DE951729C

DE951729C - Fuer die Herstellung von UEberzuegen, Lacken und Verklebungen geeignete Loesungne

Info

Publication number: DE951729C
Application number: DEF10117A
Authority: DE
Inventors: Dr Wilhelm Bunge; Dr Karl-Heinz Mielke
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1952-10-11
Filing date: 1952-10-12
Publication date: 1956-10-31

Description

AUSGEGEBEN AM 31. OKTOBER 1956

F ion? IVc/'22 h

geeignete Lösungen

Für die Herstellung von Lacken, Filmen, Überzügen, Imprägnierungen und Verklebungen aus Polyisocyanaten und Polyoxyverbindungen werden zum Lösen der Komponenten gegen Isocyanate indifferente Lösungsmittel verwendet. Die Menge dieser Lösungsmittel richtet sich nach der Art der technischen Anwendung.

Um die hohen mechanischen Festigkeiten und die guten Beständigkeiten gegenüber äußeren Einflüssen sowie Chemikalien zu erreichen, ist es erforderlich, die verwendeten Lösungsmittel möglichst vollständig zu entfernen.

Dies gelingt in ausreichender Weise, wenn nur dünne Filme, Aufstriche oder Imprägnierungen hergestellt werden. Bei stärkeren Schichtdicken und insbesondere bei Lufttrocknung muß damit gerechnet werden, daß erhebliche Anteile an höhersiedenden Lösungsmitteln zurückgehalten werden.

Besonders bei Verklebungen mit Polyisocyanaten und Polyoxyverbindungen wirkt sich das Zurück- ao halten der Lösungsmittel nachteilig auf die Klebeeigenschaften aus, da die Lösungsmittel nach dem Zusammenfügen der zu verleimenden Teile nur schwerlich entweichen können. Das Ausspachteln grober Unebenheiten und das Zugießen von Rissen in zu lackierenden Gegenständen läßt sich wegen der durch das Verdampfen von Lösungsmitteln entstehenden Volumenverminderung mit den Korn-

binationslösungen aus Polyisocyanaten und PoIyoxyverbindungen nur schlecht durchführen.

Es wurde nun gefunden, daß man zu verbesserten und neuen Lacken, Filmen, Überzügen undVerklebungen gelangt, wenn an Stelle der bisher verwendeten Lösungsmittel, wie Essigsäureäthylester, Essigsäurebutylester, Methylglykolacetat, 'zur Polymerisation befähigte Mono- oder Poly-Vinylverbindungen verwendet werden, in denen die Reaktionskomponenten gelöst zur Reaktion gebracht werden. Als Vinylverbindungen kommen beispielsweise Styrol, Acrylsäureester, Methacrylsäureester oder Gemische in Betracht, denen als Reaktionsbeschleuniger Peroxyde, wie Benzoylperoxyd, zugesetzt werden. Die Menge der zugesetzten Vinylverbindung richtet sich nach der praktischen Verwendung der Kombinationen aus Polyisocyanaten und PoIyoxyverbindungen und ist praktisch gleich der Menge der sonst verwendeten Lösungsmittel zu setzen.

Die Vinylverbindungen haben zunächst nur die Aufgabe, Lösungsvermittler zwischen Polyoxyverbindung und Polyisocyanat zu sein und die gewünschte Viskosität für die praktische Anwendung zu liefern. Während sich nach der Formgebung aus den Polyisocyanaten und den Polyoxyverbindungen vernetzte Polyurethane bilden, verläuft gleichzeitig die Polymerisation der Vinylverbindung. Dieses Polymerisat wird sich je nach Art der eingesetzten Komponenten auch in. das Gefüge des vernetzten Polyurethans einbauen., so daß ein völlig homogener Stoff gebildet wird. Über den Zwischenzustand einer echten Lösung entstehen nach diesem Verfahren wertvolle, lösungsmittelbeständige Filme, Lackierungen und Verklebungen, ohne das in nennenswerter Weise niedrigsiedende Anteile entweichen. Es lassen sich in einem Arbeitsgang Schichten von einer Stärke auftragen, wie sie aus echten Lösungen nicht herstellbar sind, ohne die mechanischen Festigkeiten und Beständigkeiten gegenüber chemischen Einflüssen zu verringern.

Geeignet sind die Diisocyanate der aliphatischen, hydroaromatischen und aromatischen Reihe, wie Hexamethylenri, 6-diisocyanat, 4, 4'-D¹ICyclohexylmethandiisocyanat, Toluylendiisocyanat und besonders Polyisocyanate, wie sie aus Polyoxyverbindungen, wie Hexantriol und .Diisocyanaten gemäß Patent 909 186 gewonnen werden.

