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Lack Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von
Lacken aus Kunstharzen;, Celluloseestern, Lösungsmitteln und gegebenenfalls Naturharzen.
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Die zum überziehen von Metall oder Holz bisher benutzten Lacke gehörten
hauptsächlich dem Typus an, der als wesentlichen Bestandteil ein trocknendes Öl
enthält, das durch Trocknen an der Luft allmählich in einen zähen, gelatinösen und
undurchdringlichen Film übergeht. Man hat auch schon vorgeschlagen, diese öllacke
unter Zusatz von Phenolald:ehydharzen herzustellen, die man mit einem natürlichen
Harz verschmolz, um sie öllöslich zu machen. Die mit derartigen Lacken hergestellten
Anstriche trocknen ebenfalls durch Oxydation, und auch sie gehören demzufolge zu
den langsam trocknenden Produkten. Seit einigen Jahren hat ein anderer Typus von
Lacken ausgedehnte Anwendung gefunden, nämlich Lacke, die aus Nitrocellulose oder
anderen Gelluloseestern und geeigneten. flüchtigen Lösungsmitteln hergestellt werden.
Diese Lacke geben unmittelbar nach Verdampfen des Lösungsmittels einen homogener.
trockenen Film, so daß bei ihrer Verwendung die bei Benutzung von Öllacken notwendigen
großen Trocken- bzw. Lagerräume und das staubfreie Arbeiten überflüssig werden.
Die Nitrocelluloselacka trocknen zwar schnell, doch sind sie den 0lfirnissen entschieden
unterlegen hinsichtlich der Haftfestigkeit, Elastizität, der Durchlässigkeit für
Wasser und Gase -und werden im klaren (mit Pigmenten nicht versetzten) Zustand von
der Sonne schnell angegriffen. Infolge der Leichtlöslichkeit der Nitrocellu losefilme
ist es ferner schwierig, eine zweite Lackschicht auf die erste aufzubringen, ohne
die erste Schicht bis zu einem gewissen Grade zu zerstören. Gibt man anderseits
den Gelluloselacken trocknende öle in solcher Menge zu, daß nicht oder fast nicht
durchdringliche Filme entstehen, so wird dadurch die Eigentümlichkeit des schnellen
Troclmens, der diese Lacke ihre Beliebtheit verdanken, ziemlich beseitigt. Deshalb
kann man durch die Kombination von Ölen mit Cellulos:eestern kein Lackprodukt erhalten,
das weder die Nachteile der Öllacke noch die der Celluloseesterlacke zeigt. Entweder
liegt ein schnell trocknendes Produkt vor, -und dieses zeigt dann die soeben geschilderten
Nachteü4 oder man behebt diese Nachteile durch Ölzusatz, wobei ,aber der Vorteil
der schnellen Trocknung verlorengeht. Dies gilt auch für. den Fall, daß die verwendeten
Öllacke unter Zusatz von öllöslichen Phenolaldehydbarzen hergestellt wurden. Man
hat schließlich bereits vorgeschlagen, Lösungen von harzartigen Kondensationsprodukten
aus Phenolen und Aldehyden in flüchtigen Lösungsmitteln Gelluloseester zuzusetzen,
doch entsprachen die mit solchen Lösungen hergestellten Anstriche
nicht
den Anforderungen der Praxis hinsichtlich der Elastizität, Widerstandsfähigkeit
und Haltbarkeit.
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Bekannt war also die Herstellung von Lacken, die außer freien fetten
Ölen und gegebenenfalls in diesen gelösten Kunstharzen Zusätze von Celluloseestern
enthalten. Derartige Lacke zeigen zwar die guten Eigenschaften der Öllacke, zugleich
aber auch den Nachteil der Öllacke, nämlich eine unerwünscht lange Trocknungszeit,
die zur Oxydation der Anstriche notwendig ist. Bekannt war ferner der Zusatz von
Cellulosees.tern zu Lösungen von harzartigen Kondensationsprodukten, z. B. aus Phenolen
und Formaldehyd, in flüchtigen Lösungsmitteln. Derartige Lacke trocknen zwar schnell,
besitzen aber in keiner Hinsicht die bekannten guten Eigenschaften der Lackfilme,
die mit freie fette Öle enthaltenden Lacken hergestellt werden.
