DE4001580C2 - Bindemittel, geeignet für klare und pigmentierte Überzugsmittel, Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendung - Google Patents
Bindemittel, geeignet für klare und pigmentierte Überzugsmittel, Verfahren zu deren Herstellung und ihre VerwendungInfo
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- C08F220/32—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing epoxy radicals
- C08F220/325—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing epoxy radicals containing glycidyl radical, e.g. glycidyl (meth)acrylate
Description
Die Erfindung betrifft Bindemittel, enthaltend hydroxylgruppenhaltige
Copolymerisate auf der Basis von Additionsprodukten
α,β-ungesättigter Säuren mit Glycidylestern und damit mischpolymerisierbarer
α,β-ungesättigter Monomerer mit und ohne Hydroxylgruppen.
Sie betrifft auch die Herstellung derartiger hydroxylgruppenhaltiger
Copolymerisate und ihre Verwendung in klaren oder
pigmentierten Überzugsmitteln.
Durch DE-OS 28 51 616, DE-OS 28 51 613, DE-OS 27 09 784,
DE-OS 27 09 782, WO 89 05 314 sind
hydroxylgruppenhaltige Copolymerisate auf der Basis von (Meth)
acrylaten und Umsetzungsprodukten aus Acrylsäure und Glycidylestern
von α-Alkylalkanmonocarbonsäuren und/oder α,α-Dialkylalkanmonocarbonsäuren,
die mit organischen Polyisocyanaten zu
Überzugsmitteln verarbeitet werden können, bekannt. In der
DE-AS 16 68 510 werden Copolymerisate aus Additionsprodukten
α,β-ethylenisch ungesättigter Säuren mit Glycidylestern und
damit mischpolymerisierbaren α,β-ungesättigten Monomeren mit und
ohne Hydroxylgruppen beschrieben. Die DE-PS 26 03 259 gibt Reaktionslacke
an, die spezielle Bindemittel enthalten. Es handelt
sich um Mischpolymerisate auf der Basis von Styrol, Methylmethacrylat,
Acrylsäure und Glycidylestern von α-Alkylalkanmonocarbonsäuren
und/oder α,α-Dialkylalkanmonocarbonsäuren, die
durch Erhitzen unter gleichzeitiger Veresterung und Polymerisation
in inerten Lösungsmitteln in Anwesenheit von Polymerisationsinitiatoren
gegebenenfalls mit Kettenabbrechern erhalten
werden.
Die besonderen Schwierigkeiten, die sich bei der Herstellung von
Copolymerisatlösungen der vorstehend erläuterten Art ergeben können,
sind vom Erfinder ausführlich in der DE-PS 28 51 615, Spalte
2, Zeile 66 bis Spalte 4, Zeile 12 diskutiert worden, wobei als
Stand der Technik die DE-PS 10 38 745, FR-PS 13 90 572, DE-OS
20 54 231, CH-PS 52 39 61, DE-OS 20 21 141, DE-PS 26 26 900,
DE-AS 26 03 259, DE-AS 26 59 853, CH-PS 51 95 32, DE-OS 25 15 705,
DE-OS 26 03 624, DE-OS 26 18 809, (US-PSS 4 163 739 und 4 234 468),
DE-OS 20 65 770 und DE-OS 16 68 510 in Betracht gezogen worden
sind.
Der Festkörper in den Copolymerisatlösungen gemäß dem Stand der
Technik, die gewerblich verwertbar sind, beträgt nach beendeter
gleichzeitiger Veresterung und Copolymerisation höchstens 55
Gew.-% und gemäß DE-OS 37 40 774 Seite 4 (Komponente A) 54,9
Gew.-%, obwohl dort ein besonders hoher Festkörper angestrebt
wird.
