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Die Erfindung betrifft Viskositätssteuermittel
für nicht-wässrige Beschichtungszusammensetzungen, insbesondere
Beschichtungszusammensetzungen mit hohem Feststoffgehalt. Die Erfindung
betrifft auch organische Beschichtungszusammensetzungen, die das
Viskositätssteuermittel
enthalten.
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Wenn Beschichtungen, die einen hohen
Gehalt an Feststoffen enthalten, wie industrielle Beschichtungen,
Erhaltungsbeschichtungen oder Anstriche, aufgetragen werden, neigt
die Beschichtung dazu, abzusacken oder zu verlaufen. Diese Neigung
herrscht insbesondere dann vor, wenn ein Werkstück, das die Beschichtung annehmen
soll, vertikal positioniert ist. Hinsichtlich vertikal orientierter
Werkstücke
kann die Beschichtung aufgrund der Schwerkraft herabhängen oder
absacken, so dass die Dicke des Films, der sich bildet, wenn die
Beschichtung letztendlich getrocknet wird, ungleichmäßig ist.
Ein gewisses Absacken kann durch den Einfluss der Schwerkraft auftreten,
wenn die Beschichtung aufgetragen wird. Jedoch ist ein solches Absacken
insbesondere dann ein Problem, wenn die aufgetragene Beschichtung
eingebrannt wird. Ein Ansatz, das Absackproblem zu überwinden,
besteht darin, ein Viskositätssteuermittel
in die Beschichtung einzubauen, so dass die sich ergebende Wirkung
der Schwerkraft vermindert wird. Solche Viskositätssteuermittel bewirken im
Wesentlichen, dass die Beschichtung scherverdünnt wird und eine hohe Viskosität (verminderte
Fluidität) bei
einer niedrigen Scherung aufweist, während eine genügend niedrige
Viskosität
bei hoher Scherung bereitgestellt wird, um einen Fluss und eine
Nivellierung auf dem Werkstück
zu ermöglichen.
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Die
US-PS
4,451,597 (Victorius, 29. Mai 1984) betrifft eine Beschichtungszusammensetzung,
die als der Außenanstrich
auf Automobilen und Trucks verwendbar ist und etwa 25–50 Gew.-%
eines Bindemittels aus filmbildenden Bestandteilen und 50–75 Gew.-%
eines flüchtigen
organischen Lösungsmittelträgers enthält und zusätzlich 2– 150 Gew.-%,
basierend auf dem Gewicht des Bindemittels, eines Pigments enthält. Das
Bindemittel besteht aus 20–70
Gew.-% eines acrylischen Polymers mit reaktiven Hydroxyl-, Carboxyl-,
Amidgruppen oder einem jeglichen Gemisch solcher Gruppen, 0–40 Gew.-%
eines Hydroxy-terminierten Polyesterurethan-Harzes und 25–40 Gew.-%
eines alkylierten Melamin-Formaldehyd-vernetzenden Harzes. Zusätzlich enthält die Zusammensetzung
4–20 Gew.-%,
basierend auf dem Gewicht des Bindemittels, eines Viskositätssteuermittels
eines alkohollöslichen
Celluloseacetatbutyrats mit einem Butyryl (sic)-Gehalt von 40–50 Gew.-%,
einem Hydroxylgehalt von 4–5
Gew.-% und einer Viskosität
von 0,2–0,4
Sekunden.
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Die
US-PS
5,034,444 (Yun et al., 23. Juli 1991) beschreibt ein Viskositätsadditiv
für nicht-wässrige Beschichtungszusammensetzungen.
Das Additiv kann das Umsetzungsprodukt einer alkoxylierten aliphatischen stickstoffhaltigen
Verbindung, eines aliphatischen Diamins oder Gemischen davon und
eines organischen Polycarbonsäureanhydrids
oder einer organischen Polycarbonsäure, eines Alkandiolpolyepoxidethers
oder Gemischen davon sein. Das Additiv stellt hervorragende Lackläufer-Verhinderungs- und
Lagerstabilitätseigenschaften,
insbesondere für
Beschichtungszusammensetzungen mit hohem Feststoffgehalt bereit,
ohne eine signifikante Zunahme der Viskosität zu verursachen. Auch sind
Beschichtungszusammensetzungen mit dem Additiv beschrieben.
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Die
US-PS
5,086,104 (Wada et al., 4. Februar 1992) beschreibt Polyesterharz-Zusammensetzungen, die
ein kristallines thermoplastisches Polyesterharz (wie Polybutylenterephthalat),
ein Polyesterelastomer (wie ein Copolymer mit sich wiederholenden
harten und weichen Segmenten) und 0,005 bis 10 Gewichtsteile, basierend
auf 100 Teilen der kristallinen und elastomeren Harze, einer Amidverbindung
der Formel
enthalten, worin R eine organische
Gruppe wie ein aromatischer Ring ist, X eine C
2-
bis C
10-Alkylengruppe wie Ethylen- und Propylengruppe
ist, Y eine -COOH-, -OH-, -SH- oder -NH
2-Gruppe
ist und n den Wert 2 bis einschließlich 4 aufweist.
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Die
US-PS
5,321,098 (Lal, 14. Juni 1994) betrifft ein Zusammensetzungsgemisch,
umfassend (i) mindestens eine Estersäure, ein Estersalz oder Gemische
davon und (ii) mindestens eine Amidsäure, ein Amidsäuresalz
oder Gemische davon, und Polymergewebe, die damit behandelt sind.
Die behandelten Polymergewebe weisen Dochtef fekt-Benetzungseigenschaften
auf. Die behandelten Polymergewebe behalten diese Eigenschaften,
wenn sie wiederholt wässrigen
Flüssigkeiten
ausgesetzt werden.
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Die
US-PS
5,369,184 (Burgoyne, Jr. et al., 29. November 1994) betrifft
Harze, die Polymere umfassen, die viele Acetalgruppen enthalten,
die entwickelt wurden, die für
ein Vernetzen und eine Adhäsionsbeschleunigung
in Beschichtungs- und Haftanwendungen verwendbar sind. Die Polymere,
aus denen diese Harze bestehen, werden durch die Zugabe von Aminoacetalen
zu Anhydrid-Funktionalitäts-enthaltenden
Polymeren hergestellt. Die Polymere werden durch Titration mit Ammoniak
oder einem primären
oder sekundären
Amin modifiziert, was das Polymer in wässrigen Systemen löslich macht.
