des eingesetzten Polyesters durch ein ungesättigtes Kohlenwasserstofföl ersetzt.4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Monomere ohne weitere ■Vl funktionell Gruppen (b) Gemische von60-78 Gew.-% von Monomeren, welche benzlnlösllche Polymere mit einer Glasubcrgangstemperatur (Tg) von über 70° C bilden, und22-40 Gew-% von Monomeren, welche benzlnlösllche Polymere mit einer Glasübergangstemperatur (Tg) von unter 70° C bilden, einsetzt.5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente (U) urethanmodlflzierte Alkydharze und/oder Urethanöle eingesetzt werden, welche durch folgende Kennzahlenbereiche gekennzeichnet sind:Gehalt an ungesättigten ölfettsauren: 45-70%Gehalt an aromatischen oder cycloallphatlschen Monocarbonsäuren: 0-20%Gehalt an Polyalkoholen: 15-22%Gehalt an Dicarbonsäuren: 0-14%■is Gehalt an Dlisocyanaten: 8-22%Säurezahl: unter 5 mg KOH/g Grenzvlskosltatszahl [//]: 8-15 ml/g (CHClj/20° C)6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der Em »gierung mit ^n Wasser die Komponente (I) bei 80 bis 160° C, ggf. In Gegenwart eines Trockenstoffs, solange mit Luft behandelt, bis eine Peroxidzahl von mindestens 20 Mllliaqulvuhnten pro Kilogramm und eine Erhöhung der Grenzvlskosltatszahl (CHCIi, 20°C) um mindestens I ml/g erreicht Ist und/oder die Mischung der Kompone'.en (I) und (11) mit 1,5 bis 10 Mllllmol/100 g der Harzmischung eines aromatischen und/oder Inerten Lösungsmittels umsetzt und das Lösungsmittel gegebenenfalls vor der Neutralisation und Emulglerung aus dem^ Reaktionsgemisch durch Destillation entfernt.7. Verfahren nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente (U) urcthanmodlflzlerie Alkydharze einsetzt, welche folgende Grenzwerte aufweisen:Gehalt an ungesättigten Fettsäuren: 40-70%Gehalt an aromatischen oder cycloallphatlschen Monocarbonsäuren; 0-25%Gehalt an Polyalkoholen: 15-25%Gehalt an Dicarbonsäuren: 0-16%Gehalt an Dlisocyanaten: 8-25%Säurezahl: unter 5 mg KOH/g'■s Hydroxylzahl: 0-80 mg KOH/gGrcnzvlskosltais/ahl |;/|: K-18 ml/g (CHCL,/20" C)8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung mit dem Dllso-cyanat mit Komponenten erfolgt, welche eine Hydroxylzahl von ca. 20 mg KOH/g oder mehr aufweisen.Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von lufttrpcknenden wäßrigen Emulsionen von urethanmodifizierten Alkydharzen und/oder Urethanölen. Hierbei werden als emulglerende Komponente PolyäthylenglykoKPEO-modifizlerte vlnylierte und/oder acryllerte Fettsäureester elngeseUt. Die erhaltenen Emulsionen finden als Bindemittel für unplgmentlerte oder pigmentierte Lacke und Farben Verwendung.Acrylmodlfizlerte Alkydharze als Bindemittel für wasserverdünnbare lufttrocknende Lacke sind in der US-PS 41 33 786, und der GB-PS 11 17 126 beschrieben. Desgleichen Ist die Verwendung von wasserverdünnbaren Urethanölen oder urelhanmodifizlerten Alkydharzen für lufttrocknende Lacke z.B. aus EU 00 17 199, EU 00 i8 665, DE-OS 17 45 343, DE-PS 23 23 546, US-PS 40 17 514, US-PS 41 16 902 bekannt.Beide Bindemittelgruppen haben jedoch, spezifische Nashteile: Die acrylmodlflzlerten Alkydharze zeigen aufcrund der durch die Copolymerisation reduzierten Reaktivität der ungesättigten Fettsäuren nur eine mäßige is Vernetzung und damit schlechte Beständigkeit der Lackfilme. Ferner erfordern sie einen hohen Anteil an flüchtigen toxischen Aminen zur.Neutralisationder Säuregruppen. Die Urethanöle und urethanmodlflzlerten Alkydhaize verursachen aufgrund schlechter Plgmentbenetzung und geringer Verträglichkeit mit Slkkativen große Probleme bei der Lackherstellung. Außerdem gilt auch für sie, daß zur Stabilisierung der Emulsionen große Amlnmengen jwtwendlg sind. ΆEs Ist auch die Kombination von ureihanüien bzw. urethaniricdifSziericn Alkydharzen in eraulgierter Form mit Polyvinyl- bzw. Polyacryl-Latices bekannt (US-PS 39 19 145).Wegen des Inerten, nicht vernetzbaren Latex-Anteiles dieser Blndemlttelemulslonen kann jedoch nur eine mäßige Filmqualität erzielt werden, so daß diese Produkte nur für sogenannte »House-Paints« eingesetzt werden.Es wurde nun gefunden, daß men lufttrocknende wäßrige Emulsionen von urethanmodifizlerten A'kydharzen und/oder Urethanölen erhält, wenn man als emulglerende Komponente PEG-enR:altende Polyolester von ungesättigten Fettsäuren einsetzt, wobei diese Polyolester In spezifischer Welse durch Pfropfcopolymerlsation modlflziert werden.Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von lufttrocknenden wäßrigen Emulsionen von urethanmo- *> dlflzlerten AlkyUJarzen und/oder Urethanölen Ist dadurch gekennzeichnet, daß man
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AT170782A AT375667B (de) | 1982-05-03 | 1982-05-03 | Verfahren zur herstellung von lufttrocknenden bindemittelemulsionen (ii) |
AT140683A AT378784B (de) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | Verfahren zur herstellung von lufttrocknenden bindemitteln |
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DE3315691A1 DE3315691A1 (de) | 1983-11-10 |
DE3315691C2 true DE3315691C2 (de) | 1985-03-14 |
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Family Applications (1)
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DE19833315691 Expired DE3315691C2 (de) | 1982-05-03 | 1983-04-29 | Verfahren zur Herstellung von lufttrocknenden wäßrigen Emulsionen von urethanmodifizierten Alkydharzen und/oder Urethanölen |
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Families Citing this family (4)
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US6008291A (en) * | 1997-11-28 | 1999-12-28 | Vianova Resins Ag | Aqueous polyester dispersions of stabilized viscosity, their preparation and their use as binders for water-thinnable coatings |
ES2157800B1 (es) * | 1999-06-14 | 2002-03-01 | Ind Kolmer S A | Un grupo de colorantes universales no contaminantes. |
US6207224B1 (en) | 1999-10-06 | 2001-03-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for coating thermoplastic substrates with a coating composition containing a non-aggressive solvent |
-
1983
- 1983-04-29 DE DE19833315691 patent/DE3315691C2/de not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
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NICHTS-ERMITTELT |
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