Aufgabe der Erfindung ist es
- 1. Copolymerisatlösungen zur Verfügung zu stellen, die einen wesentlich erhöhten Festkörper aufweisen;
- 2. Verfahren zur Herstellung der neuen Copolymerisatlösungen zur Verfügung zu stellen;
- 3. die aus den neuen Copolymerisatlösungen erhältlichen Bindemittel sollen beim Einsatz mit zwei- und/oder mehrwertigen Polyisocyanaten einen erhöhten Festkörpergehalt bei vergleichbarer Viskosität besitzen. Dies bedeutet, daß die aus den Copolymerisatlösungen bzw. dem Bindemittel der Erfindung hergestellten Reaktionslacke in kurzer Zeit als Überzug aufgebracht werden können, z. B. durch Weglassen eines oder mehrerer Spritzgänge. Weiterhin sollen durch den höheren Festkörper in den fertigen Reaktionslacken weniger organische Lösungsmittel an die Umwelt abgegeben werden;
- 4. die Copolymerisatlösungen bzw. die Bindemittel sollen in Verbindung mit aliphatischen Polyisocyanaten luft- und ofentrocknende festkörperreiche Zweikomponentenlacke mit hoher mechanischer Widerstandsfähigkeit, Chemikalien- und Wetterbeständigkeit ergeben;
- 5. die Bereitstellung von Copolymerisatlösungen bzw. Bindemitteln bzw. klaren oder pigmentierten Überzugsmittel mit erhöhtem Festkörpergehalt, die zu Überzügen mit hohem Glanz, guter Fülle, gutem Verlauf, weniger Umweltbelastung und einer verbesserten Verarbeitungssicherheit führen;
- 6. die Copolymerisatlösungen bzw. die Bindemittel sollen zu Reaktionslacken verarbeitbar sein, die sowohl als Autoserienerstlackierungen als auch Autoreparaturlackierungen hervorragend geeignet sind.
Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe durch die Bereitstellung
eines Bindemittels gelöst wird, das ein hydroxylgruppenhaltiges
Copolymerisat auf der Basis von Additionsprodukten α,β-ungesättigter
Säuren mit Glycidylestern und damit mischpolymerisierbaren
α,β-ungesättigten Monomeren mit und ohne Hydroxylgruppen
enthält, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß es im wesentlichen
aus einem hydroxylgruppenhaltigen Copolymerisat besteht,
das erhältlich ist durch Polymerisation bei Temperaturen zwischen
160 bis 195°C aus
- a) 20 bis 30 Gew.-% Glycidylester von α-Alkylalkanmonocarbonsäuren und/oder α,α-Dialkylalkanmonocarbonsäuren,
- b) 8 bis 12 Gew.-% Methacrylsäure,
- c) 15 bis 27 Gew.-% Hydroxyalkylmethacrylat mit 1 bis 6 C-Atomen im Hydroxyalkylrest,
- d) 30 bis 53 Gew.-% Styrol,
- e) 1 bis 5 Gew.-% Polypropylenglycolmonomethacrylat mit einem mittleren Molekulargewicht von 350 bis 387,
- f) 0 bis 20 Gew.-% Alkylmethacrylat mit 1 bis 8 C-Atomen im Alkylrest, wobei die Summe der Komponenten jeweils 100 Gew.-% beträgt.
Eine spezielle Ausführungsform des Bindemittels ist erhältlich
aus
- a) 20 bis 30 Gew.-% Glycidylester von α-Alkylalkanmonocarbonsäuren und/oder α,α-Dialkylalkanmonocarbonsäuren,
- b) 8 bis 12 Gew.-% Methacrylsäure,
- c) 15 bis 26 Gew.-% Hydroxyethylmethacrylat,
- d) 33 bis 52 Gew.-% Styrol,
- e) 1 bis 3 Gew.-% Polypropylenglycolmonomethacrylat mit einem mittleren Molekulargewicht von 350 bis 387,
- f) 0 bis 20 Gew.-% Methylmethacrylat, wobei die Summe der Komponenten jeweils 100 Gew.-% beträgt.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Bindemittels ist erhältlich
aus
- a) 20 bis 26 Gew.-% Glycidylester von α-Alkylalkanmonocarbonsäuren und/oder α,α-Dialkylalkanmonocarbonsäuren,
- b) 8 bis 12 Gew.-% Methacrylsäure,
- c) 17 bis 22 Gew.-% Hydroxyethylmethacrylat,
- d) 33 bis 38 Gew.-% Styrol,
- e) 1 bis 3 Gew.-% Polypropylenglycolmonomethacrylat mit einem mittleren Molekulargewicht von 350 bis 387,
- f) 8 bis 12 Gew.-% Methylmethacrylat, wobei die Summe der Komponenten jeweils 100 Gew.-% beträgt.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform des Bindemittels ist erhältlich
aus
- a) 22 bis 25 Gew.-% Glycidylester von α-Alkylalkanmonocarbonsäuren und/oder α,α-Dialkylalkanmonocarbonsäuren,
- b) 8 bis 12 Gew.-% Methacrylsäure,
- c) 17 bis 21 Gew.-% Hydroxyethylmethacrylat,
- d) 44 bis 48 Gew.-% Styrol,
- e) 1 bis 3 Gew.-% Polypropylenglycolmonomethacrylat mit einem mittleren Molekulargewicht von 350 bis 387, wobei die Summe der Komponenten jeweils 100% beträgt.
