DE970932C

DE970932C - Verfahren zur Herstellung trocknender Anstrichmittel

Info

Publication number: DE970932C
Application number: DEP54613A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl Culemeyer
Original assignee: Willy Spangenberg & Co
Current assignee: Willy Spangenberg & Co
Priority date: 1949-09-10
Filing date: 1949-09-11
Publication date: 1958-11-13

Description

l. S. 175) AUSGEGEBEN AM 13. NOVEMBER 1958

p 54613 IVc 122 h D

Es ist bekannt, aus Tallöl oder den daraus gewinnbaren Tallölfettsäuren bzw. Tallölharzsäuren durch Veresterung mit Polyalkoholen trocknende Anstrichmittel herzustellen. Dabei hat man die Säurezahl der aus dem Tallöl abgetrennten Fettsäuren durch Behandeln mit Glycerin und Metalloxyden auf unter 50 gemindert. Auch hat man mit Tallöl modifizierte Alkydharze hergestellt. Es ist auch bekannt, aus Tallöl Teilester von Polyalkoholen mit einer oder zwei freien Hydroxylgruppen je Estermolekül herzustellen und diese, gegebenenfalls in Form ihrer Mischester, mit anderen Monocarbonsäuren und auch mit Polycarbonsäuren zu Alkydharzen und diese mit Mono- und Diisocyanaten umzusetzen. Dabei hat man auch weniger als die zur Absättigung der freien Hydroxylgruppen erforderliche Menge an Diisocyanat verwendet. Auch ist es bekannt, Tallölsäuren, also das bei der Rohtallöldestillation erhaltene Gemisch von Fettsäuren und Harzsäuren, mit einem Polyalkohol, z. B. auch mit Pentaerythrit, zu Mono- oder Diester zu verestern und diese mit Diisocyanat umzusetzen.

Auch sind mit Polyisocyanaten umgesetzte fettsäuremodifizierte Alkydharze bekannt, zu deren Herstellung relativ kleine Mengen Diisocyanat verwendet wurden. Dabei sind aber weder freie Hydroxylgruppen noch freie Carboxylgruppen vorhanden. Es ist ferner nicht mehr neu, trocknende Pflanzenöle in Vinylmischpolymerisate überzuführen und diese mit Diisocyanaten umzusetzen.

Ganz allgemein hat man versucht, die Zerlegung und Reinigung des Tallöles zu verbessern und hat es durch Destillation auch unter Verwendung von überhitztem Wasserdampf im Hochvakuum in einen Fettsäureanteil mit geringem Harzsäuregehalt aufgearbeitet und die so gewonnenen Tallölfettsäuren zur Herstellung fettsäuremodifizierter Kunstharze

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herangezogen. Diese bekannten Erzeugnisse waren aber als Anstrichstoffe, insbesondere für Außenanstriche, nicht geeignet.

Es wurde nun gefunden, daß man gut trocknende, elastische, wetterfeste Anstrichmittel aus Tallölfettsäuren durch Umsetzen hydroxylgruppenhaltiger TaIlölester mit Isocyanaten gewinnen kann, indem man die praktisch reinen Fettsäuren aus Tallöl, wie sie z. B. bei der Hochvakuumdestillation von Rohtallöl anfallen, mit einem Überschuß eines Polyalkohols derart verestert, daß die Ester auf ein Estermolekül weniger als eine freie Hydroxylgruppe aufweisen, . z. B. auf drei Estermoleküle eine freie Hydroxylgruppe, worauf die Polyalkoholester, gegebenenfalls nach 15. Kondensation mit einer Polycarbonsäure, mit der zur Absättigung der freien Hydroxylgruppen erforderlichen Menge an Diisocyanat umgesetzt werden/

Man arbeitet zweckmäßig in der Weise, daß man die Tallölfettsäuren mit den mehrwertigen Alkoholen zu Teilestern umsetzt, die auf zwei oder drei Estermoleküle eine freie Hydroxylgruppe und die Ester eine Hydroxylzahl von etwa 5 bis 65 aufweisen. Setzt man diese Ester mit der den freien Hydroxylgruppen äquivalenten Menge Diisocyanat um, so ähnelt das erhaltene ölartige Produkt dem polymerisierten Leinöl, das es in seiner Trocknung erreicht, dem es aber in der Wasserfestigkeit und Lichtechtheit der Trockenfilme überlegen ist. Die Verwendung von Diisocyanaten in kleineren Mengen, als dem stöchiomeirischen Verhältnis von 1 Molekül Diisocyanat auf 2 Moleküle Ester mit je einer freien Hydroxylgruppe entspricht, bietet neben der großen Billigkeit des Verfahrens noch die weiteren Vorteile, daß die Gefahr einer Gelatinierung als Folge zu weit fortgeschrittener Polyaddition stark verringert und eine Vergilbung, wie sie bei Anwendung größerer Mengen Diisocyanat oft eintritt, vermieden wird.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, zum Kuppeln Diisocyanate zu verwenden, wiep-Toluylendiisocyanat. Auch die spaltbaren Addukte, die sogenannten verkappten Isocyanate, fallen in den Bereich der vorliegenden Erfindung. Dabei ist es vorteilhaft, wenn man weniger als etwa 8 Gewichtsprozent Diisocyanat, bezogen auf den Ester, anwendet. Man erhält so Lacköle, die, in üblicher Weise sikkativiert und verdünnt, Lacke ausgezeichneter Wetter- und Wasserfestigkeit ergeben und, mit Weißpigment angerieben, reinweiße Farben liefern, die auch bei längerer Bewitterung nicht vergilben.