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Die EP-A-0 628 612 beschreibt ein
Verfahren zum Dispergieren eines Pigments in einem wässrigen System
durch Ausbilden eines Gemisches, umfassend (A) das Umsetzungsprodukt
einer Hydrocarbyl-substituierten Bernsteinsäureverbindung und eines Alkanolamins
der Formeln R1R2R3N (worin R1 eine
Hydroxyhydrocarbylgruppe ist und R2 und
R3 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoffatome,
Hydroxyhydrocarbyl- oder Hydrocarbylgruppen sind), (B) das Pigment
und (C) Wasser in einer Menge, die ausreicht, das sich ergebende
Produkt zu dispergieren.
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Die
US-PS
5,374,682 (Gouda et al., 20. Dezember 1994) betrifft eine
hitzehärtbare
Beschichtungszusammensetzung, die (a) ein Acrylharz mit Hydroxylgruppen
und Epoxidgruppen in einem Molekül
davon, (b) ein Harz, das aus einem Monomer mit einer ungesättigten
Gruppe und einer Säureanhydridgruppe
hergestellt wird, wobei die Säureanhydridgruppe
halb verestert, halb thioverestert und/oder halb amidiert ist, (c)
mindestens ein Hydroxylgruppen-enthaltendes Harz, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus einem Acrylharz mit Hydroxylgruppen und
Carboxylgruppen, einem fluorhaltigen Copolymerharz und einem Polyesterharz,
und (d) ein Melaminharz enthält.
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Die
US-PS
5,412,023 (Hille et al., 2. Mai 1995) betrifft wässrige Dispersionen
von vernetzten Polymermikropartikeln, die in einem wässrigen
Medium aus einem Polymer, gegebenenfalls in einem organischen Lösungsmittel
gelöst,
wobei das Polymer mindestens zwei Hydroxylgruppen trägt und eine
Reihe von ionischen Gruppen umfasst, die zur Bildung einer stabilen
wässrigen
Dispersion ausreichen, als der Komponente (A) und einer weiteren
Komponente (B) bei erhöhter
Temperatur hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass Komponente
(A) ein Polyesterpolyol, ein Polyurethan oder ein Polyacrylat mit
einer Säurezahl
von 5 bis 168 ist und dass Komponente (B) ein Aminoplastharz ist,
bestehend aus Molekülen,
die mindestens zwei reaktive Gruppen enthalten, bestehend aus Hydroxyl-
und/oder Amino- und/oder Ethergruppen, dass das Gewichtsverhältnis der
Komponente (A) zur Komponente (B) 30 : 70 bis 95 : 5 beträgt und dass
die Dispersion in Wasser und/oder einem organischen Lösungsmittel
oder Gemischen davon stabil und verwendbar ist. Die Referenz betrifft
ferner ein Verfahren zum Herstellen dieser Dispersionen, die Verwendung
davon und Beschichtungszusammensetzungen, die die Dispersionen enthalten.
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Die
US-PS
5,536,871 (Santhanam, 16. Juli 1996) betrifft ein flüssiges fließfähiges Viskositätsadditiv, das
insbesondere zum Verdicken von flüssigen organischen Zusammensetzungen
verwendbar ist und das das Umsetzungsprodukt einer definierten polyalkoxylierten
stickstoffhaltigen Verbindung, einer Polycarbonsäure und eines flüssigen Diamins
umfasst. Das Additiv, das in einer fließfähigen pumpfähigen Form bei einer bis zu 100%igen
viskositätsaktiven
Zusammensetzung vorhanden ist, zeigt hervorragende Verdiclcungswirksamkeit für Systeme,
einschließlich
Farben, Epoxiden, Polyestern, Anstrichen, Fetten und anderen Systemen,
einschließlich
einer einfachen Dispergierfähigkeit,
ohne nachteilig den Glanz zu beeinflussen. Das Additiv wirkt sowohl
durch einen assoziativen als auch einen Reaktionsmechanismus,. um
Viskositätseigenschaften
an solche Systeme bereitzustellen, und ist in ähnlicher Weise für wässrige Systeme
verwendbar.
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Erfindungsgemäß wird eine Beschichtungszusammensetzung
bereitgestellt, umfassend
- (A) ein filmbildendes
Harz, wobei das filmbildende Harz (A) Polyester-Melamin, Polyester-Harnstoff/Formaldehyd,
Alkyd-Melamin, Alkyd-Harnstoff/Formaldehyd, Acryl-Melamin, Acryl-Harnstoff/Formaldehyd,
Epoxidharze, Epoxidester-Melamin, Polyurethanharze, Acrylharze,
Fettharze, ungesättigte
Polyester, Polyvinylacetate, Polyvinylchloride oder Vinylacryle
umfasst, und
- (B) ein Viskositätssteuermittel,
wobei das Viskositätssteuermittel
(B) das Reaktionsprodukt von
- (i) mindestens einem Carbonsäure-Acylierungsrnittel
und
- (ii) mindestens einer stickstoffhaltigen Verbindung umfasst,
die aus einem Hydroxyamin oder einem Hydroxyimin besteht, mit der
Maßgabe,
dass das Hydroxyamin und das Hydroxyimin keine alkoxylierten Hydroxyamine
und alkoxylierten Hydroxyimine sind, und
- (C) ein Pigment, wobei das Pigment (C) Bariummetaborat, Calciumsilikat,
Calciumborsilikat, Calciumphosphosilikat, Calciummolybdat, Calciumstrontiumphosphosilikat,
Titandioxid, Ruß,
Phthalocyanin-Blau, Zinkoxid, Zinkmolybdat, Zinkphosphat oder Zinkhydroxyphosphit
umfasst.
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Verschiedene bevorzugte erfindungsgemäße Merkmale
und Ausführungsformen
werden nachstehend durch nicht-begrenzende Veranschaulichung beschrieben.
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Der Begriff "Hydrocarbyl" umfasst Kohlenwasserstoffgruppen als
auch im Wesentlichen Kohlenwasserstoffgruppen. Im Wesentlichen Kohlenwasserstoffgruppen
beschreibt Gruppen, die Nicht-Kohlenwasserstoffsubstituenten enthalten,
die den vorwiegenden Kohlenwasserstoffcharakter der Gruppe nicht
verändern.
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Beispiele für Hydrocarbylgruppen umfassen
die nachstehenden:
- (1) Kohlenwasserstoffsubstituenten,
d. h. aliphatische (z. B. Alkyl- oder Alkenyl-), alicyclische (z.
B. Cycloalkyl-, Cycloalkenyl-) Substituenten, aromatisch-substituierte
aliphatische Substituenten oder aromatisch-substituierte alicyclische
Substituenten oder aliphatisch- und alicyclisch-substituierte aromatische Substituenten
als auch cyclische Substituenten, wobei der Ring durch einen anderen
Teil des Moleküls
vervollständigt
wird (d. h., z. B. jegliche zwei angegebene Substituenten können zusammen
einen alicyclischen Rest bilden),
- (2) substituierte Kohlenwasserstoffsubstituenten, d. h. diejenigen
Substituenten, die Nicht-Kohlenwasserstoffgruppen enthalten, die
im Zusammenhang mit der Erfindung den vorwiegenden Kohlenwasserstoffsubstituenten
nicht verändern.
