DE712065C - Process for the production of resins - Google Patents

Process for the production of resins

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DE712065C DEA80387D DEA0080387D DE712065C DE 712065 C DE712065 C DE 712065C DE A80387 D DEA80387 D DE A80387D DE A0080387 D DEA0080387 D DE A0080387D DE 712065 C DE712065 C DE 712065C
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Alkydharzen in Verbindung mit Schellack, die insbesondere für die Bereitung von Lacken geeignet sind.
Es ist bereits bekannt, Alkydharzen Schellack zuzusetzen und solche Mischharze als Preßharze oder als Lackharze zu verwenden. Die Lösungen dieser Harze in den üblichen organischen Lösungsmitteln ergeben aber keine klaren Lacklösungen; Bleche, die damit lackiert sind, zeigen Lackfilme, die bei Biegungen leicht von dem Blech wieder abspringen.
The invention relates to a process for the production of alkyd resins in connection with shellac, which are particularly suitable for the preparation of lacquers.
It is already known to add shellac to alkyd resins and to use such mixed resins as molding resins or as coating resins. However, the solutions of these resins in the usual organic solvents do not result in clear lacquer solutions; Sheets that are coated with it show films of varnish that easily spring off the sheet when bent.

Erfindungsgemäß werden nun neben Schellack auch fette Öle bzw. deren Säuren oder andere einbasische Säuren durch stufenweise Veresterung in das Alkydharzmolekül mit eingebracht lind dadurch Harze erhalten, die wertvolle Lackharzeigenschaften besitzen. Die Lackharze können als lufttrocknende und auch als härtende hergestellt werden. Die an der Luft getrockneten und die gehärteten Lackfilme besitzen eine hohe Öl-, Wasser- und Alterungsbeständigkeit und eine außergewöhnlieh große Zähigkeit und Elastizität.According to the invention are now in addition to shellac also fatty oils or their acids or other monobasic acids through gradual Esterification is introduced into the alkyd resin molecule and resins are obtained as a result have valuable paint resin properties. The lacquer resins can be used as air-drying and also can be manufactured as hardening. The air-dried and the hardened paint films have a high resistance to oil, water and aging and are exceptional great toughness and elasticity.

Die Herstellung der Harze erfolgt in der Weise, daß zunächst Schellack mit einem mehrwertigen Alkohol, wie z. B. Glycerin, umgeestert wird und danach die erhaltene Mischung des hydroxylhaltigen Esters mit einer einbasischen Säure, wie z. B. einer fetten Ölfettsäure oder Abietinsäure, weiterhin zur Reaktion gebracht wird, um freie Hydroxylgruppen teilweise zu binden. Daraufhin wird noch eine zweibasische Säure oder deren Anhydride, beispielsweise Phthalsäureanhydrid, zu der Reaktionsmasse gegeben, um die noch restlich gebliebenen Hydroxylgruppen zu binden.The resins are produced in such a way that first shellac with a polyhydric alcohol, such as B. glycerol, is transesterified and then the obtained Mixture of the hydroxyl-containing ester with a monobasic acid, such as. B. a fat one Oily fatty acid, or abietic acid, continues to react to form free hydroxyl groups partially to tie. Then a dibasic acid or its anhydride is added, for example phthalic anhydride, added to the reaction mass to the still to bind remaining hydroxyl groups.

Die Herstellung kann aber auch so erfolgen, daß der Schellack teilweise, und zwar unter Bindung seiner freien Hydroxylgruppen, mit einer einbasischen Säure, wie z. B. Ölsäure, Abietinsäure oder einer ähnlichen Säure, verestert wird und die noch freien sauren Carboxylgruppen des Schellacks mit einem mehrwertigen Alkohol umgesetzt werden. Die Veresterung bzw. Kondensation wird dann mit Hilfe einer zweibasischen Säure vervollständigt. The production can also take place in such a way, that the shellac partially, with binding of its free hydroxyl groups, with a monobasic acid, such as. B. oleic acid, abietic acid or a similar acid, is esterified and the still free acidic carboxyl groups of the shellac with a polyhydric alcohol are implemented. The esterification or condensation is then with Completed with the help of a dibasic acid.

Weiterhin kann aber auch so verfahren werden, daß die freien Carboxylgruppen des Schellacks mit einem mehrwertigen Alkohol verestert werden und die Reaktion dann durch Zugabe einer mehrbasischen und danach einer einbasischen Säure vervollständigt wird.Furthermore, the procedure can also be such that the free carboxyl groups of the Shellac can be esterified with a polyhydric alcohol and the reaction then goes through Addition of a polybasic and then a monobasic acid is completed.

