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Verfahren zur Herstellung lufthärtender Überzugsmittel und Spachtelmassen
Der Gegenstand vorliegender Erfindung ist ,die Herstellung lufttrocknender Überzugsmittel
und Spachtelmassen aus härtbaren, Formaldehyd enthaltenden Kunstharzen, die nach
dem Auftragen auf beliebige Unterlagen und -Abhin sten des Disp.ersionsmittels weitgehend,
gehärtete Kunstharzfilme liefern, ohne daß ein nachheriger Härte- oder Einbrennprozeß
erforderlich wäre.
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Zur Ausführung der vorliegenden Erfindung werden im A-Zustand befindliche
härtbare Kunstharze in geeigneten Lösemitteln gelöst und durch Anwendung von Wärme
und erhöhtem Druck und durch gleichzeitiges beständiges, kräftiges Umrühren in zum
großen Teil gehärteten kolloidal dispergierten C-Zustand übergeführt. Diese Behandlung
wird im Autoklaven mit kräftig und schnell wirkendem Rührwerk vorgenommen, und si"
bewirkt, daß die durch Härtung zum größten Teil in den unlöslichen C-Zustand übergeführten,
aber durch die umhüllende Flüssigkeit noch mehr oder weniger gequollene Oberfläche
besitzenden Harzteilchen in so feiner Verteilung in ihren früheren Lösemitteln bleiben,
daß sie nicht mehr ausscheiden und die Dispersionen wie Lacklösungen wirken. -Nach-dem
Auftragen auf irgendeine Fläche und nach dem Abdunsten der Dispersionsmittel schließen
sich die einzelnen kolloidalen oder nahezu kolloidalen, gehärteten, aber noch teilweise
in. oberflächlich angequollenem Zustand befindlichen Harzteilchen zusammen, und
bilden ein festes Filmgefüge.
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Es ist bereits bekannt, für die Herstellung von Lacken aus härtbaren
Kunstharzen ;diese im B-Zustand zu verwenden. So sind Verfahren bekannt, um härtbare
Kunstharze in B-Form unter Anwendung von Druck und hohen Temperaturen bis 23o° C
und eines B-Harze lösenden Lösemittels, wie Cyclohexanol, zu .lösen (vgl. britische
Patentschrift 2915 335). Diese Verfahren erfordern teure Speziallösemittel mit hohem
Siedepunkt und sind deshalb als unwirtschaftlich zu betrachten. Da sich die Harze
in den fertigen Anstrichen nur im B-Zustand befinden, ist die Wasser- und Wetterbeständigkeit
geringer als bei Harzen gemäß vorliegendem Verfahren, wo sich die Harzteilchen im
fertigen Anstrich zum größten Teil im End-C-Zustand befinden.
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Es ist auch bekannt, Lösungen von A-Harzen in organischen Lösungsmitteln
durch ]anges Erhitzen in gelatinierte Form Überzuführen, die durch mechanische Mittel,
d. h. Kneten und Bearbeiten in Kolloidmühlen, in weiteren Lacklösemitteln dispergiert
wird (vgl. amerikanische Patentschrift 1756 267).
Auch in
diesem Falle müssen eine große Zahl von - einzelnen Arbeitsprozessen ausgeführt
werden, und es wird nur der B-Zustand der härtbaren Harze erreicht, der geringere
Wasser- und Wetterfestigkeit der Anstrichfilme gegenüber dem vorliegenden Verfahren
aufweist.
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Ebenso hat man auch schon närtbare Kunstharze in stark verdünnten
Lösungen im A-Zustand durch Erhitzen in den B-Zustand übergeführt und direkt als
Anstrichmittel verwendet, wobei jedoch Überhitzungen vermieden werden mußten, damit
die Harzteilchen ihre Löslichkeit nicht einbüßten (vgl. schweizerische Patentschrift
r5o, 26o). Auch mit diesem Verfahren werden nur Harze in B-Form als Lacke gewonnen,
die nicht direkt als lufthärtende Überzugsmittel bezeichnet werden können.
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Man hat auch schon A-Harze unter Hexamethylentetraminzusatz zu B-Harz
erhitzt, darauf in hochsiedenden Lösungsmitteln durch Rühren gelöst und dann, erst
.mit leichtsiedenden Lösungsmitteln zum Lack verdünnt (vgl. französische Patentschrift
690 457). Dieses Verfahren erfordert die Ausführung von drei Arbeitsgängen und liefert
dennoch ein Anstrichmittel, das ohne späteres Erhitzen keine brauchbare Wassert
und Wetterfestigkeit der. Anstriche gewährt. Das vorliegende Verfahren ist dagegen
in einem Arbeitsgang ausführbar; die erhaltenen Erzeugnisse sind .direkt als lufthärtende
Anstrichmittel mit guter Wasser- und Wetterfestigkeit an:wendbar.
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Zusammenfassend können gegenüber den obigen bekannten Methoden und
Verfahren laut vorliegender Erfindung folgende Unterschiede und technischen Vorteile
festgestellt werden i. Die A-Harze werden in ihren Lösemitteln durch Härtung unter
Anwendung von Wärme und Druck über den B-Zustand zum größten Teil bis in den C-Zustand.
übergeführt.
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a. Diese Behandlung wind bei gleichzeitigem kräftigem und schnellem
Umrühren ausgeführt, wodurch in einem Arbeitsgang die Überführung des größten Teils
der Harze in den unlöslichen C-Zustand und die kolloidal dispergierte Verteilung
in den früheren Lösemitteln der Harze erzielt wird.