Der Fachmann wird solche Gruppen kennen (z. B. Halogen- (insbesondere Chlor-
und Fluor-), Hydroxy-, Alkoxy-, Mercapto-, Alkylthio-, Nitro-, Nitroso-
und Sulfoxygruppen),
- (3) Heterosubstituenten, d. h. Substituenten, die, während sie
im Zusammenhang mit der Erfindung einen vorwiegenden Kohlenwasserstoffcharakter
aufweisen, von Kohlenstoff verschiedene Atome in einem Ring oder
einer Kette enthalten, der/die ansonsten aus Kohlenstoffatomen aufgebaut
ist. Geeignete Heteroatome werden dem Fachmann ersichtlich sein
und umfassen z. B. Schwefel-, Sauerstoff-, Stickstoffatome und Substituenten
wie z. B. Pyridyl-, Furyl-, Thienyl- und Imidazolylgruppen. Im Allgemeinen
werden nicht mehr als zwei, vorzugsweise nicht mehr als ein Nicht-Kohlenwasserstoffsubstituent
für jeweils
10 Kohlenstoffatome in der Hydrocarbylgruppe vorhanden sein. Typischerweise
wird kein solcher Nicht-Kohlenwasserstoffsubstituent in der Hydrocarbylgruppe
vorhanden sein. In einer Ausführungsform
ist die Hydrocarbylgruppe ein reiner Kohlenwasserstoff.
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(A) Das filmbildende Harz
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Für
die erfindungsgemäßen Zwecke
sind die filmbildenden Harze (A) vorzugsweise Zusammensetzungen
mit einem hohen Feststoffgehalt, die einen nicht-flüchtigen
Feststoffgehalt von 60 bis 100, vorzugsweise 65 bis 100 und am meisten
bevorzugt 75 bis 100 Gew.-% und entsprechend 0 bis 40, vorzugsweise
0 bis 35 und am meisten bevorzugt 0 bis 25 Gew.-% organische Lösungsmittel
aufweisen. Typische organische Lösungsmittel
umfassen Butanol, Xylol, Glykolether und Ester davon, verschiedene
kurzkettige Alkohole, Ketone und aromatische, aliphatische und chlorierte
Kohlenwasserstoffe, wie es auf diesem Gebiet bekannt ist. Natürlich ist,
wo der Feststoffgehalt 100 Gew.-% beträgt, ein lösungsmittelfreies System vorhanden,
wobei kein Gewichtsverlust auftritt, wenn die Beschichtung aushärtet.
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Wie vorstehend erwähnt, wird
erfindungsgemäß ein Viskositätsadditiv
für verschiedene
Beschichtungszusammensetzungen bereitgestellt. Herkömmliche
Beschichtungen als auch Systeme mit hohem Feststoffgehalt enthalten
typischerweise 15 bis 45 Gew.-% nicht-flüchtiger Harze wie diejenigen,
die auf Polyester-Melamin, Polyester-Harnstoff/Formaldehyd, Alkyd-Melamin,
Alkyd-Harnstoff/Formaldehyd, Acryl-Melamin, Acryl-Harnstoff/Formaldehyd,
Epoxidharzen, Epoxidester-Melamin, Polyurethanharzen, Acrylharzen,
Fettharzen, ungesättigten
Polyestern, Polyvinylacetaten, Polyvinylchloriden oder Vinylacryl
basieren. Die bevorzugten Harze umfassen Polyester-Melamin, Polyester-Harnstoff/Formaldehyd,
Alkyd-Melamin, Acryl-Melamin oder Polyurethane. Die am meisten bevorzugten
filmbildenden Harze umfassen Polyester-Melamin oder Polyurethane.
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(B) Das Viskositätssteuermittel
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Das erfindungsgemäße Viskositätssteuermittel umfasst das
Reaktionsprodukt von
- (i) mindestens einem Carbonsäure-Acylierungsmittel
und
- (ii) mindestens einer stickstoffhaltigen Verbindung, die aus
einem Hydroxyamin oder einem Hydroxyimin besteht.
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Die Carbonsäure-Acylierungsmittel (i) umfassen
günstigerweise
Monocarbonsäure-Acylierungsmittel, Polycarbonsäure-Acylierungsmittel
als auch Dimersäuren,
Trimersäuren
oder Gemische davon. Die Monocarbonsäure-Acylierungsmittel können die
Formel R7COOH aufweisen, worin R7 eine Hydrocarbylgruppe mit 7 bis zu 23
Kohlenstoffatomen ist. Vorzugsweise ist die Hydrocarbylgruppe eine
aliphatische Gruppe, umfassend eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe,
und enthält
7 bis zu 23 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 13 bis zu 19 Kohlenstoffatome.
Geeignete Monocarbonsäuren
umfassen die isomerischen Säuren
von Octansäure,
Nonansäure,
Decansäure,
Undecansäure
und Dodecansäure.
Auch verwendbar sind Myristinsäure,
Palmitinsäure,
Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure und
Linolensäure.
Gemischte Säuren,
wie sie durch Hydrolyse von Tierfetten und Pflanzenölen abgeleitet
sind, können
auch verwendet werden.
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Das Polycarbonsäure-Acylierungsmittel umfasst
geeigneterweise Dicarbonsäure-Acylierungsmittel oder
Dicarbonsäureanhydrid-Acylierungsmittel,
z. B. der Formeln I bzw. II
oder Gemische davon. In den
vorstehenden Formeln ist R
1 ein auf einer
Hydrocarbylgruppe basierender Substituent mit 5 bis zu 100 Kohlenstoffatomen,
vorzugsweise 18 bis zu 36 Kohlenstoffatomen.
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Die Polycarbonsäure-Acylierungsmittel können auch
Dimersäure-Acylierungsmittel,
Trimersäure-Acylierungsmittel
und Gemische davon umfassen.
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Die Dimer-Acylierungsmittel sind
im Allgemeinen die Produkte, die sich aus der Dimerisierung von
ungesättigten
Fettsäuren
ergeben. Im Allgemeinen weisen die Dimer- Acylierungsmittel durchschnittlich 18,
vorzugsweise 28 bis 44, vorzugsweise bis 40 Kohlenstoffatome auf.
In einer Ausführungsform
weisen die Dimer-Acylierungsmittel vorzugsweise 36 Kohlenstoffatome
auf. Die Dimer-Acylierungsmittel werden vorzugsweise aus Fettsäuren hergestellt.
