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Selbsttrocknende Uberzugsmasse Die Erfindung bezieht sich auf eine
selbsttrocknende Überzugsmasse, die zur Herstellung filmartiger Schutzüberzüge dient,
und zwar insbesondere auf eine solche Überzugsmasse, aus der dauerhafte und widerstandsfähige
Schutzüberzüge hergestellt werden können.
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Es sind bereits seit langer Zeit viele Arten derartiger überzugsmassen
zwecks Erzielung von Schutzüberzügen hergestellt und vertrieben worden. Unter ihnen
sind Anstrichmittel, wie Farben, Lacke, Firnisse, Schellacklösungen und auch Emails
zu nennen. Diese filmbildenden Überzugsmittel werden seit langer Zeit für Fußböden,
Mobiliar, Holzwerk und viele andere Artikel verwendet. Es sind jedoch nur wenige
von ihnen schnelltrocknend und ergeben trotzdem hoch widerstandsfähige, gegen Wasser,
Alkalien und organische Lösungsmittel beständige filmartige Überzüge.
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Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer selbsttrocknenden
Überzugsmasse, die zur Herstellung filmbildender Überzüge dient, die einen harten,
an der Luft schnell trocknenden Schutzüberzug bilden kann. Diese überzugsmasse ergibt
Überzüge. die gegen organische Lösungsmittel, Alkalien und Wasser widerstandsfähig
sind.
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Die überzugsmasse gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß ein Alkyltitanat und ein Cellulosederivat, das von o,2 bis o,8 freie Hydroxylgruppen
pro Glukoseeinheit besitzt, in einem organischen Lösungsmittel, das eine Alkoholgruppe
enthält, gelöst ist.
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Die im Rahmen der Erfindung verwendeten Alkyltitanate sind die Ester
der Ort'ho-Titansäure
unter vorzugsweisem Einschluß solcher Ester,
die aus Alkoholen mit r bis 12 C-Atomen in der Alkoholgruppe gebildet sind. An Stelle
.der Alkyltitanate selbst können auch solche Alkyltitanäte verwendet wenden, die
durch teilweise hydrolytische Reaktion; beispielsweise durch Hydrolyse bis zu 3
von ,den 4 Alkoxygruppen, kondensiert worden sind. Diese im Wege der Hydrolyse aus
den Alkyltitanaten gebildeten Produkte können inÜberzugsmassen, die zur Herstellung
filmbildender, selbsttrocknender Überzüge dienen, verwendet werden und sind denjenigen
Massen gleichwertig, die hei Verwendung der nichthydrolysierten Form der Alkyltitanate
entstehen. Der Ausdruck Alkyltitanat schließt also im Ra'hm'en vorliegender Erfindung
idie nichthydrolysierte und die teilweise hydrolysierte Form ein.
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Die im Rahmen dür Erfindung verwendeten Cellulose.d-erivate besitzen
erfindungsgemäß zwisehen o,2 und o,8 freie Hydroxylgruppen pro Glukoseeinheit. Unter
.den bevorzugten Derivaten sind zu nennen: Nitrocellulose, Cellulöseacetat, Cellulosepropionat,
Cellulosebutyrat; - Celluloseäcetostearat, Celluloseacetomaleat, Cellulosenitroacetat,
Äfhylcellulose, Bütylcellulöse und Benzylcellulose. -Das zur Lösung der Cellulosederivate
und der Titanate verwendete Lösungsmittel kann bezeichnet werden als ein zweifach
wirkendes Lösungsmittel mit einer einwertigen Alkoholgruppe. Das Lösungsmittel muß
in erster Linie in .der Lage sein, das Cellulosederivat zu lösen. Es sind für die
verschiedensten Arten von Celluloseverbindungen geeignete Lösungsmittel bekannt;
sie bestehen je nach dem verwendeten Cellulosederivat aus Estern; Ketonen, Äthern,
aromatischen Kohlenwasserstoffeh und chlorierten Kohlenwasserstoffeh. Die AI'kyltitanatverbindung
kann in fast jedemLösungsmittel, welches das Cellulosederivat löst, gelöst werden.