Bei Anwendung eines fetten Öles an Stelle der Ölsäure und der Umesterung desselben mit einem mehrwertigen Alkohol und weiterer Reaktion des hydroxylhaltigen Esters mit der sauren Carboxylgruppe des Schellacks und schließlicher Veresterung noch vorhandener freier Hydroxylgruppen mit einer zweibasischen Säure oder deren Anhydride erreicht man ebenfalls eine vollständige Vereinigung ίο zwischen allen Reaktionsteilnehmem.When using a fatty oil instead of oleic acid and transesterification of the same with a polyhydric alcohol and further reaction of the hydroxyl-containing ester with the acid carboxyl group of shellac and eventual esterification still present Reached free hydroxyl groups with a dibasic acid or its anhydride there is also a complete union ίο between all respondents.

Die Erfindung wird an den nachstehenden Beispielen erläutert.The invention is illustrated by the examples below.

Beispiel ιExample ι

20,4 Gewichtsteile Schellack werden langsam zu 15,3 Gewichtsteilen auf 18o° erhitztem Glycerin hinzugegeben und die Temperatur im Laufe von 30 bis 40 Minuten auf 200'J gesteigert. Die beendete Umesterung erkennt man an dem Klarbleiben einer entnommenen, auf Raumtemperatur abgekühlten Probe. Es werden dann 45 Gewichtsteile Leinölfettsäure hinzugegeben, die Temperatur auf 220" erhöht und die Mischung 21Z2 Stunden bei dieser Temperatur belassen. Dabei ist zu beachten, daß kein Verlust an Glycerin entsteht. Der Säure wert erniedrigt sich hierbei von 128,5 auf 10,6. Danach läßt man um 500 abkühlen, setzt 19,3 Gewichtsteile Phthalsäureanhydrid hinzu und erhitzt weiter bei 2200, bis eine herausgenommene Probe beim Verreiben mit einem Spachtel auf einer heißen Platte von 2oo° innerhalb 5 bis 10 Sekunden gelartig fest wird.20.4 parts by weight of shellac are slowly added to 15.3 parts by weight to 18o ° heated glycerin and the temperature is raised within 30 to 40 minutes at 200 'J. The completed transesterification can be recognized by the fact that a sample removed and cooled to room temperature remains clear. 45 parts by weight of linseed oil fatty acid are then added, the temperature is increased to 220 "and the mixture is left at this temperature for 2 1 Z 2 hours. Care should be taken to ensure that there is no loss of glycerol. The acid value is reduced from 128.5 to this 10.6. then allowed to cool to 50 0, 19.3 parts by weight of phthalic anhydride is added and further heated at 220 0 until a sample taken out on trituration with a spatula on a hot plate of 2oo ° becomes gel-like fixed within 5 to 10 seconds .

Das erhaltene sirup artige Harz ist von dunkelroter Farbe und hat eine Säurezahl von 2>7- Es ist leicht in Benzol, Toluol, SoI-ventnaphtha, Alkoholbenzolgemisch, Butylalkohol, Dioxan, Aceton, Butylacetat, Monochlorbenzol, Äthylendichlorid, Pyridin und ähnlichen Lösungsmitteln löslich.The syrup-like resin obtained is dark red in color and has an acid number of 2> 7- It is easily soluble in benzene, toluene, sol-ventnaphtha, alcohol benzene mixture, butyl alcohol, dioxane, acetone, butyl acetate, monochlorobenzene, ethylene dichloride, pyridine and similar solvents.

Eine 2 5 0/0ige Harzlösung in Benzol trocknet an der Luft klebefrei im Laufe von 16 Stunden, ohne daß die Anwendung eines Trockenmittels notwendig ist. Das Harz läßt sich in Leinöl und Holzöl unter Anwendung von Hitze auflösen.A 2 5 0/0 resin solution in benzene dries in the air without sticking in the course of 16 hours, without the need to use a desiccant. The resin can be in Dissolve linseed oil and wood oil using heat.