Fettsäuren
enthalten im Allgemeinen 8, vorzugsweise etwa 10, mehr bevorzugt
12 bis 30, bevorzugt bis 24 Kohlenstoffatome. Beispiele für Fettsäuren umfassen Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure, Tallölsäure und
Harzsäuren,
vorzugsweise Ölsäure, z.
B. die vorstehend beschriebenen Fettsäuren. Die Dimer-Acylierungsmittel
sind in den US-PSen 2,472,760, 2,482,761, 2,731,481, 2,793,219,
2,964,545, 2,978,463, 3,157,681 und 3,256,304 beschrieben.
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Beispiele für Dimer-Acylierungsmittel umfassen
Empol® 1043
und 1045 Dimersäure,
die jeweils von Emery Industries, Inc., erhältlich sind, und Hystrene®-Dimersäuren 3675,
3680, 3687 und 3695, die von Humko Chemical erhältlich sind.
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Trimersäure-Acylierungsmittel können durch
Umsetzen eines Dimersäure-Acylierungsmittels
mit einer ungesättigten
Fettsäure
hergestellt werden.
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Die Polycarbonsäure-Acylierungsmittel sind
dem Fachmann gut bekannt; vgl. die nachstehenden US-PSen: 3,219,666,
3,272,746, 3,381,102, 3,254,025, 3,278,550, 3,288,714, 3,271,310,
3,373,111, 3,346,354, 3,272,743, 3,374,174, 3,307,928 und 3,394,179.
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Im Allgemeinen werden die Polycarbonsäure-Acylierungsmittel
dadurch hergestellt, dass ein Olefinpolymer oder ein chloriertes
Analogon davon mit einer ungesättigten
Carbonsäure
oder einem Derivat davon wie Acrylsäure, Furnarsäure oder
Maleinsäureanhydrid
umgesetzt wird. Typischerweise sind die Polycarbonsäure-Acylierungsmittel
Bernsteinsäure-Acylierungsmittel,
die sich von Maleinsäure,
ihren Isomeren, ihrem Anhydrid oder ihren Chlor- und Brom-Derivaten
ableiten.
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Diese Acylierungsmittel weisen mindestens
einen auf einer Hydrocarbylgruppe basierenden Substituenten R1 mit 5 bis 100 Kohlenstoffatomen auf. Im
Allgemeinen weist die Gruppe R1 durchschnittlich
mindestens 8 und oft mindestens 18 Kohlenstoffatome auf. Typischerweise
weist die Gruppe R1 ein Maximum von durchschnittlich
50 und oft 36 Kohlenstoffatomen auf.
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Im Allgemeinen ist der auf einem
Kohlenwasserstoff basierende Substituent R1,
der mindestens 5 Kohlenstoffatome aufweist und in dem erfindungsgemäß verwendeten Polycarbonsäure-Acylierungsmittel
vorhanden ist, frei von acetylenischer Ungesättigtheit. Ethylenische Ungesättigtheit,
wenn vorhanden, wird im Allgemeinen derart sein, dass nicht mehr
als eine ethylenische Bindung für
jeweils 10 Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen in dem Substituenten
vorhanden ist. Die Substituenten können vollständig gesättigt sein oder ethylenische
Ungesättigtheit
enthalten.
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Wie vorstehend beschrieben ist der
auf einer Kohlenwasserstoffgruppe basierende Substituent R1, der in den erfindungsgemäßen Polycarbonsäure-Acylierungsmitteln
vorhanden ist, gewöhnlich
von Olefinpolymeren oder chlorierten Analoga davon abgeleitet. Die
Olefinmonomere, von denen sich die Olefinpolymere ableiten, sind
polymerisierbare Olefine und Monomere, die dadurch gekennzeichnet
sind, dass sie eine oder mehrere ethylenisch ungesättigte Gruppen
aufweisen. Sie können
monoolefinische Monomere wie Ethylen, Propylen, 1-Buten, Isobuten
und 1-Octen oder polyolefinische Monomere sein (gewöhnlich diolefinische
Monomere wie 1,3-Butadien und Isopren). Gewöhnlich sind diese Monomere
endständige
Olefine, d. h. Olefine, die durch das Vorhandensein der Gruppe >C=CH2
gekennzeichnet
sind. Jedoch können
bestimmte innere Olefine als Monomere dienen (diese werden manchmal
als mittlere Olefine bezeichnet). Wenn solche Olefinmonomere verwendet
werden, werden sie normalerweise zusammen mit endständigen Olefinen
verwendet, um Olefinpolymere herzustellen, die Copolymere sind.
Obwohl die Hydrocarbyl-basierenden Substituenten auch aromatische
Gruppen (insbesondere Phenylgruppen und Niederalkyl- und/oder Niederalkoxy-substituierte
Phenylgruppen wie para(Tertiärbutyl)phenylgruppen)
und alicyclische Gruppen, die aus polymerisierbaren cyclischen Olefinen
oder alicyclisch-substituierten polymerisierbaren cyclischen Olefinen
erhältlich
wären,
enthalten können,
sind die Olefinpolymere gewöhnlich
frei von solchen Gruppen. Nichtsdestotrotz sind Olefinpolymere,
die von solchen Copolymeren von sowohl 1,3-Dienen und Styrolen wie
1,3-Butadien und Styrol oder para(Tertiärbutyl)styrol abgeleitet sind,
die Ausnahmen zu dieser allgemeinen Regel.
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Im Allgemeinen sind die Olefinpolymere
Homo- oder Copolymere von endständigen
Hydrocarbylolefinen mit 2 bis 16 Kohlenstoffatomen. Eine typischere
Klasse von Olefinpolymeren ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Homo- und Copolymeren von endständigen Olefinen mit 2 bis 6
Kohlenstoffatomen, insbesondere denjenigen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen.
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Spezifische Beispiele für endständige und
mittlere Olefinmonomere, die verwendet werden können, um die Olefinpolymere
herzustellen, von denen sich die Kohlenwasserstoffbasierenden Substituenten
in dem erfindungsgemäß verwendeten
Acylierungsmittel ableiten, sind Ethylen, Propylen, 1-Buten, 2-Buten,
Isobuten, 1-Penten, 1-Hexen, 1-Hepten; 1-Octen, 1-Nonen, 1-Decen,
2-Penten, Propylentetramer, Diisobutylen, Isobutylentrimer, 1,2-Butadien,
1,3-Butadien, 1,2-Pentadien, 1,3-Pentadien, Isopren, 1,5-Hexadien,
2-Chlor-1,3-butadien, 2-Methyl-1-hepten, 3-Cyclohexyl-1-buten, 3,3-Dimethyl-1-penten,
Styroldivinylbenzol, Vinylacetat, Allylalkohol, 1-Methylvinylacetat,
Acrylnitril, Ethylacrylat, Ethylvinylether und Methylvinylketon.