Außerdem muß das Lösungsmittel eine einwertige Alkoholgruppe enthalten., Das zweifach
wirkende Lösungsmittel kann daher entweder aus einer Mischung von zwei oder mehr
der obenerwähnten Verbindungen bestehen mit der Maßgabe, daß eine dieser Verbindungen
eine einwertige Alkoholgruppe enthält; das Lösungsmittel kann auch aus einer einzelnen
Verbindung bestehen, welche die charakteristische Alkoholgruppe enthält und auch
die erforderlichen Lösungsfähigkeiten besitzt. Das Lösungsmittel muß weiterhin bei
li normaler Temperatur sich verflüchtigen.
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Die Überzugsmasse gemäß der Erfindung kann leicht hergestellt werden.
Zu diesem Zweck werden .das Cellulosederivat und das Alkyltitanat bei Raumtemperatur
unter Rühren in dem organischen Lösungsmittel gelöst. Um eine schnelle Lösung zu
erzielen, ist es notwendig, zunächst das Cellulosederivat dem Lösungsmittel zuzugeben
und nach dessen Lösung das Alkyltitanat der Mischung zuzusetzen.
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Mit der Überzugsmasse gemäß der Erfindung können filmartige, als Schutz
dienende Überzüge gebildet werden, indem die Masse auf eine Oberflache aufgetragen
und an der Lufttrocknen gelassen wird. Nach der Trocknung besitzt der Überzug eine
harte Oberfläche, die gegenüber organischen Lösungsmitteln und Alkalien unlöslich
und widerstandsfähig ist.
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bereits gesagt, muß das Lösungsmittel eine Alkoholgruppe enthalten.
Durch die Anwesenheit .der Alkoholgruppe wird eine Reaktion des Alkyltitanats und
des Cellulosederivats verzögert oder ganz unterbunden. Mit der Trocknung verdampft
.der in dem Lösungmittel enthaltene Alkohol, und die Reaktion kann vor sich gehen.
Es wird ein Titän-Cellulose-Polymerisat gebildet, das eine harte Oberfläche besitzt;
die gegenüber organischen Lösungsmitteln und .Alkalien unlöslich und widerstandsfähig
ist.
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Das Verhältnis zwischen Alkyltitanat und Cellulosederivät kann in
weiten Grenzen schwanken, Es wurde gefunden, daß für jeden. Teil des in der Mischung
verwendeten Alkyttitanats zwischen o,t und 9; vorzugsweise zwischen o,2 und 2 Teile
Gellulose-derivat verwendet werden müssen.
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Die filmartige Schutzüberzüge .bildende Überzugsmasse kann erforderlichenfalls
undurchsichtig gemacht werden mit fast jedem für diesen Zweck üblichen Zusatz, wie
beispielsweise Titandioxyd, Zinkoxyd, Lithopone und Bleiweiß.
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Die Härte der lufttrockenen Filme wird bestimmt durch eine übliche,
unter der Bezeichnung Sward-Rocker-Härte-Messier bekannte Vorrichtung, die aus einem
mit zwei Klingen versehenen Wiegemesser besteht.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und der 'hiermit erzielten
filmartigen Überzüge dienen die folgenden Ausführungsbeispiele: Beispiel z Es wurde
eine Überzugsmasse zur Herstellung von Schutzüberzügen mit-folgender ,Zusammensetzung
gebildet: 9 Teile Äthylcellulose, 59 - Xylol, 25 - Äthyllactät, - Butyltitanat.
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Die verwendete Äthylcellulose hatte eine Viskosität von io Centipoisen
und enthielt 2,6 Äthöxylgruppen pro Einheit Anhydro-Glukose.
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Die Äthvlcellulose wurde dem Xylol und dein Äthyllactat bei Raumtemperatur
unter Rühren zugegeben. Nach 8 Stunden war die Äthylcellulose gelöst und eine klare
Lösung gebildet. Darauf wurde das Butyltitanat unter Rührender Mischung zugegeben
und in 30 Minuten gelöst.