Es hat sich gezeigt, daß ein derartiges Bindemittel beim Einsatz
mit zwei- und/oder mehrwertigen Polyisocyanaten einen im Vergleich
mit dem Stand der Technik erhöhten Festkörpergehalt bei vergleichbarer
Viskosität bzw. eine erniedrigte Viskosität bei gleichem
Festkörpergehalt ergibt. Es weist darüber hinaus lacktechnische
Vorteile, wie verbesserten Glanz, Fülle, Verlauf, Verarbeitungssicherheit
bei High Solid-Gehalt sowie bessere Umwelteigenschaften
auf.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Copolymerisats kann durch
Lösungspolymerisation durchgeführt werden. Bei diesem Verfahren
werden die Lösemittel und die Glycidylester von α-Alkylalkan-
und/oder α,α-Dialkylalkanmonocarbonsäuren in das Reaktionsgefäß vorgelegt, auf
Siedetemperatur geheizt und das Gemisch bzw. die Gemische aus Monomeren, gegebenenfalls
Carboxy-Epoxy-Katalysatoren und Initiator kontinuierlich in etwa 12 bis
20 Stunden zudosiert. Nach Zulaufende wird durch Halten auf Polymerisationstemperatur
während 2 bis 5 Stunden nachpolymerisiert bis die Umsetzung praktisch
vollständig ist. Die Polymerisation wird bei Temperaturen zwischen 160°C und
195°C vorzugsweise bei 165°C bis 195°C durchgeführt.
Die Polymerisationsreaktion wird mit bekannten Polymerisationsinitiatoren
gestartet. Geeignete Initiatoren sind z. B. Peroxide,
die in einer Reaktion 1. Ordnung thermisch in Radikale zerfallen.
Initiatorart und -menge werden so gewählt, daß bei der Polymerisationstemperatur
während der Zulaufphase ein möglichst
konstantes Radikalangebot vorliegt.
Bevorzugt eingesetzte Initiatoren für die Polymerisation sind:
Dialkylperoxide, wie Di-tert.-Butylperoxid, Di-cumylperoxid;
Hydroperoxide, wie Cumolhydroperoxid, tert.-Butylhydroperoxid;
Perester, wie tert.-Butylperbenzoat, tert.-Butyl-per-3,5,5-
trimethylhexanoat, tert.-Butyl-per-2-ethylhexanoat.
Die Polymerisationsinitiatoren, insbesondere tert.-Butyl-per-2-ethyl-
hexanoat werden bevorzugt in einer Menge von 2 bis 6 Gew.-%,
bezogen auf die Monomeren-Einwaage zugesetzt.
Zur Regelung des Molekulargewichts können Kettenüberträger mitverwendet
werden. Beispiele sind Mercaptane, Thioglykolsäureester
Chlorkohlenwasserstoffe, bevorzugt wird Dodecylmercaptan eingesetzt.
Als Lösungsmittel können übliche inerte Lösungsmittel für die Lösungspolymerisation
eingesetzt werden. Bevorzugt eignen sich
solche organischen Lösemittel, die dann später auch in den fertigen
Überzugsmitteln eingesetzt werden. Beispiele für solche
Lösemittel sind: Glykolether, wie Ethylenglykoldimethylether;
Glykoletherester, wie Ethylglykolacetat, Butylglykolacetat,
3-Methoxy-n-butylacetat, Butyldiglykolacetat, Methoxypropylacetat;
Ester, wie Butylacetat, Isobutylacetat, Amylacetat; und
Ketone, wie Methylethylketon, Methylisobutylketon, Diisobutylketon,
Cyclohexanon, Isophoron, Aromatische Kohlenwasserstoffe,
wie Xylol. Shellsol A (aromatische
Kohlenwasserstoffgemische) und aliphatische Kohlenwasserstoffe
können ebenfalls im Verschnitt mit den obengenannten
Lösemitteln eingesetzt werden. Bevorzugt wird ein Gemisch aus
Butylglykolacetat, Shellsol A und Ethoxypropylacetat im Gew.-
Verhältnis 1 : 2 : 2 verwendet.