Von diesen sind reine Hydrocarbylmonomere typischer. und die endständigen Olefinmonomere
sind besonders typisch.
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Oft sind die Olefinpolymere Poly(isobuten)e.
Wie vorstehend angezeigt sind erfindungsgemäß Polyisobutenylsubstituenten
bevorzugt. Diese Polyisobutenylpolymere können durch Polymerisation eines
C4-Raffinitationsstroms mit einem Butengehalt
von 35 bis 75 Gew.-% und einem Isobutengehalt von 25 bis 65 Gew.-% in
Gegenwart eines Lewis-Säure-Katalysators
wie Aluminiumchlorid oder Bortrifluorid erhalten werden. Diese Poly(isobuten)e
enthalten vorherrschend (d. h. mehr als 80%) sich wiederholende
Isobuten-Einheiten der Konfiguration
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Typischerweise ist der Hydrocarbyl-basierende
Substituent R1 in dem erfindungsgemäß verwendeten Polycarbonsäure-Acylierungsmittel
eine Hydrocarbyl-, Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 5, häufig 18
bis 100, manchmal 36 Kohlenstoffatomen. Der Einfachheit halber werden
solche Substituenten hierin durch den Vermerk "hyd" dargestellt.
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Wie vorstehend beschrieben, sind
typische Polycarbonsäure-Acylierungsmittel
substituierte Bernsteinsäuren
oder Derivate davon. In diesem Fall kann das bevorzugte Polycarbonsäure-Acylierungsmittel durch
die Formeln:
dargestellt werden. Solche
Bernsteinsäure-Acylierungsmittel
können
durch die Umsetzung von Maleinsäureanhydrid,
Maleinsäure
oder Fumarsäure
mit dem vorstehend beschriebenen Olefinpolymer, wie in den vorstehend
angegebenen Patenten gezeigt, hergestellt werden. Im Allgemeinen
umfasst die Umsetzung lediglich ein Erhitzen der zwei Reaktanten
bei einer Temperatur von 150°C
bis 200°C.
Gemische dieser polymerischen Olefine als auch Gemische dieser ungesättigten
Mono- und Polycarbonsäuren
können
auch verwendet werden.
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Die Dicarbonsäure-Acylierungsmittel und Dicarbonsäureanhydrid-Acylierungsmittel
können
auch durch die Formeln
dargestellt werden, worin
R
2 ein Wasserstoffatom oder eine aliphatische
Gruppe mit 8 bis 36 Kohlenstoffatomen ist.
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Ein bevorzugtes Gemisch von Acylierungsmitteln
umfasst ein Gemisch von Phthalsäure
und Maleinsäureanhydrid
z. B. in einem Molverhältnis
von 1 mol Phthalsäure
pro 3 mol Maleinsäureanhydrid.
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Die stickstoffhaltige Verbindung
(ii) besteht aus einem Hydroxyamin oder einem Hydroxyimin.
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Die Hydroxyamine, die mit den Carbonsäure-Acylierungsmitteln
(i) umgesetzt werden, können
durch die Formel
dargestellt werden, worin
R
4 eine bivalente Hydrocarbylgruppe mit
2 bis 18 Kohlenstoffatomen ist und jede R
5-Gruppe
unabhängig
ein Wasserstoffatom, eine aliphatische Gruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen
oder eine Hydroxyalkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen ist,
mit der Maßgabe,
dass die Hydroxyamine keine alkoxylierten Hydroxyamine sind. Wenn
R
5 eine aliphatische Gruppe ist, enthält die aliphatische Gruppe
vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatome und am meisten bevorzugt 1
bis 4 Kohlenstoffatome. Wenn R
5 eine Hydroxyalkylgruppe
ist, enthält
die Alkylgruppe vorzugsweise 1 bis 3 Kohlenstoffatome und am meisten
bevorzugt 1 bis 2 Kohlenstoffatome.
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Vorzugsweise ist die R
4-Gruppe
eine 1,2- oder 1,3-Alkylengruppe. Das heißt, meistens gibt es nur 2 oder
3 Kohlenstoffatome zwischen dem Stickstoffatom und der Hydroxylgruppe.
Die bevorzugten R
4-Gruppen sind Ethylen,
1,2-Propylen, 1,2-Butylen, 1,3-Butylen,
1,2-Pentylen, 1,2-Hexylen, 1,2-Heptylen, 1,2-Octylen, 1,2-Nonylen,
1,2-Decylen, 1,2-Dodecylen, 1,2-Hexadecylen oder 1,2-Octadecylen.
Vorzugsweise ist die R
4-Gruppe eine 1,2-Alkylengruppe und am
meisten bevorzugt ist R
4 eine Ethylengruppe.
Ferner bildet die 1,2-Alkylengruppe vorzugsweise ein Hydroxyamin
mit einer primären
OH-Gruppe eher als mit einer sekundären OH-Gruppe. Das heißt, wenn
R
4 eine 1,2-Propylengruppe ist, ist die
Substitution derart, dass das Hydroxyamin die Struktur
aufweist.
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Aus der vorstehenden Beschreibung
umfassen die Hydroxyamine, die auch als Alkanolamine bekannt sind,
primäre,
sekundäre
oder tertiäre
Alkanolamine oder Gemische davon. Wenn beide R5-Gruppen
Wasserstoffatome sind, ist das Hydroxyamin ein primäres Alkanolamin
der Formel H2NR4-OH .
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Vorzugsweise ist das primäre Alkanolamin
Monoethanolamin.
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Wenn eine R
5-Gruppe
ein Wasserstoffatom und die andere R
5-Gruppe
entweder eine aliphatische Gruppe oder eine Hydroxyallcylgruppe
ist, ist das Hydroxyamin ein sekundäres Alkanolamin der Formel
worin die R
5-Gruppe
kein Wasserstoffatom ist. Wenn die eine R
5-Gruppe
eine aliphatische Gruppe ist, ist die aliphatische Gruppe vorzugsweise
eine Alkylgruppe, umfassend Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Pentyl-
oder Hexylgruppe. Vorzugsweise sind die R
5-Alkylgruppen
Methyl- und Ethylgruppen, um das bevorzugte N-Methyl-N-ethanolamin
und N-Ethyl-N-ethanolamin zu ergeben. Wenn die eine R
5-Gruppe
eine Hydroxyalkylgruppe ist, enthält die Alkylgruppe vorzugsweise
1 bis 6 Kohlenstoffatome. Am meisten bevorzugt ist diese Hydroxyalkylgruppe
eine Hydroxymethyl- oder Hydroxyethylgruppe, um das bevorzugte N-Methanol-N-ethanolamin und
Diethanolamin zu ergeben.