Als Polyoxyverbindungen, die besonders geeignet sind, mit Polyisocyanaten bei Gegenwart von Vinylverbindungen zu reagieren, seien genannt:

Polyester aus mehrbasischen Carbonsäuren, wie Phthalsäure, Adipinsäure, Maleinsäure und PoIyalkoholen, wie Glycerin, Trimethylolpropan, Triäthanolamin, Pentaerythrit allein und im Gemisch mit Äthylenglykol, Butylenglykol, Diäthylenglykol, Methyldiäthanolamin, Hexandiol, Octandiol, überhaupt lösliche Alkydharze, in denen vorzugsweise die Alkoholkomponente überwiegt, außerdem linear aufgebaute Polyester aus Dicarbonsäuren und zweiwertigen Alkoholen, wie Glykol. Die Lösungen können Zusätze enthalten, wie Weichmacher, Pigmente oder lösliche Lackfarbstoffe.

Die Reaktion wird durch Mitverwendung tertiärer Amine wesentlich beschleunigt. t

Beispiel 1

325 Gewichtsteile eines durch Vakuumveresterung hergestellten 5,2% Hydroxyl enthaltenden Polyesters aus 2 Mol Adipinsäure, 3 Mol Maleinsäure, 4 Mol Butylenglykol und 2 Mol Trimethylolpropan werden in 100 Gewichtsteilen monomerem Methacrylsäureester gelöst und dann mit 90 Gewichtsteilen ' Toluylendiisocyanat und^ 3 Gewichtsteilen Benzoylperoxyd versetzt.

Die Lösung eignet sich zum Imprägnieren von Geweben und zur Herstellung elastischer Lackierungen, wobei zweckmäßig Temperaturen zwischen 50 und ioo° angewendet werden.

Beispiel 2

In die Lösung von 500 Gewichtsteilen Toluylendiisocyanat in 300 Gewichtsteilen Methacrylsäuremethylester werden nach Zugabe von wenig Chinon oder Kupferoleat zur Stabilisierung 130 Gewichtsteile Trimethylolpropan, gelöst in 120 Gewichtsteilen Methacrylsäuremethylester, bei 60 bis yo° nach und nach eingetragen. Zur Vollendung der Reaktion wird das Reaktionsgut nach 3 Stunden bei 70⁰ nachbehandelt.

430 Gewichtsteile der so erhaltenen 6o°/oigen Polyisocyanatlösung werden mit 320 Gewichtsteilen eines 5,3% Hydroxyl enthaltenden Polyesters aus

3 Mol Maleinsäureanhydrid, 2 Mol Adipinsäure,

4 Mol Butylenglykol und 2 Mol Trimethylolpropan homogen vermischt und mit 100 Gewichtsteilen Methacrylsäuremethylester verdünnt. Diese Lacklösung liefert nach Zusatz von 6,8 Gewichtsteilen Benzoylperoxyd bei mäßig erhöhter Temperatur trockene und elastische Filme, die auch in ic dicken Schichten gleichmäßig durchhärten.

Beispiel 3

430 Gewichtsteile der im Beispiel 2 beschriebe- ic nen 6o°/oigen Polyisocyanatlösung in Methacrylsäuremethylester werden mit 170 Gewichtsteilen eines Polyesters aus 3 Mol Adipinsäure und 4 Mol Trimethylolpropan innig vermischt und mit weiteren 100 Gewichtsteilen Methacrylsäuremethyl- υ ester versetzt.

Fügt man dieser Lösung 5,2 Gewichtsteile Benzoylperoxyd und 2 Gewichsteile Hexahydrodimethylanilin zu, so liefert sie bei etwa 8o° in kurzer Zeit unlösliche und in jeder Schichtdicke ii durchgehärtete Filme bzw. Lacküberzüge.

Beispiel 4

In die Lösung von 500 Gewichtsteilen Toluylendiisocyanat in 420 Gewichtsteilen mit wenig Chinon ia oder Kupferoleat stabilisiertes Styrol werden 130 Gewichtsteile des Gemisches aus 91 Gewichtsteilen Trimethylolpropan und 39 Gewichtsteilen i, 3-Butylenglykol bei 90 bis 95° nach und nach eingetragen. Zur Vollendung der Reaktion wird « noch kurze Zeit nacherhitzt.

420 Gewichtsteile dieser Lösung werden mit 260 Gewichtsteilen eines durch Vakuumveresterung gewonnenen Polyesters aus 3 Mol Phthalsäureanhydrid, 3' Mol Adipinsäure, 4 Mol Oktandiol und 4 Mol Trimethylolpropan bei Raumtemperatur innig vermischt und nach Zugabe von 3 Gewichtsteilen Benzoylperoxyd mit Hilfe eines ,Rakelmessers auf Gewebe aufgetragen. Nach Erwärmen auf etwa 9=0° entsteht ein fest haftender, gegenüber Lösungsmitteln widerstandsfähiger, /geschlossener Überzug mit guten mechanischen Festigkeiten. Durch Zugabe von tertiären Aminen als Reaktionsbeschleuniger läßt sich die Erhitzungsdauer abkürzen.