Als Komponente a) werden zur Herstellung der erfindungsgemäß
eingesetzten hydroxylgruppenhaltigen Copolymerisate Glycidylester
von α-Alkylalkanmonocarbonsäuren und/oder α,α-Dialkylalkanmonocarbonsäuren
eingesetzt. Bevorzugt handelt es sich
um solche der Summenformel C₁₃H₂₄O₃ einzeln oder im Gemisch.
Da dem Glycidylrest im Glycidylester solcher α-Alkylalkanmonocarbonsäuren
und/oder α,α-Dialkylalkanmonocarbonsäuren
die Summenformel C₃H₅O zukommt, sind die α-Alkylalkanmonocarbonsäuren
und α,α-Dialkylalkanmonocarbonsäuren Isomerengemische
von solchen Monocarbonsäuren, die eine C₁₀-Kette enthalten.
Die Säuren sind dabei bevorzugt völlig gesättigt und am α-ständigen
Kohlenstoffatom sehr stark substituiert; Beispiele hierfür
werden in "Deutsche Farbenzeitschrift", Heft 10/16. Jahrgang,
Seite 435, beschrieben.
Als Hydroxyalkylmethacrylate mit 1 bis 6-C-Atomen im Hydroxyalkylrest
sind Hydroxymethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat,
4-Butandiolmonomethacrylat, 5-Pentandiolmonomethacrylat,
Cyclohexandiolmonomethacrylat und 4-Dihydroxymethylcyclohexanmonomethacrylat,
einzeln oder im Gemisch, geeignet,
bevorzugt wird Hydroxyethylmethacrylat verwendet.
Als Carboxy-Epoxykatalysatoren auf der Basis einer Alkalimetallverbindung
können alle Natrium-, Lithium-, Kalium-, Rubidium-
und Cäsiumverbindungen - einzeln oder im Gemisch - eingesetzt
werden, die im Reaktionsgemisch aus Methacrylsäure, Monoglycidylverbindung
und Vinylverbindungen löslich sind und zumindest
bei der Zugabe und/oder beim Halten des Reaktionsansatzes
auf Reaktionstemperatur zwecks Veresterung durch Addition bei
gleichzeitiger Copolymerisation in Lösung gehen, wobei die eingesetzte
Alkaliverbindung jedoch frei von solchen Bestandteilen
sein soll, die bei der Copolymerisation des Additionsproduktes,
das einen Ester darstellt, sich ungünstig auswirken können.
Brauchbar sind beispielsweise die Carbonate, Bicarbonate, Formiate,
Jodide, Bromide, Fluoride und die Hydroxyde der vorstehend
genannten Alkalimetalle. Im Fabrikmaßstab haben sich am besten
Lithiumhydroxyd und Kaliumhydroxyd - einzeln oder im Gemisch -
bewährt.
Bei der Verwendung im Fabrikmaßstab wird hierbei auf Grund des
billigen Preises und der vorzüglichen Katalysatoreigenschaften
das Kaliumhydroxid besonders vorteilhaft eingesetzt. Zweckmäßig
wird das eingesetzte Alkalihydroxyd bzw. die Alkaliverbindung
oder deren Gemische in der zu veresternden Methacrylsäure aufgelöst.
Man kann aber auch aus der Alkaliverbindung, z. B. Alkalihydroxyden,
Alkalicarbonaten oder Alkalibicarbonaten, und der
Methacrylsäure erst ihr Alkalisalz als Katalysator herstellen
und kann dann das Alkalisalz der Methacrylsäure in dem Reaktionsgemisch
lösen bzw. bei der Durchführung der Additionsreaktion
durch Erhitzen in Lösung bringen.