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3. Durch die Anwesenheit von Wenchmachungsmitteln während des Härtungsprozesses
wird erreicht, daß die kolloiden Harzteilchen im C-Zustand eine durch Einwirkung
der früheren Lösemittel mehr oder weniger gequollene Oberfläche erhalten, die beim
Austrocknen die Bildung zusammenhängender Filme ermöglicht.
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Die gemäß der Erfindung gewonnenen Anstrichmittel sind direkt lufttrocknend
und härtend und benötigen keine weiteren. Zusätze oder weitere Behandlung, um. Wasser-
und wetterbeständige, oberflächlich widerstandsfähige Filme ,zu liefern, wie es
bei den beschriebenen bekannten Verfahren der Fall ist. Ihre Herstellung bedeutet
daher einen technischen Fortschritt, auch wenn ein geringer Rest der Harzbestandteile
im B-Zustand verbleibt. Dieser Rest erhöht die Bindekraft und wird beim Eintrocknen
der C-Harze durch die Überzahl dieser Form gleichfalls widerstandsfähig gegen Wasser
und Lösemittel gemacht.
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Es hat sich gezeigt, daß die Dauer der Behandlung der Kunstharzlösungen
im Autokl.aven und die Höhe von Druck und Temperatur durch Zusatz bekannter Kunstharzhärtemittel
verkürzt bzw. erniedrigt werden können. Als geeignete Stoffe sind z. B. zu nennen:
halogenhaltige organische Säuren, wie Trichloressigsäure, A.nhydride der organischen
Säuren, wie Essigsäureanhydrid, organische Superoxyde wie Benzolsuperoxyd usw. Auch
Chlorkohlenwasserstoffe, die beim Erhitzen unter Druck Halogene oder Halogenwasserstoffe
abspalten, können für diese Zwecke verwendet werden.
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Die Härtung kann auch bei Anwesenheit von färbenden Mitteln, z. B.
alkohol- oder acetonlöslichem Allzarin, Indanthren, Indigo und ähnlichen lichtechten
Farben, ausgeführt werden, wobei man durchsichtig gefärbte Überzugsmittel erhält.
Auch Farbpigmente, z. B. Signalrot, Indanthrenblau usw., können in die fertigen
Kunsth.arzlacke eingerieben werden. Ebenso können auch Mineralfarben zugesetzt werden,
wenn man pastenförmige Spachtel,massen herstellen will. Gegebenenfalls können auch
bekannte weichmachende oder filmiverbessernde Stoffe zugesetzt werden.
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Durch, folgendes Beispiel wird das Verfahren näher erläutert: Beispiel
I kg eines wasserhellen Phenolformaldehydkonden8ation.sproduktes im A-Zustand wird
in 5 ,kg Äthylalkohol gelöst. Diese Lösung wird in- einem Autoklaven unter
kräftigem Umrühren etwa 8 Stunden auf 135 bis r 8o° C bei über 8 Atmosphären
Druck .erhitzt. Bei dieser Behandlung gehen die gelösten Kunstharzbestandteile zum
größten. Teil in unlösliche, aber durch-die umgebende Flüssigkeit oberflächlich
gequollene und dadurch als Film bindende C-Form in feiner Dispersion in dem Lösemittel
über. Nach dem Erkalten erhält man ein homogenes Kunstharzanstrichmittel, das.,
nach dem Auftragen auf beliebige Unterlagen bei Temperaturen von 2o bis 30° C in
gutem Luftzug einige Tage getrocknet, glatte
alkohol-, benzol-,
beezin- usw. feste em.ailleartige Schichten mit gutem Glanz liefert. In warmer Luft
von 5o bis 8o° C geht die Austrocknung schon in etwa 16 bis 2q. Stunden vor sich.
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Die .lufttrocknend härtenden Anstrichm:ittel gemäß Beispiel können
auch -unter Zusatz von i bis 50/, (auf Harz berechnet) eines Härtemittels,
z. B. Trichloressigsäure, zur Ausgangslösung bei niedrigerem Druck und in kürzerer
Härtezeit bei unveränderter Texeperatur gewonnen -,verden, z. B. in 3 bis q. Stunden
bei q. bis 5 Atmosphären Druck. Wendet man dagegen einen Druck von etwa 1.2 Atmosphären
an, de_r künstlich durch Zu: führen neutraler Gase unter Druck erzielt wird, so
kann; der Härteprozeß in q. bis Stunden bei nur ioo bis iio° C beendet werden..
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An Stelle von Phenolformaldehydkondensationsprodukten können entsprechend
dem Beispiel auch Harestofformaldehycllzondensati.onsh.arze, in Alkohol oder Aceton
gelöst, zu Überzuigsmitteln oder Spachtelrrlassen verärb.eitet werden.
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Zu der Kunstharzlösung gemäß Beispiel können auch bekannte Weichmacher
zugegeben werden, wodurch bewirkt wird, daß die im C-Zu,stand in kolloidaler Verteilung
im früheren Lösemittel befindlichen Harzteilchen oberflächlich mehr oder weniger
gequollen erhalten werden; nach dem Austrocknen bildet sich ein festes Filmgefüge.
Die angewendeten Temperaturen wie Drucke sind auch von der Auswahl der Lösungsmittel
abhängig"d. h. erhöhter Siedepunkt fordert längere Ein-,virkungszeit und energisches
Umrühren. Selbstverständlich körnen auch alle Zwischenstufen der Härtegrade nach
Wunsch durch kürzere Härtezeit oder geringere Druck- und Temperaturanwendung erreicht
werden.
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Die gemäß vorliegendem Verfahren hergestellten: gehärteten Kunstharzdispersionen
werden .als Lacke, Spachtelmassen oder auch als Rindemittel für plastische Massen.
oder Preßpulver verwendet.