Beispiels

Die Lösung von 14 Gewichtsteilen eines linear aufgebauten Polyesters aus 1 Mol Adipinsäure, ι Mol Maleinsäure und 2 Mol Äthylenglykol in 6 Gewichtsteilen Styrol wird mit 5 Gewichtsteilen der im Beispiel 4 beschriebenen 6o°/oigen Polyisocyanat-Styrol-Lösung vereinigt und mit 0,2 Gewichtsteilen Benzoylperoxyd versetzt.

Diese Lösung eignet sich vorzüglich zum Verkleben von Blechen der verschiedensten Art und liefert bei etwas erhöhten Temperaturen auch in dicken Schichten blasenfreie, sehr harte Filme.

Beispiel 6

Zu 200 Gewichtsteilen eines Polyesters mit einem Hydroxylgehalt von 9,5 %>, der durch Veresterung von 3 Mol Adipinsäure und 4 Mol Trimethylolpropan erhalten wird, werden nach dem Erwärmen auf 40 bis 50⁰ 500 Gewichtsteile der im Beispiel 4 beschriebenen 6o°/oigen Polyisocyanate Styrol -Lösung unter Rühren zugegeben. Diese Lösung wird mit weiteren 90 Gewichtsteilen Styrol verdünnt und nach Zugabe von 6 Gewichtsteilen Benzoylperoxyd und ι Gewichtsteil Diäthylanilin auf Papier, Holz oder Blechen aufgetragen. Es entstehen fest haftende und äußerst widerstandsfähige Überzüge. Zur Erzielung besonderer Effekte können diesen Lacken lösliche Farbstoffe, Pigmente oder Schleifmehl zugesetzt werden. Lacke dieser Art besitzen außerdem hochwertige elektrische Eigenschaften.

Be i s ρ i el 7

64 Gewichtsteile eines Polyesters mit einem OH-Gehalt von 5,3% aus 3 Mol Maleinsäureanhydrid, 2 Mol Adipinsäure, 4 Mol Butylenglykol und 2 Mol Trimethylolpropan werden mit 85 Gewichtsteilender im Beispiel 4 beschriebenen 6o°/oigen Polyisocyanat-Styrol-Lösung aus Toluylendiisocyanat und dem Gemisch aus Trimethylolpropan und Butylenglykol nach Zugabe von 15 Gewichtsteilen Styrol und 1 Gewichtsteil Benzoylperoxyd innig vermischt. Die klare Lösung liefert auf den verschiedensten Unterlagen nach kurzer Einbrennzeit fest haftende unlösliche Filme und eignet sich vorzüglich zum Verkleben der verschiedensten Materialien.

Beispiel 8

340 Gewichtsteile eines 4,9 °/o Hydroxylgruppen enthaltenden, durch aceotrope Veresterung mit Benzol gewonnenen Polyesters au® 3 Mol Maleinsäureanhydrid, 2 Mol Adipinsäure, 5 Mol Butylenglykol und ι Mol Trimethylolpropan werden mit 390 Gewichtsteilen der im Beispiel 4 beschriebenen ootyoigen Polyisocyanatlösung in Styrol zu einer Lösung vereinigt und nach Zugabe von 75 Gewichtsteilen Styrol mit 3 Gewichtsteilen Benzoylperoxyd und ι Gewichtsteil Hexahydrodimethylanilin versetzt. Mit dieser Lösung lassen sich Filme von einwandfreier Beschaffenheit und guter EIastizität von erheblicher Stärke durch kurzfristiges Erwärmen auf 90 bis ioo° herstellen. Sie eignet sich vorzüglich zum Verkleben der verschiedensten Materialien.

Beispiel 9

Aus 3 Mol Trimethylolpropan, 1 Mol Diäthylenglykol, ι Mol Leinölfettsäure und 3 Mol Phthalsäureanhydrid wurde zunächst nach üblichen' Verfahren ein freie Oxygruppen enthaltender Polyester hergestellt, der 5,0 °/o Hydroxylgruppen aufwies.

150 Gewichtsteile dieses Polyesters wurden in 50 Gewichtsteilen Styrol gelöst und mit 250 Gewichtsteilen der im Beispiel 4 beschriebenen go 6o°/oigen Polyisocyanatlösung in Styrol homogen vermischt. Werden zu der klaren· Lösung 3 Gewichtsteile Benzoylperoxyd zugefügt, so entsteht eine Lacklösung, die bei 50 bis 90⁰ eingebrannt unlösliche, harte Überzüge auf den verschiedensten Unterlagen liefert.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Lösungen, die zur Herstellung von Überzügen, Lacken und Verklebungen geeignet sind, gekennzeichnet durch einen Gehalt an PoIyoxyverbindungen, Polyisocyanaten und an polymerisationsfähigen Vinylverbindungen als Lösungsmittel.

© 509 696/485 2.56 (609 667 10. 56)