Beispiel 2Example 2

31,6 Gewichtsteile Schellack und 47,5 Ge-31.6 parts by weight of shellac and 47.5 parts

■ wichtsteile Sojabohnenölsäure werden bei 190 bis 2oo° miteinander verestert. Man läßt die Temperatur auf i6o° absinken, gibt 9,1 Gewichtsteile Glycerin hinzu und erhitzt weiter (etwa 31Z2 Stunden) bei 195 bis 230°, bis die Säurezahl auf 8 heruntergegangen ist, darauf werden 11,8 Gewichtsteile Phthalsäureanhydrid hinzugefügt und so lange bei 220° erhitzt, bis die vollständige Vereinigung der Komponenten erreicht ist.■ Most of the soybean oleic acid is esterified with one another at 190 to 2oo °. The temperature is allowed to drop to 160 °, 9.1 parts by weight of glycerol are added and heating is continued (about 3 1 2 hours) at 195 to 230 ° until the acid number has dropped to 8, then 11.8 parts by weight of phthalic anhydride are added and heated at 220 ° until the components are completely combined.

Das so erhaltene sirupartige, dunkelrot gefärbte, hochviscose Harz hat eine Säurezahl von 41 und ist leicht löslich in den üblichen Lacklösungsmitteln, wie sie im Beispiel 1 angegeben sind.The syrupy, dark red colored, highly viscous resin obtained in this way has an acid number of 41 and is easily soluble in the usual paint solvents, as indicated in Example 1 are.

Wird ein Metallstreifen in eine 5 ο 0/0ige Harz-Toluol-Lösung getaucht und danach bei 220° gehärtet, erhält man einen festhaftenden glatten Lackfilm, der auch mit den üblichen Harzlösungsmitteln nicht mehr heruntergelöst werden kann.Will a metal strip in a 5 ο 0 / 0ige Resin-toluene solution immersed and then at Hardened at 220 °, you get a firmly adhering one smooth paint film, which can no longer be removed even with the usual resin solvents can be.

Beispiel 3Example 3

41,5 Gewichtsteile Leinöl und 91,1 Gewichtsteile Glycerin werden unter Zugabe von 0,1 o/o Pottasche als Umesterimgskatalysator 2 Stunden lang bei 250° erhitzt. An Stelle von Pottasche kann auch Magnesiumoxyd, Zinkoxyd o. dgl. verwendet werden. Man läßt die Temperatur auf 225 bis 230° abfallen und fügt dann im Laufe von '2 Stunden 30,4 Gewichtsteile Schellack hinzu, wobei die Säurezahl nicht über 11 ansteigen soll. Danach werden 19 Gewichtsteile Phthalsäureanhydrid hinzugegeben und nach 45 Minuten bei 225 bis 230' weiter erhitzt. Man erhält so eine rotbraun gefärbte, klebrige, gummiartige Harzmasse mit einer Säurezahl von 55. Die Masse löst sich in den üblichen Lacklösungsmitteln, die in Beispiel 1 angegeben sind.41.5 parts by weight of linseed oil and 91.1 parts by weight Glycerine is used as a transesterification catalyst with the addition of 0.1 o / o potash Heated for 2 hours at 250 °. Instead of potash, magnesium oxide, Zinc oxide or the like can be used. The temperature is allowed to drop to 225 to 230 ° and then adds 30.4 parts by weight of shellac in the course of 2 hours, the acid number being should not rise above 11. Then 19 parts by weight of phthalic anhydride are added and after 45 minutes further heated at 225 to 230 '. So you get a red-brown colored, sticky, rubber-like resin compound with an acid number of 55. The compound dissolves in the usual paint solvents, which are given in Example 1.

Ein aus einer 25 (folgen Harz-Benzol-Lösung hergestellter Lackanstrich trocknet in 25 Stunden klebefrei ohne Anwendung besonderer Trockenmittel.One from a 25 (follow resin-benzene solution The lacquer coating produced dries tack-free in 25 hours without any special application Desiccant.

- Beispiel 4- Example 4

31,7 Gewichtsteile Sojabohnenöl und 6,5 Gewichtsteile Glycerin werden unter Zusatz von ο, 10/0 Magnesiumoxyd 2 Stunden lang bei 250- erhitzt. Danach fügt man 18,1 Gewichtsteile Sojabohnenölfettsäure hinzu und läßt die Temperatur auf 225 bis 230° abfallen. Nunmehr werden innerhalb dieser Temperaturgrenze im Verlaufe von 30 Minuten 36,6 Gewichtsteile Schellack hinzugegeben und das Ganze noch 2 Stunden lang bei 225 bis 230' gehalten, wobei die Säurezahl auf 10 heruntergeht. Man läßt auf 1200 abkühlen und gibt 7,1 Gewichtsteile Maleinsäureanhydrid hinzu, no Die Temperatur wird auf 1900 gesteigert und noch einige Zeit dabei gehalten, bis die Vereinigung der Maleinsäure mit den anderen Komponenten erfolgt ist.31.7 parts by weight of soybean oil and 6.5 parts by weight of glycerin are heated for 2 hours at 250 with the addition of ο, 10/0 magnesium oxide. 18.1 parts by weight of soybean oil fatty acid are then added and the temperature is allowed to drop to 225 to 230 °. Now, within this temperature limit, 36.6 parts by weight of shellac are added over the course of 30 minutes and the whole is held at 225 to 230 'for a further 2 hours, the acid number falling to 10. The mixture is allowed to cool to 120 0 and is 7.1 parts by weight of maleic anhydride added, no The temperature is raised to 190 0 and for some time kept going has been made to the union of maleic acid with the other components.