-
Wenn beide R
5-Gruppen
entweder unabhängig
voneinander eine aliphatische Gruppe oder eine Hydroxyalkylgruppe
sind, ist das Hydroxyamin ein tertiäres Alkanolamin der Formel
worin die R
5-Gruppen
keine Wasserstoffatome sind. Wenn beide R
5-Gruppen
aliphatische Gruppen sind, sind die aliphatischen Gruppen vorzugsweise
Alkylgruppen, umfassend Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Pentyl-
oder Hexylgruppen. Bevorzugte R
5-Alkylgruppen sind
Methyl- und Ethylgruppen, um das bevorzugte N,N-Dimethylaminoethanol,
N-Methyl-N-ethylaminoethanol und N,N-Diethylaminoethanol zu ergeben.
Wenn beide R
5-Gruppen Hydroxyalkylgruppen
sind, enthält
die Alkylgruppe vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatome. Am meisten
bevorzugt sind diese Hydroxyalkylgruppen Hydroxymethyl- oder Hydroxyethylgruppen,
um das bevorzugte N,N-Dimethanolethanolamin, N-Methanol-N-ethanolethanolamin
und Triethanolamin zu ergeben. Wenn eine R
5-Gruppe
eine aliphatische und die andere R
5-Gruppe
eine Hydroxyalkylgruppe ist, sind die Parameter dieser R
5-Gruppen wie vorstehend definiert. Bevorzugte
gemischte R
5-Hydroxyamine sind N-Methyl-N-methanolethanolamin,
N-Methyl-N-ethanolethanolamin, N-Ethyl-N-methanolethanolamin, N-Ethyl-N-methanolethanolamin
und N-Ethyl-N-ethanolethanolamin.
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Vorzugsweise ist das Hydroxyamin
Diethanolamin oder Triethanolamin.
-
Das erfindungsgemäß verwendbare Hydroxyimin ist
vorzugsweise ein Hydroxyamin der Struktur
worin R
6 eine
aliphatische Gruppe mit 5 bis 35 Kohlenstoffatomen ist, mit der
Maßgabe,
dass die Hydroxyimine keine alkoxylierten Hydroxyimine sind. Hydroxyimine
der Struktur III werden dadurch hergestellt, dass molare Mengen
einer Fettsäure
mit Tris(hydroxymethyl)aminoethan (THAM) umgesetzt werden. Die R
6-Gruppe ist ein Rest einer Fettsäure: Eine
beispielhafte, jedoch nicht erschöpfende Liste der Fettsäuren, die
mit THAM umgesetzt werden können,
um (III) zu bilden, das ein Oxazolin ist, sind die Monocarbonsäuren der
Capronsäure, Heptansäure, Caprylsäure, Nonansäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure und
Linolensäure.
Ein bevorzugtes Oxazolin, das als Struktur (III) verwendbar ist,
ist von Angus Chemical Company, Northbrook, Illinois, als Alkaterge
T erhältlich,
das dadurch hergestellt wird, dass 1 mol THAM mit 1 mol einer Tallölfettsäure umgesetzt
wird, um ein Produkt mit einem 60%igen Oxazolingehalt der Struktur
zu ergeben.
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Um ein Viskositätssteuermittel (B) unter Verwendung
des Oxazolins als (ii) zu bilden, wird das Oxazolin mit einem Gemisch
aus Maleinsäureanhydrid
und Phthalsäure
als (i) umgesetzt. Das Molverhältnis
von Oxazolin : Maleinsäureanhydrid
: Phthalsäure
beträgt
2 : 3 : 1.
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Beim Bilden des Viskositätssteuermittels
(B) werden das Carbonsäure-Acylierungsmittel
(i) und das Hydroxyamin (ii) zusammen bei Temperaturen von Raumtemperatur
bis zu der Zersetzungstemperatur eines jeglichen Reaktanten oder
Produkts umgesetzt. Das molare Verhältnis von (i) : (ii) beträgt 0,5 bis
6 : 3, vorzugsweise 1,5 bis 4,5 : 3 und am meisten bevorzugt 1 :
1. Wenn das molare Verhältnis
1 : 1 beträgt,
ist das so gebildete Viskositätssteuermittel
(B) ein polymerisches Produkt mit Ester-, Amid- und Salz-Funktionalitäten.
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Da das Viskositätssteuermittel (B) das Umsetzungsprodukt
eines Carbonsäure-Acylierungsmittels
(i) mit einem Hydroxyamin oder Hydroxyimin (ii) ist, wird der Fachmann
leicht die große
Vielzahl von möglichen Viskositätssteuermitteln
erkennen, die aus diesen Reaktanten gebildet werden können. Das
Hydroxyamin setzt sich mit dem Carbonsäure-Acylierungsmittel entweder
als ein Amin oder ein Alkohol um. Zum Beispiel kann das Hydroxyamin
primäre,
sekundäre
oder tertiäre
Stickstoffatome enthalten. Es gibt drei grundlegende Typen von Reaktionen,
die ein Carbonsäure-Acylierungsmittel
wie ein Bernsteinsäure-Acylierungsmittel
der vorstehenden Formeln I und II mit einem Amin durchmachen kann.
Die erste Reaktion ist eine einfache Salzbildung. In dieser Reaktion
fungiert das Amin als eine Base und nimmt ein Proton von der Carbonsäure auf. Alle
gewöhnlichen
Amine können
diese Reaktion durchmachen. Eine typische Gleichung für die Bildung
eines Salzes aus einem Hydroxyamin und einem Bernsteinsäure-Acylierungsmittel
ist wie folgt:
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Eine zweite typische Reaktion, die
ein Hydroxyamin als ein Amin mit einem Bernsteinsäure-Acylierungsmittel
durchmachen kann, ist die Bildung eines Amids. In dieser Reaktion
kondensiert das Hydroxyamin mit einer einzigen Carboxylgruppe, wobei
ein Molekül
Wasser eliminiert wird. Nur primäre
und sekundäre
Hydroxyamine können
die Amidbildung durchmachen. Eine typische Gleichung der Bildung
eines Amids aus einem Hydroxyamin und einer substituierten Bernsteinsäure ist
wie folgt:
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-
Eine typische Gleichung der Bildung
eines Amids aus einem Hydroxyamin und einem substituierten Bernsteinsäureanhydrid
ist
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Die dritte Reaktion von Hydroxyaminen
als einem Amin mit Bernsteinsäure-Acylierungsrnitteln
ist die Imidbildung. In dieser Reaktion kondensiert ein Amin mit
zwei Carboxylgruppen unter der Eliminierung von zwei Molekülen Wasser.