Im allgemeinen ist es ausreichend, von etwa 0,005 Gew.-% bis etwa
0,5 Gew.-% Alkalimetallverbindung der schon genannten Art, bezogen
auf das Gewicht der esterbildenden Komponenten, für die Additionsreaktion
zuzufügen. Bevorzugt wird jedoch ein Zusatz von
etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 0,3 Gew.-% Alkalimetallverbindung.
Der bevorzugteste Bereich für den Zusatz beträgt etwa 0,02 Gew.-%
bis etwa 0,1 Gew.-% Alkalimetallverbindungen, wobei von den Alkalimetallverbindungen
dann Kalium- und Lithiumverbindungen ganz
besonders vorteilhaft Verwendung finden.
Die erfindungsgemäßen Bindemittel können zu klaren oder pigmentierten
Überzugsmitteln verarbeitet werden. Hierzu werden sie in
Lösungsmitteln mit gegebenenfalls lacküblichen Zusatz- und Hilfsstoffen
mit einem üblichen Lack-Polyisocyanat versetzt. Dabei
werden bevorzugt 60,0 bis 80,0 Gew.-% des hydroxylgruppenhaltigen
Copolymerisats A) mit 20 bis 40 Gew.-% zwei- und/oder mehrwertigem
Polyisocyanat versetzt; die Summe der Komponenten A) und B) beträgt
jeweils 100%.
Die zur Vernetzung des erfindungsgemäßen Copolymerisats A) verwendbaren
Polyisocyanate B) sind lacktypische Polyisocyanate.
Der Anteil an Polyisocyanat-Vernetzer wird so gewählt, daß auf
eine Hydroxylgruppe der Bindemittelmischung 0,5 bis 1,5 Isocyanat-
Gruppen entfallen. Überschüssige Isocyanat-Gruppen können
durch Feuchtigkeit abreagieren und zur Vernetzung beitragen.
Es können aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Polyisocyanate
verwendet werden wie Hexamethylendiisocyanat, Trimethylhexamethylendiisocyanat,
Isophorondiisocyanat, 4,4′-Diisocyanatodicyclohexylmethan,
Toluylen-2,4-Diisocyanat, o-, m- und p-
Xylylendiisocyanat, 4,4′-Diisocyanatodiphenylmethan; verkappte
Polyisocyanate, wie mit CH-, NH- oder OH-aciden Verbindungen
verkappte Polyisocyanate; sowie z. B. Biuret-, Allophanat-, Urethan-
oder Ioscyanurat-Gruppen enthaltende Polyisocyanate. Beispiele
für derartige Polyisocyanate sind ein Biuretgruppen enthaltendes
Umsetzungsprodukt aus 3 Molen Hexamethylendiisocyanat mit 1 Mol
Wasser mit einem NCO-Gehalt von ca. 22% (entsprechend dem Handelsprodukt
Desmodur N BAYER AG); ein Isocyanatgruppen
enthaltendes Polyisocyanat, das durch Trimerisierung
von 3 Molen Hexamethylendiisocyanat hergestellt wird mit
einem NCO-Gehalt von etwa 21,5% (entsprechend dem Handelsprodukt
Desmodur N 3390 BAYER AG) oder Urethangruppen
enthaltende Polyisocyanate, welche Reaktionsprodukte
darstellen aus 3 Molen Toluylendiisocyanat und 1 Mol Trimethylolpropan
mit einem NCO-Gehalt von etwa 17,5% (entsprechend dem Handelsprodukt
Desmodur L BAYER AG).
Bevorzugt eingesetzt werden Desmodur N und Desmodur N 3390, BAYER
AG.
Aus den Komponenten A) und B) werden, wie vorstehend erwähnt,
transparente oder pigmentierte Überzugsmittel hergestellt. Transparente
Überzugsmittel finden z. B. Verwendung als Klarlacke in
einer 2-Schicht-Lackierung, die sich zusammen aus einer Pigmente
enthaltenden Basisschicht und einer transparenten Deckschicht,
die im Naß-in-Naß-Verfahren appliziert und anschließend entweder
an der Luft oder in Einbrennöfen gehärtet werden. Diese Klarlacke
enthalten neben üblichen Lösemitteln zur Einstellung der Spritzviskosität
gegebenenfalls übliche Verlaufs- und Lichtschutzmittel,
sowie andere übliche lacktechnische Zusatzstoffe.