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Es ist nun gefunden worden, daß man Lacke, welche die Eigenschaft
der schnellen Trocknung, daneben "aber zugleich die wertvollen Eigenschaften der
bekannten Öllacke zeigen, erhalten kann, wenn man Lösungen von Reaktionsprodukten,
die aus Phenolen und fetten Ölen, wie z. B. Holzöl, sowie Formaldehyd oder ähnlichen
härtend wirkenden aktive Methylengruppen enthaltenden Körpenn durch längere Zeit
andauerndes Verkochen entstehen und die gegebenenfalls Kolophonium oder andere Naturharze
enthalten können, Celluloseester, wie z. B. Gellulosenitrat, hinzufügt. Die Herstellung
von Reaktionsprodukten aus Phenolen, fette. ölen und Formaldehyd ist an sich bekannt
und erfolgt beispielsweise nach dem in der amerikanischen Patentschrift i
590 079 beschriebenen Verfahren. Nach dem letzteren wird ein harzartiges
Kondensationsprodukt aus fetten Ölen, insbesondere Holzöl, und Phenol in Gegenwart
eines Reaktionsvermittlers durch Erhitzen hergestellt. Hierbei entsteht aus dem
Öl und dem Phenol eine Verbi;n.-dung, der man so viel eines aktive Methylengruppen
enthaltenden Körpers, z. B. Formaldehyd, zusetzt, daß das Phenol gebunden wird,
zusammen mit schwankenden Mengen eines phenolfreien Harzes, wie z. B. Kolophonium
oder Kopal. Die Mischung wird so lange erhitzt, bis ein klares Produkt entsteht,
das in Toluol, Xylol o. dgl. löslich ist. Der gelöste Stoff ist ein. harzartiges
Kondensationsprodukt, in dem das Phenol mit dem fetten Öl und den Formaldehyd chemisch
verbunden ist. Erfindungsgemäß werden nun den Lösungen der harzartigen Kondensationsprodukte
aus Phenolen, fetten Ölen -und Formaldehyd Celluloseester, insbesondere Nitrocellulose,
zugesetzt. Man - verwendet diese Zusätze vorteilhaft in geringen Mengen von etwa
5 bis io % der gesamten Trockensubstanz und nicht mehr als 2o %. Der Zusatz von
Celluloseestern in dieser Menge verhindert bzw. behebt die Klebrigkeit der frischen
Filme, wodurch die Trocknung beschleunigt -und ein harter Film erzielt wird. Man
erhält demzufolge aus den Lösungen der harzartigen Phenol-Öl-Aldehyd-Kondensati,onsprodukte
durch Zusatz von Nitrocellulose Produkte, die' hinsichtlich der TrockengesEhwindigkeit
den Celluloseesterlacken vergleichbar sind, jedoch die wertvollen Eigenschaften
von Ölfirnissen hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit gegen Sonnenlicht, Wasserundurchdringlichkeit
usw. besitzen.
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Dieser Fortschritt war nicht vorauszusehen, obwohl es bekannt war,
die Trocknungszeit von Lacken, die freie trocknende Öle enthalten, durch seinen
Zusatz von Gelluloseestern herabzusetzen. In den Lösungen, denen gemäß der Erfindung
Gelluloseester zugesetzt werden, sind aber die lufttrocknenden fetten Öle in chemisch
gebundenem Zustand in Form von harzartigen Kondensationsproduktep. enthalten. Zwischen
einem lufttrocknenden fetten Öl und einem aus diesem durch chemische Einwirkung
von Phenol und Formaldehyd erhaltenen harzartigen Umwandlungsprodukt besteht chemisch
ein solcher Abstand und lein so weitgehender Unterschied, wie z. B. zwischen dem
Phenol und dem harzartigen Kondensationsprodukt oder dem Formaldehyd und dem Kondensationsprodukt.
Auf Grund des: Verhaltens von Phenol oder Formaldehyd kann man nicht voraussagen,
wie man das aus Öl, Phenol und Formaldehyd erhaltene Harz bzw. dessen Lösung in
bestimmter Weise beeinflussen kann, und das gleiche gilt auch für den dritten Baustein
des Harzmoleküls, nämlich für das fette Öl. Der Einfluß der erfindungsgemäß verwendeten
Gelluloseester war aber nicht nur nicht vorauszusehen, sondern auch außerordentlich
überraschend. Es ist überraschend, daß man durch Zusatz von Gelluloseestern zu den
Lösungen des harzartigen Kondensationsproduktes, also eines Stoffes, der sich von
lufttrocknenden fetten Ölen in seinen physikalischen und chemischen Eigenschaften
und in seinem Verhalten gegenüber thermischen und anderen physikalischen Einflüssen
und ebenso gegenüber chemischen Einflüssen weitgehend unterscheidet und mit den
Ölen überhaupt keine Ähnlichkeit mehr hat, die geschilderten Verbesserungen bzw,.
