DE3514447A1

DE3514447A1 - Process for the preparation of water-dilutable paint binders

Info

Publication number: DE3514447A1
Application number: DE19853514447
Authority: DE
Inventors: Gert Dr. Dworak; Werner Dr. Graz Staritzbichler
Original assignee: Vianova Resins AG
Current assignee: Allnex Austria GmbH
Priority date: 1984-04-30
Filing date: 1985-04-22
Publication date: 1985-10-31
Also published as: ATA142284A; HUT38957A; HU201790B; DE3514447C2; AT379607B

Abstract

The invention relates to a process for the preparation of water-dilutable (water-thinnable), air-drying and oven-drying paint (surface coating, lacquer, varnish) binders by partial condensation of water-insoluble polyhydroxyl compounds with polycarboxyl compounds which are water-soluble after partial neutralisation. The crosslinking component for oven-drying paints is preferably a water-compatible amino resin. Partial condensation in the presence of the polycarboxyl compound significantly improves the stability of the aqueous solution of the system or the water-resistance and weathering resistance of the crosslinked paint films.

Description

VerfahT£n_zu£_Hergt_el.lunfi von wasserverdünnbaren Lackb indemitteln Procedure £ n_zu £ _Hergt_el.lunfi of water -thinnable paints

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von wasserverdünnbaren Bindemitteln für luft- und ofentrocknende Lacke mit einem niedrigen Anteil an organischen Hilfslösemitteln auf der Basis von Kondensationsharzen, welche eine für diese Bindemittelgruppe bisher nicht erreichte Stabilität im wäßrigen Milieu aufweisen.The invention relates to a method of manufacture of water-thinnable binders for air and oven drying Paints with a low proportion of organic auxiliary solvents based on condensation resins, which have a stability not previously achieved for this group of binders in an aqueous medium.

Unter der Bezeichnung "wasserverdünnbare Bindemittel" werden im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung Polycarbonsäureharze enthaltende Kombinationen verstanden, wobei diese Polycarbonsäureharze durch teilweise Salzbildung mit Ammoniak oder Aminen in die wasserverdünnbare Form übergeführt werden.Under the name "water-thinnable binders" In connection with the present invention, combinations containing polycarboxylic acid resins are understood, these polycarboxylic acid resins being converted into the water-thinnable by partial salt formation with ammonia or amines Form to be transferred.

Aus der AT-PS 328 587 ist ein Verfahren zur Herstellung von wäßrigen, ofentrocknenden Uberzugsmltteln bekannt, bei welchem eine wasserunlösliche filmbildende Polyhydroxylverbindung (PH) und eine filmbildende Polycarboxylverbindun (PC) gemischt oder partiell kondensiert und anschließend mi organischen Basen unter Salzbildung in den wasserlöslichen Zustand übergeführt werden. Die Produkte werden in Kombination mit Vernetzungskomponenten, wie Aminoharzen, verarbeitet. Obwohl diese Bindemittel wegen Fehlens des bei lösungsmittelarmen Systemen auf Ammoniak- oder Aminsalzbasi auftretenden anomalen Viskositätsverhaltens ausgezeichnete anwendungstechnische Eigenschaften zeigen und überzüge mit hervorragenden Eigenschaften ergeben, läßt die Stabilität der wäßrigen Bindemittellösungen, wie auch die der daraus hergestellten Lacke zu wünschen übrig.From AT-PS 328 587 a method for the production is of aqueous, oven-drying coating agents known in which a water-insoluble, film-forming polyhydroxyl compound (PH) and a film-forming polycarboxyl compound (PC) mixed or partially condensed and then mi organic bases are converted into the water-soluble state with salt formation. The products are in combination processed with crosslinking components such as amino resins. Although these binders due to the lack of Low-solvent systems based on ammonia or amine salts Occurring abnormal viscosity behavior show excellent application properties and coatings with result in excellent properties, leaves the stability of the aqueous binder solutions, as well as that of them produced paints leave much to be desired.

Es wurde nun gefunden, daß bei Auswahl bestimmter Bindemittelgruppen und Durchführung einer partiellen Kondensation in Gogonwart der te Πnoutrη 1 iu1ertenIt has now been found that when certain groups of binders are selected and a partial Condensation in Gogonwart der te Πnoutrη 1 iu1erten

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^ Polycarboxylkomponente eine überraschende und wesentliche Verbesserung der Stabilität der wäßrigen Lösung dieser Systeme erreicht werden kann.^ A surprising and essential polycarboxyl component Improvement in the stability of the aqueous solution of these systems can be achieved.

Die vorliegende Erfindung betrifft demgemäß ein Verfahren zur Herstellung von wasserverdünnbaren Lackbindemitteln, welche partielle Kondensationsprodukte aus einer oder mehreren in Wasser unlöslichen Polyhydroxylkomponenten, einer oder mehreren nach partieller Neutralisation wasserlöslichen Polycarboxylverbindungen und eine wasserverträgliche Vernetzungskomponente darstellen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man
(a) eine oder mehrere Polyhydroxyverbindungen auf Basis vorzugsweise fettsäuremodifizierter Polykon-' densations- oder Polyadditionsprodukte mit einer Säurezahl von weniger als 5 mg KOH/g und einer Hydroxylzahl von 50 bis 400 mg KOH/g, vorzugsweise von 100 bis 300 mg KOH/g
mitThe present invention accordingly relates to a process for the production of water-thinnable paint binders which are partial condensation products of one or more water-insoluble polyhydroxyl components, one or more polycarboxyl compounds which are water-soluble after partial neutralization and a water-compatible crosslinking component, which is characterized in that:
(A) one or more polyhydroxy compounds based on preferably fatty acid-modified polycondensation or polyaddition products with an acid number of less than 5 mg KOH / g and a hydroxyl number of 50 to 400 mg KOH / g, preferably 100 to 300 mg KOH / g
with