Zur Herstellung pigmentierter Überzugsmittel werden die Einzelbestandteile
miteinander vermischt und in üblicher Weise homogenisiert
bzw. vermahlen. Beispielsweise kann so vorgegangen
werden, daß zunächst ein Teil des Copolymerisats (A) mit gegebenenfalls
vorhandenen Pigmenten und lacküblichen Hilfsstoffen und
Lösemitteln vermischt und in Mahlaggregaten angerieben wird.
Danach wird das Mahlgut mit der restlichen Copolymerisat-Lösung
komplettiert.
Die aus dem erfindungsgemäßen Bindemittel, das ein hydroxylgruppenhaltiges
Copolymerisat darstellt, erhaltenen Überzugsmittel
weisen den großen Vorteil eines hohen Festkörpergehalts bei relativ
geringer Viskosität auf. Ihre Verlaufseigenschaften sind
ausgezeichnet, und sie führen zu Überzügen mit ausgezeichnetem
Glanz und hervorragender Fülle. Die erhaltenen Überzüge sind sehr
rasch montagefest und können kurz nach dem Auftrag auf ein Klebeband
abgeklebt werden, um beispielsweise eine Mehrfachlackierung
zu ermöglichen. Die aus den erfindungsgemäßen Bindemitteln erhältlichen
Überzugsmittel sind somit besonders in der Kraftfahrzeugindustrie
zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarossen, jedoch
auch auf dem Reparatursektor zur raschen Ausbesserung von beispielsweise
Unfallschäden geeignet.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung.
In einen 4-l-Dreihalskolben, der mit einem Rührwerk, Kontaktthermometer,
Kugelkühler und 2 Tropftrichern ausgerüstet ist,
wird Bestandteil I entsprechend den Mengenangaben in der nachfolgenden
Tabelle vorgelegt und unter Rühren bei eingeschalteter
Rückflußkühlung auf 194°C erhitzt.
Innerhalb von 16 Stunden wird Bestandteil II (Monomerengemisch
und KOH als Carboxyepoxykatalysator und Kettenübertragungsmittel)
und Bestandteil III (Lösungsmittel-Initiatorgemisch) kontinuierlich
aus den Tropftrichtern 1 und 2 zudosiert. Die Temperatur
fällt gegen Ende der Zulaufzeit auf 171 bis 165°C ab. Nach Zulaufende
wird anschließend 3 Stunden bei 160 bis 172°C nachpolymerisiert,
so daß die Umsetzung praktisch vollständig ist.
Orientierende Untersuchungen haben gezeigt, daß die Herstellung
der Copolymerisatlösungen auch in Abwesenheit von Carboxy-Epoxy-
Katalysatoren unter den angegebenen Bedingungen möglich ist.
In einen gereinigten, trockenen Behälter werden 1200 g Butylacetat,
850 g Xylol, 1050 g Gemisch aromatischer Kohlenwasserstoffe (Shellsol
A Warenzeichen), 150 g Lichtschutzmittel (Handelsbezeichnung
Tinuvin 1130), 100 g Lichtschutzmittel (Handelsbezeichnung Tinuvin
292), 100 g 5%ige Dibutylzinndilaurat-Lösung in Xylol als Beschleuniger
und 200 g Verlaufmittel (Handelsname Byk 300 10%ig
in Xylol) gründlich vermischt. Anschließend wird 6400 g Copolymerisat-
Lösung 2 (Zuvor von 82,1 Gew.-% Festkörper durch Zugabe
von Butylglycolacetat/Ethoxypropylacetat/Shellsol A-Gemisch im
Gewichtsverhältnis 1 : 2 : 2 auf 80 Gew.-% Festkörper eingestellt)
zugegeben und gründlich gemischt. Dann wird 3000 g Lackpolyisocyanat/
Desmodur N 3390 80%ig in Xylol/Butylacetat-Gemisch 1 : 1
gelöst, dem Ansatz zugefügt und gründlich vermischt und sofort
im DIN-A4-Becher die Viskosität bestimmt. Durch Verdünnen mit einem
Shellsol A/Butylacetat-Gemisch 1 : 1 wird auf die Spritzviskosität
21 Sekunden-Auslaufzeit eingestellt.
Der Festkörper des vorstehenden Klarlackes beträgt 57,1 Gew.-%.