Man erhält ein gummiähnliches, dunkelrot gefärbtes Harz mit einer Säurezahl von 43, das in den üblichen, in Beispiel 1 angegebenen Lösungsmitteln löslich ist.A rubber-like, dark red colored resin with an acid number of 43 is obtained. which is soluble in the usual solvents specified in Example 1.

Eine auf Metall oder Gewebe aufgetragene Lösung des Harzes in Solventnaphtha ergibt iao nach dem Härten einen sehr zähen, harten, hellfarbigen, biegsamen Lackfilm. An StelleA solution of the resin in solvent naphtha applied to metal or fabric results in iao after hardening a very tough, hard, light-colored, flexible paint film. Instead of

von Sojabohnenölfettsäure läßt sich auch Abietinsäure verwenden.of soybean oil fatty acid can also Use abietic acid.

Die Erfindung ist keineswegs auf die in den Beispielen angegebenen mehrwertigen Alkohole, 'ein- und mehrbasischen Säuren und fetten Öle beschränkt; es können auch andere mehrwertige Alkohole, ein- und mehrbasische Säuren und fette Öle verwendet werden.The invention is by no means limited to the polyhydric alcohols given in the examples, 'limited to monobasic and polybasic acids and fatty oils; other polyhydric alcohols, monobasic and polybasic, can also be used Acids and fatty oils are used.

Die erfindungsgemäß hergestellten Harze lassen sich in vorteilhafter Weise als Lackharze in der Elektrotechnik verwenden. Damit überzogene Gewebe weisen gute dielektrische Eigenschaften auf; sie ergaben im Durchschnitt eine dielektrische Festigkeit von etwa 400 000 Volt/cm.The resins prepared according to the invention can advantageously be used as coating resins use in electrical engineering. Fabrics coated with this have good dielectric properties Properties on; they gave an average dielectric strength of about 400,000 volts / cm.

Eine auf Metall aufgebrachte und gehärtete Lackschicht zeigte eine dielektrische Festigkeit von ungefähr 800000 Volt/cm. Die Harze sind daher auch sehr gut als Drahtlackharze zu verwenden. Bei wiederholtem Schlagen auf einen mit dem erfindungsgemäßen Harz versehenen Draht wurde eher der Draht beschädigt als der Lackauftrag. Die Lackharze sind überall da angebracht, wo Lackschichten heftigen Stoßen ausgesetzt werden. Sie lassen sich daher' auch mit Vorteil für die inneren Schutzschichten von Konservendosen verwenden. A layer of lacquer applied to metal and cured showed dielectric strength of about 800,000 volts / cm. The resins are therefore also very good as wire enamel resins to use. With repeated hitting on a provided with the resin according to the invention Wire was more likely to damage the wire than the paint. The lacquer resins are Attached wherever layers of paint are exposed to violent impacts. You let It is therefore advantageous to use them for the inner protective layers of food cans.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von Harzen aus mehrwertigen Alkoholen, mehrbasischen organischen Säuren bzw. deren Anhydriden, einbasischen organischen Säuren und/oder fetten Ölen und Schellack, dadurch gekennzeichnet, daß man Schellack stufenweise mit einem mehrwertigen Alkohol, einer mehrbasischen organischen Säure oder deren Anhydrid, einer einbasischen organischen Säure und/oder einem fetten Öl in beliebiger Reihenfolge in der Hitze in Reaktion bringt und sodann mit den übrigen Komponenten in üblicher Weise zu Ende kondensiert.Process for the production of resins from polyhydric alcohols, polybasic organic acids or their anhydrides, monobasic organic acids and / or fatty oils and shellac, thereby characterized in that shellac is gradually mixed with a polyhydric alcohol, a polybasic organic acid or its anhydride, a monobasic organic acid and / or a fatty oil in any order in the heat brings into reaction and then condenses to the end in the usual way with the other components.
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