Fortschritte erzielen kann. Beispiel i Es hat sich als vorteilhaft -erwiesen, .
die Celluloseester einerseits und die Phenol-Öl-
Aldehyd-Harze anderseits
für sich zu lösen und die getrennt hergestellten Lösungen zu vereinigen. Man löst
z. B. 45 Gewichtsteile eines harzartigen Kondensationsproduktes- aus Phenol, Holzöl
und Formaldehyd in 55 Teilen Toluol, ferner 1o Gewichtsteile Nitrocellulose von
niedriger Viskosität in .4o Teilen Butylacetat und 5o Teilen Butylalkohol. Die beiden
Lösungen werden vereinigt. Man kann auch andere Lösungsmittel benutzen, doch muß
man so vorgehen, daß genügend Lösungsmittel für Nitrocellulose vorhanden ist, um
Ausscheidungen zu vermeiden, und daß aus der Mischung ein klarer und homogener Film
entsteht. Es ist sehr zweckmäßig, die beschriebenen Lacke vor der Benutzung einige
Tage .altern zu lassen, da sonst in den- erzeugten Filmen Trübungen erscheinen können.
Man kann die Trübung auch in anderer Weise vermeiden, z. B. durch Zusatz von r bis
2 0,10 Butylphthalat oder anderer geeigneter und für diesen Zweck in der Lackindustrie
bekannter Mittel. Beispiel z Man löst ¢5 Gewichtsteile des in der amerikanischen
Patentschrift i 590 079 beschriebenen harzartigen Kondensationsproduktes
in 55 Teilen Toluol, ferner 7,5 Gewichtsteile Nitrocellulose in .1o Teilen Butylacetat
und 5o Teilen Butylalkohol. Die beiden Lösungen werden vereinigt. Beis.pi@el 3 Man
verfährt wie in Beispiel t, verwendet jedoch anstatt Nitrocellulose ro Teile Acetylcellulose,
die man in geeigneten Mengen von Lösungsmitteln für Acetylcellulose löst und mit
der Lösung des Phenol-Öl-Aldehyd-Harzproduktes vereinigt. Beispiel q. Man verfährt
wie in Beispiel i und setzt der erhaltenen Lösung des Phenolharzes und der Nitrocellulose
2o Teile Kolophonium hinzu.
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Eine weitere überraschende Wirkung, die durch den Zusatz von Celluloseestern
zu den beschriebenen Lacken hervorgerufen wird, besteht in dem Aussehen der Überzüge.
Die bekannten Lösungen der Phenol-Öl-Aldehyd-Harze geben blanke und glänzende Schichten,
die für die meisten Zwecke ein Polieren oder Abtönen verlangen. Der Zusatz der Celluloseester
beseitigt die Blankheit und verleiht den Cberzügen ein atlasähnliches, gefälliges
Aussehen, ohne die charakteristische Stumpfheit zu erzeugen, die Lacke mit einem
hohen Gehalt .an Nitrocellulose zeigen. Ein weiterer Vorteil besteht in der Widerstandsfähigkeit
gegenüber den Lösungsmitteln, die man bei schnell trocknenden Lacken und Firnissen
gewöhnlich verwendet, so daß die Anstriche überstrichen werden können, ohne ,auf
die darunterliegenden Schichten schädlich einzuwirken. Man kann infolgedessen dauerhafte
Filme in jeder gewünschten Dicke herstellen. Die Filme zeigen ferner Biegsamkeit
und Zähigkeit in einem solchen Grade, daß :ein Zusatz an Weichmachungsmitt.eln nicht
nötig -ist.
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Die beschriebenen Lacke können in klarer, flüssiger Form oder als
Träger für Pigmente, Farben usw. verwendet werden. Sie sind in erster Linie für
Überzüge bestimmt, doch können sie ,auch für andere Zwecke vorteilhaft verwendet
werden, z. B. als Bindemittel bei der Herstellung von geschichteten Platten oder
Preßmischungen. An Stelle von Nitrocellulose kann man auch andere Celluloseverbindungen,
wie z. B. Benzylcellulose, Celluloseacetat, Celluloseformiat u. dgl., verwenden.