Dies bedeutet gegenüber dem Stand der Technik von nur 50,2 Gew.-%
Festkörper eine deutliche Verbesserung. Weitere Prüfungen des Klarlackes
haben ergeben, daß dieser verbesserte Gebrauchseigenschaften
besitzt.
In einen gereinigten, trockenen Behälter werden 620 g Shellsol A,
150 g Antiabsetzmittel, bestehend aus 15 g Bentone 38, 129 g Xylol
und 6 g Anti Terra U, 50 g Dibutylzinndilaurat 1gew.-%ig in Xylol,
2200 g Copolymerisatlösung 2 (wie vorstehend schon angegeben, auf
80 Gew.-% Festkörper verdünnt) und 375 g Benetzungsmittel (Handelsname
Byk 160 30%ig) gut vermischt und unter Rühren wird allmählich
2900 g Weißpigment Titandioxid 2160 zugegeben und in eine
Perlmill gegeben. Mit einem Perlverhältnis 1 : 1 wird 30 Minuten
gemahlen. Danach wird der Ansatz mit 1650 g Copolymerisatlösung 2
(80% Festkörper), 200 g Verlaufmittel (Byk 344 10gew.-%ig
in Xylol), 300 g Entlüftungsmittel (Byketol OK) und 760 g
Butylacetat versetzt und gut vermischt. Zu diesem Ansatz wird
1800 g Verdünnung Bd 1316 als Lösemittel gegeben und danach unter
gutem Rühren 1800 g Lackpolyisocyanat Desmodur N 3390 90%ig
zugefügt. Der Festkörper des vorstehenden Weißlackes beträgt
65,9 Gew.-%. Diese Tatsache läßt erkennen, daß die Lacke der Erfindung
in kürzester Zeit als Überzug aufgebracht werden können
(z. B. Weglassen von Spritzgängen) und daß der hergestellte Überzug
trotzdem volle Gebrauchseigenschaften besitzt und durch die Verkürzung
des Spritzganges weniger organische Lösungsmittel an die
Umgebung abgegeben werden.
Claims (8)
1. Bindemittel, geeignet für klare oder pigmentierte Überzugsmittel,
enthaltend ein hydroxylgruppenhaltiges Copolymerisat auf
der Basis von Additionsprodukten α,β-ungesättigter Säuren und
Glycidylester und mischpolymerisierbarer α,β-ungesättigter
Monomerer mit und ohne Hydroxylgruppen, dadurch gekennzeichnet,
daß das Bindemittel im wesentlichen aus einem hydroxylgruppenhaltigen
Copolymerisat besteht, das erhältlich ist
durch Polymerisation bei Temperaturen zwischen 160 bis 195°C aus
- a) 20 bis 30 Gew.-% Glycidylester von α-Alkylalkanmonocarbonsäuren und/oder α,α-Dialkylalkanmonocarbonsäuren,
- b) 8 bis 12 Gew.-% Methacrylsäure,
- c) 15 bis 27 Gew.-% Hydroxyalkylmethacrylat mit 1 bis 6 C-Atomen im Hydroxyalkylrest,
- d) 30 bis 53 Gew.-% Styrol,
- e) 1 bis 5 Gew.-% Polypropylenglycolmonomethacrylat mit einem mittleren Molekulargewicht von 350 bis 387,
- f) 0 bis 20 Gew.-% Alkylmethacrylat mit 1 bis 8 C-Atomen im Alkylrest, wobei die Summe der Komponenten jeweils 100 Gew.-% beträgt.
2. Bindemittel nach Anspruch 1, das erhältlich ist aus
- a) 20 bis 30 Gew.-% Glycidylester von α-Alkylalkanmonocarbonsäuren und/oder α,α,-Dialkylalkanmonocarbonsäuren,
- b) 8 bis 12 Gew.-% Methacrylsäure,
- c) 15 bis 26 Gew.-% Hydroxyethylmethacrylat,
- d) 33 bis 52 Gew.-% Styrol,
- e) 1 bis 3 Gew.-% Polypropylenglycolmonomethyacrylat mit einem mittleren Molekulargewicht von 350 bis 387,
- f) 0 bis 20 Gew.-% Methylmethacrylat, wobei die Summe der Komponenten jeweils 100 Gew.-% beträgt.