(b) einer oder mehrerer Polycarboxylverbindungen auf der Basis von maleinisierten Fettsäuren oder Ölen, deren Anhydridgruppen mit Wasser und/oder Monoalkoholen aufgespalten sind und deren Carboxylgruppen zu 30 bis 90 %, vorzugsweise 40 bis 60 # mit Ammoniak und/oder Aminen neutralisiert sind, bei 80 bis 145 Grad C bis zu einer Grenzviskositätszahl von 9 bis 19 ml/g, vorzugsweise 14 bis 18 ml/g (gemessen in DMF/20 Grad C) kondensiert, ohne daß dabei der lösliche Zustand des Reaktionsproduktes überschritten wird und das Kondensationsprodukt gegebenenfalls mit(b) one or more polycarboxyl compounds based on maleinized fatty acids or oils whose anhydride groups are split with water and / or monoalcohols and whose carboxyl groups are 30 to 90 %, preferably 40 to 60%, neutralized with ammonia and / or amines 80 to 145 degrees C up to a limiting viscosity number of 9 to 19 ml / g, preferably 14 to 18 ml / g (measured in DMF / 20 degrees C) condensed without the soluble state of the reaction product being exceeded and the condensation product possibly with

(c) einer Vernetzungskomponente, vorzugsweise einem wasserverträglichen Aminoharz abmischt.(c) a crosslinking component, preferably a water-compatible amino resin.

Durch diese partielle Kondensation einer teilneutralisierten Polycarboxylverbindung von ausgewähltem Aufbau mit derThis partial condensation of a partially neutralized polycarboxyl compound of selected structure with the

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wasserunlöslichen Polyhydroxylverbindung wird eine außerordentliche Steigerung der Stabilität der Bindemittel im wäßrigen Medium erreicht. Dementsprechend erhöht sich auch die Lagerstabilität der daraus hergestellten luft- oder ofentrocknenden Lacke.water-insoluble polyhydroxyl compound becomes a extraordinary increase in the stability of the binder in the aqueous medium achieved. Increased accordingly This also affects the storage stability of the air-drying or oven-drying paints produced from them.

Durch diese Steigerung der Stabilität ist es in vielen Fällen möglich, den Anteil der wasserlöslichen Polycarboxylverbindung wesentlich zu reduzieren, wodurch wieder eine Verbesserung der Wasserfestigkeit bzw. Wetterfestigkeit der vernetzten Lackfilme erreicht werden kann.Because of this increase in stability, it is in many In some cases, the proportion of the water-soluble polycarboxyl compound to reduce significantly, which again improves the water resistance or weather resistance the crosslinked paint films can be achieved.

Als Polyhydroxylverbindungen (PH) werden wasserunlösliche, filmbildende Polymere eingesetzt, die durch die praktisch vollständige Abwesenheit von freien Carboxylgruppen gekennzeichnet sind, d.h. daß sie eine Säurezahl von weniger als 5 mg KOH/g aufweisen. Ihre Hydroxylzahl liegt zwischen 50 und 400, vorzugsweise zwischen 100 und 300 mg KOH/g.Water-insoluble, film-forming polymers are used, due to the practically complete absence of free carboxyl groups are characterized, i.e. that they have an acid number of less than 5 mg KOH / g. Her The hydroxyl number is between 50 and 400, preferably between 100 and 300 mg KOH / g.

Sie werden sehr leicht in bekannter Weise durch Kondensation von Polyolen , wie Monoäthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, mit Polycarbonsäuren oder deren Anhydriden wie Phthalsäure, Terephthalsäure, Trimellithsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure usw., gegebenenfalls unter anteiliger Mitverwendung von Monocarbonsäuren mit 5 bis 20 Kohlenstoffatomen, hergestellt, wobei die Polyole im stöchiometrischen Überschuß eingesetzt werden.They are very easily produced in a known manner by condensation of polyols, such as monoethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, glycerine, trimethylolpropane, Pentaerythritol, with polycarboxylic acids or their anhydrides such as phthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, Succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc., optionally with a proportionate use of monocarboxylic acids having 5 to 20 carbon atoms, the polyols being used in a stoichiometric excess.

Eine andere Synthesemöglichkeit besteht in der Umsetzung von überschüssigem Polyol mit Diisocyanaten, z. B. Toluylendiisocyanat oder Hexamethylendiisocyanat. Gleichfalls geeignete Polyhydroxyverbindungen erhält man durch Copolymerisation 0(, ß-äthylenisch ungesättigter Verbin-Another possibility of synthesis is the reaction of excess polyol with diisocyanates, e.g. B. Tolylene diisocyanate or hexamethylene diisocyanate. Likewise suitable polyhydroxy compounds are obtained by copolymerization of 0 (, ß-ethylenically unsaturated compounds

düngen, die freie Hydroxylgruppen tragen, wie Xthylengly-fertilizers that carry free hydroxyl groups, such as ethylene glycol

Claims

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'Colon monomethacrylic acid esters, copolymerizable with others Vinyl compounds such as esters of acrylic or methacrylic acid of monohydric alcohols, amides of Acrylic or methacrylic acid, styrene, vinyl toluene and other monomers, provided they have no carboxyl groups wear. The copolymers can also contain small amounts of formaldehyde condensates from melamine, urea, benzoguanamine, etc. included condensed.