Die reinen Tallölfettsäuren, die bekanntlich etwa je zur Hälfte aus Oleinsäure und Linolsäure, also ungesättigten Fettsäuren mit einer oder zwei isolierten Doppelbindungen bestehen, sind für diesen Zweck den Fettsäuren mit drei Doppelbindungen oder konjugierten Doppelbindungen, wie sie im Leinöl und Holzöl in größeren Mengen vorliegen, überlegen.

Gegenüber dem Stand der Technik liegt außerdem ein erheblicher Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, daß an Stelle von Leinöl oder Lacktran reine Tallölfettsäuren verwendet werden, die eine Veresterung mit beliebigen, dem jeweiligen Anwendungszweck angepaßten Poly alkoholen, wie Pentaerythrit, ermöglichen, was in vielen Fällen wichtig ist, während man bei der Umesterung von natürlichen Ölen überwiegend Ester des Glycerins erhält.

Die vorliegende Erfindung besitzt neben der Verwendung reiner Tallölfettsäuren noch einen weiteren Vorteil. Nach den bekannten Verfahren tritt, selbst wenn die Diisocyanatmengen unter den zur Absättigung der freien OH-Gruppen erforderlichen liegen, nach kurzer Zeit eine Gelbildung ein. Daher ist man bekanntlich in der Praxis gezwungen, die Produkte als sogenannte »Zweikomponentenlacke« erst unmittelbar vor Gebrauch mit dem »Härter«· zusammenzumischen. Dieses Gemisch aus hydroxylgruppenhaltigem Ester bzw. Alkydharz und Polyisocyanat muß rasch verarbeitet werden und ist nur kurze Zeit haltbar. Außerdem leidet die Wasserfestigkeit der Erzeugnisse, wenn noch freie Hydroxylgruppen vorhanden sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es unter den darin beschriebenen Arbeitsbedingungen erstmalig möglich, aus Tallölfettsäuren trocknende Anstrichmittel herzustellen, die durch überaus rasche Trocknung, unbegrenzte Lagerfähigkeit sowie Fehlen jeglicher Vergilbungsneigung und hervorragende Wetter- und Wasserfestigkeit der daraus hergestellten Filme ausgezeichnet sind.

Beispiel

1000 kg reine Tallöl-Fettsäuren mit einem Gehalt von 96⁰I₀ Ölsäure und Linolsäure und etwa 4% Unverseifbarem werden mit 140 kg Pentaerythrit bei 280⁰ C, ab Säurezahl 30 unter Minderdruck, so lange verestert, bis die Säurezahl einen Wert von 8 erreicht hat. Das Erzeugnis wird auf 120⁰ C abgekühlt und mit 37 kg p-Toluylendiisocyanat versetzt. Nachdem diese Temperatur 2 Stunden unter Rühren gehalten worden ist, wird das Reaktionsprodukt in der üblichen Weise sikkativiert und verdünnt. Es liefert ein gut trocknendes Anstrichmittel von hoher Wetter- und Wasserfestigkeit, das beim Anreiben mit Weißpigmenten reinweiße Farben liefert, die nach dem Aufstreichen nicht abkreiden oder vergilben.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verfahren zur Herstellung trocknender Anstrichmittel durch Umsetzung von hydroxylgruppenhaltigen Tallölestern mit Isocyanaten, dadurch gekennzeichnet, daß praktisch reine Fettsäuren aus Tallöl, wie sie z. B. durch Hochvakuumdestillation von Rohtallöl anfallen, mit einem Überschuß eines Polyalkohols derart verestert werden, daß die Ester auf ein Estermolekül weniger als eine freie Hydroxylgruppe aufweisen, z. B. auf drei Estermoleküle eine freie Hydroxylgruppe, worauf die Polyalkoholester, gegebenenfalls nach Kondensation mit einer Polycarbonsäure, mit der zur Absättigung der freien Hydroxylgruppen erforderlichen Menge an Diisocyanat umgesetzt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Angewandte Chemie, 1947, S. 269; Farben, Lacke, Anstrichstoffe, 1948, S. 123 bis 128; deutsche Patentschriften Nr. 738 254, 740 266.

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