3. Bindemittel nach Anspruch 1, das erhältlich ist aus
- a) 20 bis 26 Gew.-% Glycidylester von α-Alkylalkanmonocarbonsäuren und/oder α,α-Dialkylalkanmonocarbonsäuren,
- b) 8 bis 12 Gew.-% Methacrylsäure,
- c) 17 bis 22 Gew.-% Hydroxyethylmethacrylat,
- d) 33 bis 38 Gew.-% Styrol,
- e) 1 bis 3 Gew.-% Polypropylenglycolmonomethylacrylat mit einem mittleren Molekulargewicht von 350 bis 387,
- f) 8 bis 12 Gew.-% Methylmethacrylat, wobei die Summe der Komponenten jeweils 100 Gew.-% beträgt.
4. Bindemittel nach Anspruch 1, das erhältlich ist aus
- a) 22 bis 25 Gew.-% Glycidylester von α-Alkylalkanmonocarbonsäuren und/oder α,α-Dialkylalkanmonocarbonsäuren,
- b) 8 bis 12 Gew.-% Methacrylsäure,
- c) 17 bis 21 Gew.-% Hydroxyethylmethacrylat,
- d) 44 bis 48 Gew.-% Styrol,
- e) 1 bis 3 Gew.-% Polypropylenglycolmonomethacrylat mit einem mittleren Molekulargewicht von 350 bis 387, wobei die Summe der Komponenten jeweils 100% beträgt.
5. Verfahren zur Herstellung des als Bindemittel verwendbaren
hydroxylgruppenhaltigen Copolymerisats nach Anspruch 1 durch
Erwärmen von α,β-ungesättigten Monomeren, Glycidylestern und
damit mischpolymerisierbaren α,β-ungesättigten Monomeren mit
und ohne Hydroxylgrupen in Anwesenheit von Polymerisationsinitiatoren,
inerten organischen Lösungsmitteln, gegebenenfalls
Carboxy-Epoxy-Katalysatoren, gegebenenfalls Kettenüberträgern,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch, im
wesentlichen bestehend aus
- a) 20 bis 30 Gew.-% Glycidylester von α-Alkylalkanmonocarbonsäuren und/oder α,α-Dialkylalkanmonocarbonsäuren,
- b) 8 bis 12 Gew.-% Methacrylsäure,
- c) 15 bis 27 Gew.-% Hydroxyalkylmethacrylat mit 1 bis 6 C-Atomen im Hydroxyalkylrest,
- d) 30 bis 53 Gew.-% Styrol,
- e) 1 bis 5 Gew.-% Polypropylenglycolmonomethacrylat mit einem mittleren Molekulargewicht von 350 bis 387,
- f) 0 bis 20 Gew.-% Alkylmethacrylat mit 1 bis 8 C-Atomen im Alkylrest, wobei die Summe der Komponenten jeweils 100 Gew.-% beträgt,
umgesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß inerte
organische Lösungsmittel sowie Glycidylester von α-Alkylalkanmonocarbonsäuren
und/oder α,α-Dialkanmonocarbonsäuren
vorgelegt, auf Polymerisationstemperatur erhitzt und die
Monomeren b, c, d, e gegebenenfalls f und Polymerisationsinitiatoren,
gegebenenfalls Carboxy-Epoxy-Katalysatoren, gegebenenfalls
Kettenüberträger kontinuierlich innerhalb von
12 bis 20 Stunden zugefügt werden und anschließend so
lange durch Halten auf Polymerisationstemperatur während 2
bis 5 Stunden nachpolymerisiert wird, bis die Umsetzung
vollständig ist.
7. Verwendung des Bindemittels nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in klaren oder
pigmentierten Überzugsmitteln, wobei das Bindemittel in Mengen
von 60 bis 80 Gew.-% als Komponente A) zusammen mit 20 bis
40 Gew.-% zwei- und/oder mehrwertigem Polyisocyanat als Komponente
B) eingesetzt wird und die Summe der Komponenten A)
und B) jeweils 100% beträgt.
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