Nur primäre
Hydroxyamine können
die Imidbildung durchmachen. Imide können entweder aus der Bernsteinsäure oder
dem Anhydrid hergestellt werden. Jedoch wird, wenn das Anhydrid
verwendet wird, nur ein Molekül
Wasser eliminiert. Eine typische Reaktion der Bildung eines Imids
aus einem Amin und einem substituierten Bernsteinsäureanhydrid
ist:
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Eine typische Gleichung der Bildung
eines Imids aus einem Amin und einer substituierten Bernsteinsäure ist
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Salze bilden sich unter relativ milden
Bedingungen, während
die Bildung von Amiden und Imiden im Allgemeinen höhere Temperaturen
und längere
Reaktionszeiten benötigt.
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Die vorstehenden Reaktionen betreffen
den Mechanismus, wie sich Hydroxyamine mit Bernsteinsäure-Acylierungsmitteln
umsetzen, wenn das Hydroxyamin als ein Amin fungiert. Das Hydroxyamin
kann auch als ein Alkohol fungieren. Die grundlegende Reaktion zwischen
einem Hydroxyamin als einem Alkohol und einem Bernsteinsäure- Acylierungsmittel
ist die Esterbildung. Eine typische Gleichung für die Esterbildung aus einem
Alkohol und einer substituierten Bernsteinsäure ist
-
-
Eine typische Gleichung für die Bildung
eines Esters aus einem Alkohol und einem substituierten Bernsteinsäureanhydrid
ist
-
-
Die nachstehenden Beispiele veranschaulichen
die Herstellung des erfindungsgemäßen Viskositätssteuermittels
(B). Wenn nicht anders angegeben, basieren alle Teile und Prozente
auf dem Gewicht.
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Beispiel B-1
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Ein mit einem Thermometer und einem
Rührer
ausgestattetes Reaktionsgefäß wird mit
133 Teilen (0,5 mol) Tetrapropylen-substituiertem Bernsteinsäureanhydrid
und 80,5 Teilen (0,5 mol) des tertiären Alkanolamins n-Butyldiethanolamin
beschickt. Die Reaktion ist exotherm bis 80°C. Das Reaktionsgemisch wird
auf 110°C
erhitzt und 0,5 Stunden gerührt.
Die Bestandteile werden unter Verwendung einer Diatomeenerde-Filtrierhilfe filtriert,
um das gewünschte
Produkt zu ergeben.
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Beispiel B-2
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Ein Reaktionsgefäß wird mit 166 Teilen (0,5
mol) eines isomerisierten C16-alpha-Olefin-substituierten Bernsteinsäureanhydrids
und 74,5 Teilen (0,5 mol) des tertiären Alkanolamins Triethanolamin
beschickt. Das Gemisch wird bei 110°C 0,5 Stunden gerührt und
die Bestandteile werden unter Verwendung einer Filtrierhilfe filtriert,
um das gewünschte
Produkt zu ergeben.
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Beispiel B-3
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In ein Reaktionsgefäß werden
47 Teile (0,11 mol) eines C18-24-substituierten
Bernsteinsäureanhydrids und
16 Teile (0,207 mol) des tertiären
Alkanolamins Triethanolamin gegeben. Nach einer anfänglichen
Exotherme wird das Gemisch langsam auf 150°C unter Stickstoffeinblasen
bei 7 1 (0,25 Kubikfuß)
pro Stunde erhitzt. Der Inhalt wird 2 Stunden gerührt. Die
Flüssigkeit
ist das Produkt mit einer Gesamtsäurezahl (TAN) von 20,8 und
einer Gesamtbasenzahl (TBN) von 91,6.
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Beispiel B-4
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Das Verfahren von Beispiel B-3 wird
im Wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, dass 127,4 Teile (0,29
mol) des substituierten Bernsteinsäureanhydrids von Beispiel B-3
zusammen mit 30,4 Teilen (0,29 mol) des sekundären Alkanolamins Diethanolamin
verwendet werden. Das Produkt weist einen prozentualen Stickstoffgehalt
von 2,57, einen TAN-Wert von 32,6 und einen TBN-Wert von 28 auf.
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Beispiel B-5
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In ein Reaktionsgefäß werden
22,87 Teile (0,036 mol) Alkaterge T und 23 Teile Methylisoamylketon als
ein Lösungsmittel
gegeben. Die Bestandteile werden auf 100°C erhitzt und in einer Portion
wird ein Gemisch aus 5,2 Teilen (0,054 mol) Maleinsäureanhydrid
und 2,94 Teilen (0,177 mol) Phthalsäure zugegeben, gefolgt von
0,05 Teilen Dibutylzinndilaurat als ein Katalysator. Die Temperatur
wird auf 110°C
erhöht
und 4 Stunden gehalten. Das Produkt enthält 42,5% Methylisoamylketon
als ein Verdünnungsmittel.
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Beispiel B-6
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In ein Reaktionsgefäß werden
172 Teile (1,0 mol) Caprinsäure
und 61 Teile (1,0 mol) des primären
Alkanolamins Monoethanolamin gegeben. Der Inhalt wird auf 150°C erhitzt
und 3 Stunden gehalten. Die Flüssigkeit
ist das Produkt.
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Beispiel B-7
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Das Verfahren von Beispiel B-6 wird
im Wesentlichen befolgt, mit der Ausnahme, dass das Acylierungsmittel
(i) 284 Teile (1 mol) Stearinsäure
ist und das Hydroxyamin (ii) 75 Teile (1 mol) Monopropanolamin ist.
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Beispiel B-8
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Das Verfahren von Beispiel B-6 wird
im Wesentlichen befolgt, mit der Ausnahme, dass das Acylierungsmittel
(i) 282 Teile (1 mol) Ölsäure ist
und das Hydroxyamin (ii) 61 Teile (1 mol) Monoethanolamin ist.
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Beispiel B-9
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Das Verfahren von Beispiel B-6 wird
im Wesentlichen befolgt, mit der Ausnahme, dass das Acylierungsmittel
(i) 166 Teile (1 mol) Phthalsäure
ist und das Hydroxyamin (ii) 105 Teile (1 mol) Diethanolamin ist.
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Beispiel B-10
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Das Verfahren von Beispiel B-6 wird
im Wesentlichen befolgt, mit der Ausnahme, dass das Acylierungsmittel
(i) 166 Teile (1 mol) Phthalsäure
ist und das Hydroxyamin (ii) 149 Teile (1 mol) Triethanolamin ist.
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Beispiel B-11
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Ein Reaktionsgefäß wird mit 1000 Teilen (2,27
mol) des substituierten Bernsteinsäureanhydrids von Beispiel B-3,
das auf nicht mehr als 90°C
vorgeheizt wurde, beschickt. Auch werden 1000 Teile eines aromatischen
Lösungsmittels
zugegeben. Der Inhalt wird gerührt
und erhitzt und 239 Teile (2,27 mol) Diethanolamin werden in 30
Minuten zugegeben. Die Temperatur wird bei 146–152°C gehalten, bis die direkte
Säurezahl
unter 20 fällt.