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Ein Teil dieser Masse wurde auf eine Holztafel gespritzt zur Bildung
eines Films mit einer Stärke von ungefähr o,o25 mm, der bei Raumtemperatur 24 Stunden
an der Luft trocknen gelassen wurde. Der getrocknete Film war in organischen Lösungsmitteln,
Wasser und Alkalien unlöslich und besaß eine Sward-Härte von 37. Der Film war undurchlässig,
durchscheinend und besaßeinehochglänzende Oberfläche.
Beispiel e
Es wurde eine Überzugsmasse zur Herstellung von Schutzüberzügen gemäß Beispiel 1
aus folgenden Bestandteilen gebildet: 16 Teile einer 28°loigen Lösung von Nitrocellulose
(Viskosität: 6 Sekunden) in Butylaeetat mit einem Gehalt von 4,5 Teilen Nitrocellulose
und 11,5 Teilen Butylacetat, 37 Teile Äthylacetat, 4o - Butanol, 7 - Butyltitanat.
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Ein Teil dieser Masse wurde auf eine Glastafel gespritzt und 24 Stunden
lang an der Luft getrocknet. Der getrocknete Film war wiederum in organischen Lösungsmitteln,
Wasser und .Alkalien unlöslich; er war undurchlässig, durchscheinend und besaß eine
hochglänzende Oberfläche. Die Sward-Härte betrug 63.
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Beispiel 3 Es wurde eine Masse gemäß vorstehender Beispiele aus folgenden
Bestandteilen gebildet: 9 Teile Äthylcellulos,e (5o Centipoise und 2,5 Äthoxylgruppen
pro Einheit Anhydro-Glukose), 55 Teile Benzol, 23 - Äthylenglylcolmonoät'hyläther,
13 - Isopropyltitanat.
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Ein Teil dieser Masse wurde in einer Stärke von o, i mm auf eine Stahltafel
aufgebracht und 24 Stunden lang an der Luft getrocknet. Der Film besaß die gleichen
Eigenschaften wie derjenige gemäß Anspruch 1; seine Sward-Härte betrug 47. Beispiel
4 Es wurde die folgende Überzugsmasse gemäß vorstehender Beispiele gebildet aus:
9 Teile Celluloseacetat (Viskosität: to Sekunden und 2,5 Acetatgruppen pro Einheit
Anhy.dro-Glukose), 82 Teile Äthyllactat, 9 - Butyltitanat.
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Bei .diesem Beispiel diente das Lactyltitanat als Lösungsmittel von
zweifacher Funktion, nämlich zur Lösung ödes Celluloseacetats und wirkte an Stelle
des Alkohols selbst.
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Ein Teil dieser Masse wurde mit einer Streichklinge auf eine Stahltafel
gebracht als nasser Film mit einer Stärke von o,o75 mm. Der lufttrockene Film besaß
,die gleichen Eigenschaften wie derjenige des Beispiels 1; seine Sward-Härte betrug
50. Beispiel s Es wurde eine Masse aus folgenden Bestandteilen gehild'et: 7 Teile
Äthylcellulose (5o Centipoise und 2,5 Äthoxylgruppen pro Einheit Anhydro-Glukose),
56 Teile Tetrachloräthan, 19 - Amylalkohol, 18 - Butyltitanat. Der lufttrockene
Film besaß die gleichen Eigenschaften wie diejenigen der vorhergehenden Beispiele.
Seine Sward-Härte betrug 68.