Der Inhalt wird gefiltert, um ein Produkt mit einem 45%igen aromatischen
Lösungsmittelverdünnungsmittel
und einem Stickstoffwert von 1,43% zu ergeben.
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(C) Das Pigment
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Die erfindungsgemäße Zusammensetzung beinhaltet
auch (C) ein Pigment oder Pigmente. Die Pigmente stellen Deckkraft,
Farbe und in manchen Fällen
eine Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit der sich ergebenden
Beschichtung bereit. Ferner besteht eine Wechselwirlung zwischen
den Pigmenten und dem Viskositätssteuermittel
(B). Obwohl man nicht an eine bestimmte Theorie gebunden sein möchte, wird
postuliert, dass diese Wechselwirkung zwischen den Komponenten (8)
und (C) eine Verbesserung der Absackkontrolle der Beschichtungszusammensetzung
bewirkt.
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Die erfindungsgemäß verwendbaren Pigmente umfassen
Bariummetaborat, Calciumsilikat, Calciumborsilikat, Calciumphosphosilikat,
Calciummolybdat, Calciumstrontiumphosphosilikat, Titandioxid, Ruß, Phthalocyanin-Blau,
Zinkoxid, Zinkmolybdat, Zinkphosphat oder Zinkhydroxyphosphit. Ein
besonders bevorzugtes Pigment ist Titandioxid.
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Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, umfassend
die Komponenten (A), (B) und (C), sind als Beschichtungszusammensetzungen
verwendbar.
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In einer Ausführungsform wird erfindungsgemäß eine Beschichtungszusammensetzung
bereitgestellt, umfassend
- (A) ein Polyester-Melamin-filmbildendes
Harz,
- (B) ein Viskositätssteuermittel,
umfassend das Umsetzungsprodukt eines Hydrocarbyl-substituierten
Bernsteinsäureanhydrids,
wobei die Hydrocarbylgruppe 18 bis 24 Kohlenstoffatome enthält, mit
Diethanolamin, und
- (C) ein Titandioxid-Pigment.
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In einer weiteren Ausführungsform
wird erfindungsgemäß eine Beschichtungszusammensetzung
bereitgestellt, umfassend
-
- (A) ein Polyester-Melamin-filmbildendes Harz,
- (B) ein Viskositätssteuermittel,umfassend
das Umsetzungsprodukt eines Gemisches von Phthalsäure und Maleinsäureanhydrid
mit einem Hydroxyamin der Formel
- (C) ein Titandioxid-Pigment.
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Die verschiedenen erfindungsgemäßen Komponenten
können
Lösungsmittel
enthalten und sehr oft enthalten sie Lösungsmittel. Diese Lösungsmittel
sind von dem Typ, der flüchtig
ist, wie Methylisoamylketon, Methylethylketon und aromatische Lösungsmittel.
Diese Lösungsmittel
erleichtern die Herstellung der verschiedenen Komponenten als auch
das Mischen von Komponenten mit anderen Komponenten. Sobald die
Beschichtungszusammensetzung hergestellt ist und auf ein Werkstück aufgetragen
ist, verdampfen die Lösungsmittel
entweder bei Raumtemperatur oder sie verdampfen, wenn die Werkstücke gebrannt
werden. Da die Lösungsmittel
kein integraler Bestandteil der endgültigen Beschichtungszusammensetzung
werden, werden die Lösungsmittel
in den Komponenten als ein "inaktiver" Bestandteil bezeichnet.
Alles andere in den Komponenten wird als "aktive" Bestandteile bezeichnet. Das Cargill
57-Polyesterharz,
das in Tabelle I nachstehend verwendet wird, weist 85% aktive Bestandteile
auf. Dies impliziert, dass inaktive Bestandteile 15% ausmachen.
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Als eine erfindungsgemäße formulierte
Beschichtungszusammensetzung, in dem Fall, dass die Zusammensetzung
die Komponenten (A), (B) und (C) umfasst, werden nachstehend die
Mengen an Komponenten angegeben, die in Gewichtsteilen auf einer
aktiven Basis verwendet werden:
-
-
Es soll verstanden werden, dass andere
Komponenten neben (A), (B) und (C) in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
vorhanden sein können.
Besonders bevorzugte zusätzliche
Komponenten umfassen gleit- und kratzfeste Hilfen wie BYK-300, das
ein Polyether-modifiziertes Dimethylpolysiloxan-Copolymer ist, Vernetzungsmittel
wie Resimene 747 oder Cymel 303, Tenside, die den Fluss und das
Nivellieren be schleunigen, Katalysatoren, die eine Aushärtung beschleunigen,
wie BYK-451 und verschiedene Lösungsmittel
wie n-Butanol, Methylethylketon und Methylisoamylketon.
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Um eine Beschichtungszusammensetzung
herzustellen, werden die erfindungsgemäßen Komponenten zusammengemischt,
um ein homogenes Gemisch herzustellen. Ein Teil des filmbildenden
Harzes (A) wird mit dem Pigment (C) und Lösungsmittel gemischt, was als
die "Anreib"-Phase bekannt ist.
Der Zweck der Anreibphase ist es, ein Pigmentkonzentrat herzustellen
und auch das Pigment in dem Harz zu dispergieren, d. h. einen Kontakt
des Pigments mit dem Harz herzustellen. Nach Abschluss der Anreibphase
wird sodann das Pigmentkonzentrat in ein Gefäß gegeben, das zusätzliches
filmbildendes Harz als auch die Vernetzungsmittel, Tenside und verschiedene
Lösungsmittel
enthält,
was als die "Abnahme"-Phase bekannt ist.
Während
der Abnahmephase wird die vollständige
Beschichtungszusammensetzung hergestellt. Das Viskositätssteuermittel (B)
kann bei der Anreibphase oder bei der Abnahmephase zugesetzt werden.
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Die nachstehenden Tabellen skizzieren
Beispiele in Gewichtsteilen, um dem Fachmann eine vollständige Offenbarung
und Beschreibung bereitzustellen, wie die erfindungsgemäße Zusammensetzung
hergestellt wird, und es ist nicht beabsichtigt, den Umfang desjenigen
zu begrenzen, was die Erfinder als ihre Erfindung betrachten.
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Die Beschichtungszusammensetzungen,
wie sie in den Tabellen I und II hergestellt werden, werden in dem
Baker Sag-Test bewertet, der ein einfacher Lackläufer-Verhinderungstest ist.
In dem Baker Sag bedeutet eine "A"-Bewertung sehr gut
und zeigt keine Lackläufer
an. Eine "D"-Bewertung ist sehr
schlecht und zeigt sehr viele Lackläufer an.
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zu ergeben.