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Beispiel 6 Es wurde eine Überzugsmasse zur Herstellung filmbildender
Überzüge unter Verwendung eines hydrolysierten Kondensationsproduktes des Butyltitanats
gebildet. Das Kondensationsprodukt wurde folgendermaßen hergestellt: 31 einer einmolaren
Lösung von. Wasser in Butanol wurden 2 Stunden lang zu 2 Mol (68o g) Butyltitanat,
das in 68o ccm Butanol gelöst war, gegeben. Die Mischung wurde 1 Stunde unter Rückfluß
gekocht und das Butanol im Vakuum über einem Dampfbad abgetrennt. Das kondensierte
Titanat wurde 8 Stunden lang im Vakuum gehalten, um sämtliches zurückgebliebenes
Butanol zu .entfernen. Das Produkt wurde als harzartige, weiße, leicht pulverisierbare,
feste Masse erhalten und war löslich in Diäthyläther, Benzol, Tetrachlorkohlenstoff
und Butylalkohol und unlöslich in Methylalkohol und Petroläther. Die Analyse des
Kondensationsproduktes wird wiedergegeben durch die Formel (Bu O)1,1 Ti 01,45, was
eine Hydrolyse von 2,9 Alkoxygruppen während der Kondensation bedeutet.
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Unter Verwendung des 'hydrolysierten Kondensationsproduktes des Butyltitanats
wurde eine Überzugsmasse aus folgenden Bestandteilen gebildet: 5 Teile Äthylcellulose
(5o Centipoise und 2,5 Äthoxylgruppen pro Einheit Anhydro-Glukose), 72 Teile Tetrachloräthan,
18 - Butanol, 5 - teilweise hydrolysiertes Butyltitanat.
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Es wurde ein Film gemäß Beispiel 1 hergestellt, der nach der Trocknung
die gleichen Merkmale, wie vorher beschrieben, besaß; seine Sward-Härte betrug 66.
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Beispiel 7 Es wurde eine überzugsmasse zur Herstellung eines filmbildenden
Schutzüberzuges unter Verwendung eines hydroly siegten Kondensationsproduktes des
Isopropyltitanats gebildet. Das hydrolysierte Kondensationsprodukt wurde wie folgt
hergestellt 0,3 Mol (85,2 g) Isopropyltitanat in 9o ccm Isopropylalkohol wurden
durch Zugabe von 0,45 Mol Wasser (7,3g), die in 300 ccm Isopropylal'kohol
gelöst waren, i Stunde lang hydrolysiert. Die Temperatur der Reaktionsmischung wurde
auf 4o° gehalten. Nach i Stunde wurde eine leicht trübe Lösung erhalten. Diese wurde
1 Stunde lang unter Rückfluß gekocht, worauf die Lösung klar wurde und einen geringen
Niederschlag von festem Material bildete. Dieses feste Material wurde durch Filtrieren
aus der Lösung entfernt, so daß eine klare Lösung übrigblieb. Das Lösungsmittel
wurde dann in einem Dampfbad bei einem Druck von 8 mm Ouecksilber abgetrennt. Das
Produkt war ein harzartiger, weißer, fester Körper, der sich leicht pulverisieren
ließ. Er war löslich in Diät'hyläfher,
Benzol, Teträchlorkohlenstoff
ünd Butylalkohol: und unlöslich in Methylalkohol und Petröläther. Die Analyse des
kondensierten Isopropyltitanats ergab 59,5% Ti O2. Es handelte sich um ein Polymerisät
mit i Alkoxygruppe.
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Es würde nun die Überzugsma@sse zur Herstellung filmbildender Überzüge
aus folgenden Bestandteilen gebildet: 9 Teile Äthylcellülose (5o Centipoise und
2,5 Äthoxylgruppen pro Einheit Anhydro-Glukose); 65 Teile Benzol, 17 - Äfhylenglykolmonoäthyläther,
g - kondensiertes Isopropyltitanat. Es wurde ein Film gebildet durch Auftragen der
Überzugsmasse auf eine Stahltafel in einer Stärke von o,o25 mm, der 24 Stunden lang
an der Luft getrocknet wurde. Der Film besaß die gleichen Eigenschaften wie die
vorher beschriebenen; seine Sward-Härte betrug 56: Aus der vorstehenden Beschreibung
und den Beispielen ergibt sich, daß die durch die beanspruchte Überzugsmas;se hergestellten,
als Schutz dienenden Filme in organischen Lösungsmitteln, Alkalien und Wasser unlöslich
sind; sie sind undurchlässig und bilden eine harte, .klare Oberfläche bei kurzer
Trocknung an der Luft: