NO331887B1 - Alkydharpiksemulsjon for dekklakker, samt fremgangsmate for fremstilling og anvendelser derav - Google Patents

Abstract

Det beskrives alkydharpiksemulsjoner for dekklakker inneholdende en ikke-vannoppløselig alkydharpiks A og en som emulgeringsharpiks anvendt, vannoppløselig alkydharpiks B, som er et forestringsprodukt av en alkydharpiks Ba som er homogent blandbar med alkydharpiksen A som skal emulgere i det minste i et masseforholdsområde Ba : A på 2:98 og 50: 50, og et addukt Bb av en C1-C4 alkoksypolyetylenglykol Bba og et cykloalifatisk dikarboksylsyreanhydrid Bbb i et materialmengdeforhold Bba : Bbb på 0,95 : 1,05 mol/mol til 1,05 : 0,95 mol/mol. Det beskrives videre en fremgangsmåte for fremstilling av emulsjonene og deres anvendelse for belegning av substrater valgt blant tekstiler, mineralske materialer, metaller og tre.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår alkylharpiksemulsjoner for dekklakker, særlig med et forhøyet faststofifnnhold, samt en fremgangsmåte for fremstilling derav i en eventuelt også oppløsningsmiddel- og/eller nøytraliseringsfri form.

I de senere år er vannfortynnbare bindemidler for lakker og andre beleggsmidler i forskjellig form utviklet, i det vesentlige av økologiske grunner. De vandige dispersjoner av alkylharpikser som anvendes for høyverdige påføringsmidler som dekklakker på tre og metall, i det følgende gjennomgående angitt som "alkylharpiksemulsjoner" har, på grunn av fremstilling, stabilisering eller ytterligere bearbeiding, en faststoffmasseandel på maksimalt 45% og andeler av organiske oppløsningsmidler og/eller flyktige nøytraliseringsmidler som aminer og ammoniakk.

Disse andeler kan riktignok, som angitt i US 3,269,967 eller US 3,440,193, reduseres ved anvendelse av emulgatorer som alkylfenoletoksylater og fettalkoholetoksylater, men på grunn av disse lavmolekylære stoffer som i den herdede film foreligger uforandret påvirkes egenskapene for de dannede filmer som tørking, hårdhet, glans, vann- og klimabestandighet, negativt. Derfor kan disse bindemidler ikke anvendes for dekklakker.

IAT-B 325 742, 333 035 og 336 277 beskrives anvendelsen av med polyetylenglykol modifiserte emulgatorharpikser for emulgering av alkydharpiks hvorved de nevnte mangler i utstrakt grad skal kunne unngås. For å oppnå stabil emulsjon trenger disse bindemidler imidlertid ved siden av en høyere andel emulgatorharpiks og som nøytraliseringsmidler for stabilisering samt også organiske hjelpeoppløsningsmidler. Derfor viser filmer som er oppnådd med slike bindemiddelemulsjoner likeledes mangler ved tørking, vann- og klimabestandighet.

Disse mangler kunne heller avhjelpes ved anvendelse av umettede polyuretaner som emulgatorer slik det er beskrevet i DE-A 43 06 946.

Anvendelsen av alkoksypolyetylenglykol (polyetylenglykolmonoalkyleter) for emulgering, førte i henhold til US-A 3,457,206 likeledes kun i forbindelse med nøytraliseringsfrie karboksylgrupper med alkanolaminer eller alkalihydroksider, til vandige alkydharpikser som imidlertid ikke egner seg for et faststoffrikt påføringsmiddel.

I henhold til læren ifølge WO-A 94/18260 kan det ved anvendelse av alkoksypolyetylenglykol oppnås vannoppløselige harpikser også uten nøytralisering av sure grupper, og som kan finne anvendelse som dispergeringsmiddel eller trebeskyttelsesmiddel. Disse harpikser inneholder metoksypolyetylenglykol bundet i lett forsepbar form og kan fortynnes først kort før anvendelsen, med vann. De egner seg imidlertid som eneste bindemiddel ikke for klimafaste, glinsende belegg slik man venter fra alkydharpiks dekklakker.

IEP-A 1 092 742 er det beskrevet at man oppnår faststoffrike, vandige emulsjoner av alkydharpiks uten ytterligere nøytralisering og oppløsningsmiddel når fremstillingen av emulsjonen skjer ved anvendelse av spesielt oppbyggede emulgatorharpikser på basis av en polyhydroksylkomponent fra klassen sukkeralkoholer, som er i stand til en ringslutning ved dehydratisering, en alkoksypolyetylenglykol og av mono- og dikarboksylsyrer hhv. deres aldehyder. Ved den spesielle oppbygning av emulgatorharpiksene og utelukkende anvendelse av psykoalifatiske dikarboksylsyre oppnås en tilstrekkelig høy forsepingsbestandighet for den vandige oppløsning og en fordragelighet med alkydharpiksene som skal emulgeres og som tillater å emulgere oppløsningsmiddelfrie alkydharpikser i form av deres smelter. De i henhold til denne fremgangsmåte fremstilte alkydharpiksemulsjon kan imidlertid kun i betinget grad anvendes for høyglans- og lite gulnende, pigmentert dekklakk fordi den anvendte emulgeringsharpiks påvirket bibeholdelse av glans og gulfarginger i lakken under klimapåvirkninger, på ugunstig måte.

Overraskende er det nu funnet at man oppnår faststoffrike, vandige emulsjoner av alkydharpikser uten ytterligere nøytralisering og uten tilsetning av oppløsningsmidler, når fremstillingen av emulsjoner skjer ved anvendelse av nye og spesielt oppbyggede emulgeringsharpikser og ved spesielle fremgangsmåtebetingelser.

Foreliggende oppfinnelse angår i henhold til dette, alkydharpiksemulsjoner for dekklakker som inneholder en ikke-vannoppløselig alkydharpiks A og en som emulgeringsharpiks anvendt, vannoppløselig alkydharpiks B, som er et forestringsprodukt av en alkydharpiks Ba, og som homogent er blandbar med alkydharpiksen A som skal emulgeres i det minste i et masseforholdsområde på Ba: A på 2 : 98 til 50 : 50, og et adukt Bb av en Ci-C4-alkoksypolyetylenglykol Bba og et cykloalifatisk dikarboksylsyreanhydrid Bbb i et materialmengdeforhold på Bba : Bbb på 0,95 : 1,05 mol/mol til 1,05 : 0,95 mol/mol.

Den foreliggende oppfinnelse angår også en fremgangsmåte der

i et første trinn, masseandeler på

70% til 95% av en Ci-C4-alkoksypolyetylenglykol Bba med en midlere molmasse Mw på 500 g/mol til 4000 g/mol, og

5% til 30% av et cykloalifatisk dikarboksylsyreanhydrid Bbb i et materialmengdeforhold på 0,95 : 1,05 mol/mol til 1,05 : 0,95 mol/mol blandes,

og omsettes i nærvær av en katalysator under åpning av syreanhydridet til et addukt Bb,

i et andre trinn, en masseandel på 40 til 75% av adduktet Bb forestres med en masseandel på 25 til 60% av alkydharpiksen Ba, hvorved summen av de nevnte masseandeler i reaksjonsblandingen gir 100%, under dannelse av en alkydharpiks B,

i et tredje trinn, alkydharpiksen B blandes med vann, hvor det i blandingen foreligger en masseandel av alkydharpiks på 30 til 60%, og blandingen oppviser en dynamisk viskositet målt ved 23°C og et skjærfall på 100 pr. sekund, på 5 Pa s til 50 Pa s, og

i et fjerde trinn alkydharpiksen A blandes med blandingen av vann og alkydharpiks B fra det tredje trinn ved en temperatur under 100°C og den resulterende alkydharpiksemulsjonen fortynnes under tilsetning av vann til en faststoffmasseandel på 40% til 75% og en dynamisk viskositet på 200 mPa s til 3000 mPa s.

Til slutt angår foreliggende oppfinnelse også anvendelse av oppfinnelsens alkydharpiksemulsjoner for fremstilling av vannfortynnbare lakker eller lasurer, særlig som bindemiddel for belegning av substrater valgt bland tekstil, mineralske materialer, metall og tre.

Med "homogent blandbar", "kompatibel", "godtagbar" eller lignende, menes her et system av minst to komponenter som i det totale, betraktede sammensetningsområde er enfaset. Med "vannoppløselig" menes her et stoff som danner en enfaset flytende blanding med vann, der minst en masseandel på 5% av det oppløste stoffet er tilstede. Stoffer som ikke oppfyller denne betingelse angis som "vannuoppløselige".

Egnede alkydharpikser A er polyesterharpikser som er modifisert med naturlige fetter, oljer og/eller syntetiske fettsyrer, fremstilt ved forestring av flerverdige alkoholer av hvilke minst en må være treverdig, med flerbasekarboksylsyrer samt de nevnte fetter, oljer og/eller fettsyrer.

Til de foretrukne alkydharpikser A hører kort-, middel- eller langolje alkydharpikser med et oljeinnhold (masseandel av oljer i blandingen i utgangsproduktene) på 25 til 75% og som på i og for seg kjent måte kan være modifisert, for eksempel ved monokarboksylsyre som benzosyre, tertiær-butylbenzosyre, harpikssyre slik de for eksempel foreligger i kolofonium, eller forgrenede karboksylsyrer som for eksempel 2-etylheksan-, isononan- eller versatinsyrer, eller hårdharpikser som kolofoniumharpikser eller fenolharpikser eller ved innbygning av uretangrupper. Selvfølgelig kan også blandinger av disse harpikser anvendes i den grad de er homogent blandbare i de tilsiktede sammensetningsområder.

For oksidativt trykkende alkydharpikser foretrekkes umettede fettsyrer eller oljer med et jodtall på minst 100 cg/g, fortrinnsvis 120 cg/g, hvorved det kan foreligge isolerte eller konjugerte dobbeltbindinger. De oppnås for eksempel fra vegetabilske kilder som soya-, fiskestek-, solsikke-, lin-, saflor- eller bomullsfrøoljer eller stammer fra tallolje-destillasjon. Fettsyrer med konjugerte dobbeltbindinger oppnås ved katalytisk isomerisering av naturlige fettsyrer eller fra dehydratisert risinusolje. Konjugert olje oppnås fortrinnsvis ved dehydratisering av risinusolje.

Jodtallet er i henhold til DIN 53 241-1 definert som kvosient av den masse m\av jod som adheres under avfarging på den olefiniske dobbeltbinding av en prøve som skal undersøkes og massen n%av denne prøve (massen av faststoffet i en prøve ved oppløsning eller dispersjon); den vanlige enhet er "g/(100 g)" eller "cg/g".

I tillegg kan helt eller delvis også mettede oljer eller mettede fettsyrer med 10 til 22 karbonatomer anvender forutsatt at en oksidativ tørking av den oppnådde harpiks ikke påvirkes.

Oppbygningen og fremstillingen av denne harpiks er velkjent for fagmannen og beskrevet i den tilgjengelige faglitteratur. Harpiksene anvendes fortrinnsvis ufortynnet (i sin 100% form).

Alkydharpiksene Ba er fortrinnsvis identisk med alkydharpiksene A eller inneholder likeledes fortrinnsvis de samme stoffer som utgangsprodukter, hvorved sammensetningen kun kvantitativt, men ikke kvalitativt skiller seg fra hverandre (altså kun mengden, dog ikke arten av sammensetningen). I henhold til oppfinnelsen er det nødvendig at de er homogent blandbare med alkydharpiksene A, i det minste i omradet for sammensetninger med masseandelene fra 2 til 50% av harpiksen Ba i blandinger med alkydharpiksen A. Fortrinnsvis viser alkydharpiksen Ba et hydroksyltall på minst 30 mg/g.

Hydroksyltallet er i henhold til DIN EN ISO 4629 definert som kvotienten av den masse wkoh av kaliumhydroksid som oppviser like mange hydroksylgrupper som en prøve som skal undersøkes, og massen mB av denne prøve (massen av faststoff i prøven ved oppløsningen eller dispergeringen); den vanlige enhet er "mg/g".

Ci-C4-alkoksypolyetylenglykol Bba er en ensidig foretret polyetylenglykol med en vektmidlere molmasse på ca. 500 g/mol til ca. 4000 g/mol, fortrinnsvis 750 g/mol til 3800 g/mol og særlig fra 900 g/mol til 2500 g/mol. Foretringsalkoholen er valgt blant lineære og forgrenede alifatiske alkoholer med ett til fire karbonatomer, altså metanol, etanol, n- og isopropanol og n-, sek.-, iso- og tert.-butanoL Foretrukket er polyetylenglykoler som er foretret en gang med metanol.

De cykloalifatiske dikarboksylsyreanhydrider Bbb er særlig heksahydroftal-syreanhydrid, tetrahydroftalsyreanhydrid og deres alkylderivater som for eksempel metyltetrahydroftalsyreanhydrid. Overraskende har rav- og maleinsyreanhydrid ikke vist seg brukbare, de gir som ftalsyreanhydrid en høyere forsepningsgrad og en dårligere stabilitet for alkydharpiksemulsjonen.

Komponetene Bba og Bbb anvendes i et materialmengdeforhold Bba : Bbb på 0,95 : 1,05 mol/mol til 1,05 : 0,95 mol/mol, fortrinnsvis er forholdet 0,97 : 1,03 til 1,03 : 0,97, og særlig 0,99 : 1,01 til 1,01 : 0,99.

Ved oppfinnelsens fremgangsmåte blir i et første trinn masseandeler på 70 til 95%, fortrinnsvis 75 til 94% og særlig 80 til 93% av alkoksypolyetylenglykol Bba blandet med 5 til 30%, fortrinnsvis 6 til 25% og særlig 7 til 20% av dikarboksylsyreanhydridet Bbb i et materialforhold på 0,95 :1,05 mol/mol til 1,05 : 0,95 mol/mol, og omsatt i nærvær av en katalysator under åpning av syreanhydrid, til et addukt Bb. Alt etter molarmasser av komponentene Bba og Bbb innstilles det et materialmengdeforhold som fortrinnsvis utgjør 0,97 : 1,03 til 1,03 : 0,97, særlig 0,99 : 1,01 til 1,01 : 0,99. Derved fremstilles det først en blanding av de nevnte komponenter som så, fortrinnsvis under tilsetning av en katalysator og særlig et tertiært amin, oppvarmes til en temperatur på 100 til 180°C, fortrinnsvis 120 til 170°C og særlig 130 til 160°C. Omsetningen fortsettes inntil regelmessig tatte prøver ikke lenger viser noen endring for syretallet i reaksjonsblandingen.

Syretallet er i henhold til DIN EN ISO 3682 definert som kvotienten av den masse /hkoh av kaliumhydroksid som er nødvendig for å nøytralisere en prøve som skal undersøkes, og massen nt\, for denne prøve (massen av faststoff i prøven ved oppløsninger eller dispersjoner); den vanlige enhet er "mg/g".

I det andre trinn blir en masseandel på 40 til 75%, fortrinnsvis 42 til 70% og særlig 45 til 65% av adduktet Bb forestret med en masseandel på 25 til 60%, fortrinnsvis 30 til 58% og særlig 35 til 55% av alkydharpiksen Ba, hvorved summen av de nevnte masseandeler i reaksjonsblandingen gir 100% under dannelse av en alkydharpiks B. Denne omsetning foretas fortrinnsvis i tilknytning til dannelsen av adduktet Bb i den samme reaksjonsbeholder. Forestringen skjer fortrinnsvis ved en temperatur fra ca. 180 til ca. 260°C, fortrinnsvis ca. 200 til ca. 240°C og fortrinnsvis i nærvær av midler som xylen under azeotrop destillasjon og tilbakeføring av midlet. Forestringen fortsettes inntil en prøve oppviser et syretall på maksimalt 3 mg/g.

Etter avkjøling av reaksjonsblandingen blir i det tredje trinn den oppnådde alkylharpiks B blandet med vann hvorved det i blandingen foreligger en masseandel av alkydharpiks på 30 til 60% og blandingen oppviser en dynamisk viskositet, målt ved 23°C og et skjærefall på 100 s"<1>, på 5 Pa s til 50 Pa s.

I det andre trinn kan alkydharpiksen B eventuelt modifiseres under forestringen med monokarboksylsyre som benzo-, tert.-butylbenzosyre eller harpikssyrer slik de foreligger i kolofonium eller forgrenede karboksylsyrer som for eksempel 2-etylheksan-, isononan- eller versatinsyre.

I det fjerde trinn blir alkydharpiksen A rørt inn i blandingen av vann og alkydharpiksen B fra det tredje trinn ved en temperatur under 100°C, og den resulterende alkydharpiksemulsjonen fortynnes ved tilsetning av vann til en faststoffmasseandel på 40 til 75% og en dynamisk viskositet på 200 til 3000 mPa s.

Komponentene A og B blandes i et forhold på 70 til 95%, fortrinnsvis 75 til 93% og særlig 80 til 91% av komponent A og 5 til 30%, fortrinnsvis 7 til 25 og særlig 9 til 20% av komponent B, beregnet på massen av faststoffer, ved en temperatur opptil ca. 100°C. Etter grundig homogenisering kan den således oppnådde emulsjon fortynnes til det ønskede faststoffinnhold hvorved den ved tilsetning av en ytterligere mengde vann viser et jevnt viskositetsfall. Ved oppfinnelsens fremgangsmåte kan det som komponent A også settes smeltede fastharpikser med en temperatur på opptil 120°C til kalde, vandige oppløsninger av emulgatorharpiksen B slik at det oppnås en blandingstemperatur på maksimalt 100°C. Også tilsetning av den vandige emulgererharpiksoppløsning til smeltet fastharpiks A er mulig så lenge derved en blandingstemperatur på 100°C ikke overskrides.

Under blandingen av komponent A og den vandige oppløsning av B dannes det umiddelbart en olje-i-vann-emulsjon hvorved det oppnådde emulsjon allerede etter kort homogenisering kan fortynnes til det ønskede faststoffinnhold. Derved opptrer ikke de i de vanlige metoder, der en emulgator hhv. emulgatorharpiks blandes med harpiksen som skal emulgeres før vanntilsetningen, observerte viskositetsmaksima eller geltilstander som forhindrer en homogenisering eller i det minste vanskeliggjør denne. Videre tenderer de kjente emulgatorharpikser og de enkelt oppbygde emulgatorer som fettalkoholetoksylater og etoksylert sorbitanester, ved fremstilling av den nødvendige, vandige emulgeringsoppløsning, allerede ved lav faststoffandel til geldannelse, hvorved en blanding av emulgatoroppløsningen med den vannuoppløselige alkydharpiks A og dennes emulgering ikke lykkes slik tilfellet er ved oppfinnelsen.

Ved hjelp av oppfinnelsens vannoppløselige alkydharpiks B og de beskrevne metoder, kan forskjellige, som bindemidler for beleggsmateriale tjenende, vannuoppløselige alkydharpikser A, overføres til stabile og for ytterligere bearbeidelse hhv. anvendelse velegnede, vandige emulsjoner.

Ifølge oppfinnelsen er det videre foretrukket at syretallet for alkydharpiksen A og/eller Ba før ytterligere opparbeiding reduseres ved omsetning med et monoepoksid som versatinsyreglysidylester til maksimalt 5 mg/g og fortrinnsvis til maksimalt 3 mg/g.

Den som komponent B anvendte, vannoppløselige alkydharpiks tjener som emulgeringsharpiks i form av sin vandige oppløsning med en faststoffmasseandel på 30 til 60% og en dynamisk viskositet på 5 til 50 Pa s. pH-verdien for denne oppløsning av denne alkydharpiks utgjør 3 til 5, har imidlertid i oppfinnelsens produkter kun liten innflytelse på stabiliteten for den oppnådde emulsjon. Disse oppløsninger av alkydharpiks utmerker seg ved en konstant viskositet og kun liten stigning av syretallet under en lagring i fire uker ved 40°C.

Ved forestringen av adduktet Bb fra alkoksypolyetylenglykol Bba og det cykloalifatiske dikarboksylsyreanhydrid Bbb med en alkydharpiks Ba med et hydroksyltall på fortrinnsvis minst 30 mg/g, og som er likeartet med alkydharpiksen A

som skal emulgere eller er fordragelig med denne fortrinnsvis i ethvert forhold oppstår en emulgeringsharpiks ved hvis hjelp det overraskende kan oppnås alkydharpiksemulsjoner for pigmenterte, høyglansede dekklakker.

Oppfinnelsens fremstilte emulsjoner kan alt etter type av emulgert alkydharpiks anvendes for lakker som også kan være pigmentert med (u)organiske pigmenter og fyllstoffer, samt som belegningsmidler for tekstiler eller mineralske materialer og lignende. På malingsfronten kan det på basis av oppfinnelsens emulsjoner formuleres klarlakker, lasurer, grunninger og dekklakker.

For belegning av arbeidsstykket jern og stål anvendes emulsjonene fortrinnsvis med en pH-verdi på over 7 for å unngå den ved anvendelse av sure, vandige lakksystemer opptredende flyverusdannelse. Innstillingen av pH-verdier med alkali- eller jordalkalimetallhydroksider kan skje i enhver fase av metoden, dette har ingen innflytelse på emulsjonens stabilitet.

De følgende eksempler skal forklare oppfinnelsen.

I de følgende eksempler angir, på samme måte som i teksten ovenfor alle angivelser med enheten i"%" masseandeler (kvotienten av massen av det angjeldende stoff og massen i blandingen, hvis ikke annet er sagt. Konsentrasjonsangivelser i "%" er masseandeler av det oppløste stoff i oppløsningen (massen av de oppløste stoff, dividert med oppløsningens masse). Målingen av viskositeten ble foretatt ved hjelp av DIN ISO 3219 ved 23°C og en skjærgrad på 25 s~\ Bestemmelsen av faststoffmasseandelen skjedde i henhold til DIN 55671 ved en temperatur på 120°C og en oppholdstid i omluftovnen på 5 minutter.

Eksempler

I eksemplene ble følgende produkter anvendt:

Komponent A

Som komponent A ble det anvendt kommersielle alkydharpikser i oppløsningsmiddelfri form I tabell 1 angis deres beskrivelse og kjennverdier.

Komponent B

Som alkydharpiks Ba for component B ble anvendt de samme alkhydharpikser som under A, i oppløsningsfri form. I tabell 1 er deres beskrivelse og kjennverdier oppsummert.

Eksempel 1

Addukt Bb

I en vanlig plastreaktor ble de I tabell 2 angitte masse av metoksypolyetylenglykoler (typeangivelsen er den vektmidlere molare masse av monoeteren i g/mol) og tetrahydroftalsyreanhydridet under tilsetning av en masseandel på 0,1 % trietylamin som katalysator, oppvarmet til 150°C. Denne temperatur ble holdt inntil det var oppnådd et konstant syretall i henhold til tabell 2.

Eksempel 2

Emulgatorharpiks B

I den samme plastreaktor ble de i tabell 3 nevnte alkydharpikser oppvarmet med adduktene Bbl ogd Bb2 fra eksempel 1 til 220°C og 10% xylen ble tilsatt, beregnet på massereaksjonsblandingen. Etter en azeotrop destillasjon ved 230°C med xylen som kretsløpmiddel og derpå følgende destillasjon under redusert trykk for å fjerne dette, oppnådde man oppløsningsmiddelfrie produkter med et syretall på mindre enn 3 mg/g og en dynamisk viskositet (fortynnet med vann til 50% DIN EN ISO 3219, målt ved 23°C) på 5 til 25 Pa s som angitt i tabell 3. Etter en lagring av 40°C i 2 uker forble viskositeten i oppløsningen praktisk talt uendret.

Eksempel 3 (Sammenligningseksempel: emulgatorharpiks på basis av ftalsyreanhydrid) 56 kg talloljefettsyre, 41 kg pentaerytritt, 64 kg ftalsyreanhydrid og 0,2 kg dibutyltinn-dilaurat som katalysator ble oppvarmet til 180°C og 330 kg metoksypolyetylenglykol med en vektmidlere molarmasse på 2.000 g/mol ble tilsatt og det hele ble oppvarmet videre til 230°C. Etter en azeotropdestillasjon ved 230°C med xylen som kretsløpmiddel og etterfølgende destillasjon under redusert trykk for å fjerne dette, ble det oppnådd 500 kg av et oppløsningsmiddelfritt produkt med et syretall på 3 mg/g og en dynamisk viskositet (fortynnet med vann til 50%, 23°C) på 3600 mPa-s. Etter en lagring ved 40°C i 2 uker har viskositeten i oppløsningen falt til 820 mPa-s og syretallet steget til 6,6 mg/g. Den friske oppløsning var riktig nok egnet som emulgeringsharpikskomponent for alkydharpiksene Al, A2 og A3, men det ble dog oppnådd en betydelig redusert lagringsstabilitet for de fra disse fremstilte alkylharpiksemulsjoner. Således observerte man allerede ved den lagring i 1 uke ved romtemperatur en stigning av syretallet og en avsetning i emulsjonen.

Eksempel 4

Oppfinnelsens fremstilling av emulsjonene skjedde i henhold til de i tabell 4 angitte mengdeforholdet. I en vanlig plastreaktor med ankerrøret gikk man ut fra komponent B fra eksempel 2 og den til 80°C forvarmede komponent A ble tilsatt i løpet av 2 timer ved omrøring.

Etter ytterligere homogenisering i 1 time ble det hele avkjølt ved langsom tilsetning av vann til det ønskede faststoffinnhold og så avkjølt videre til 30°C.

En eventuell justering av pH-verdien til ca. 7 skjer ved tilsetning av små mengder av en 5% litiumhydroksidoppløsning.

Tabell 4 inneholder også opplysninger om emulsjonenes anvendelse. Disse er kjente for fagmannen og retter seg etter produsentens anbefalinger.

Således ble det til de oksidativt tørkende systemer satt kobolt-zirkonium-kombinasjonstrykkere (6% Co- og 9% Zr-metallinnholdet) og tørkingen og filmegenskapene ble bedømt sammenlignet med hverandre.

Alle emulsjoner ga filmer som tilsvarte et oppløsningsmiddelholdig system når det gjelder tørkeegenskaper og filmbeskaffenhet. Stabiliteten for emulsjonene ble bestemt ved lagring ved 40°C og 50°C samt 3 frys-tin-sykler. Alle oppfinnelsens emulsjoner var i orden etter 240 timer (50°C) henholdsvis etter 600 timer (40°C). Etter 3 frys-tin-sykler viste det ingen signifikante emulsjonsendringer.

Eksempel 5

Fremstilling av vannfortynnbare lakker

Fra alkydharpiksemulsjonene i eksemplene 4-1 til 4-4 ble det på følgende måte fremstilt hvitlakker under anvendelse av egnede pigmentpastaer i følgende formuleringer (angivelse for 100 g lakk):

53,0 g alkydharpiksemulsjoner (Eksempel 4-1 til 4-4, 60 %)

0,50 g sikkativkombinasjon (6 % Co, 9 % sirkonium, oppløst i testbensin)

0,20 g utjevnings-/antikrateradditiv (akrylpolymer)

0,20 g avdkummer (mineraloljebaser)

0,80 g reologiadditiv (polyuretanfortykker)

36,4 g pigmentpasta (se nedenfor)

8,90 g deionisert vann

Man gikk ut fra bindemidlet, deretter ble pigmentpastaene og additivene rørt inn langsomt og porsjonsvis og til slutt ble den ønskede viskositet innstilt med vann.

Pigmentpasta (sammensetning av 100 g av pigmentpastaen):

17,4 g deionisdert vann

3.6 g dispergeringsmiddel (ikke-ionisk polymer)

1.7 g propylenglykol

0,8 g utjevnings- og formettingsmiddel (akrylpolymer)

1,9 g avskummer (voksemulsjon)

69,3 g titaniumdioksid (rutiltype, 94 % TiC«2, densitet 4,0 g/cm<3>)

5,3 g reologiadditiv (polyuretanfortykker)

Bestanddelene ble rørt inn i den angitt rekkefølge og deretter dispergert i ca. 30 minutter i en perlemølle.

Lakkene oppviser en faststoffmasseandel på ca. 57% og har en viskositet i henhold til ASTM D 4287-88 ved en skjærhastighet på 10.000 s"<1>og 23 °C på ca. 200 mPa-s, viskositeten i henhold til ASTM D 562 ved 23 °C utgjorde i "Krebs enheter" ca. 88 KU. Forholdet mellom massene i pigment og bindemiddel utgjorde ca. 0,8 : 1, pH-verdien i henhold til DIN 53785 ved 23°C, 10 % vandig fortynning var ca. 7,0.

Klebe friheten, målt ved et belegg med 152 um påføringsspalt ved romtemperatur (20°C) var ca. 3 timer.

Lakkene ble påført på, på forhånd grunnede blikk, og bedømt etter en lufttørking i ca. 25 timer ved romtemperatur blant annet med henblikk på glans og glansslør. Lakkene som var formulert med oppfinnelsens fremstilte alkydharpiksemulsjoner oppviste en meget god glans, ved en målevinkel på 20°C ble det oppnådd glansverdier over 90%. Etter en måneds lagring av de belagte blikk ved romtemperatur ble det funnet et gjennomsnittlig glansfall på mindre enn 5%. Ved lagring i mørke av belagte blikk sammenlignet med tilsvarende og i oppløsningsmidler oppløste alkydharpikser, opptrådte det i løpet av 3 måneders lagringstid ingen sterk mørkegulning, mens lakker på basis av med amin nøytraliserte sure alkydharpikser viste en signifikant sterkere mørkegulning.

Ved siden av klar- og hvitlakker kan det også fremstilles kulørte lakker og klarlakker i henhold til en formulering tilsvarende en av de angitte, eller i kombinasjon med akrylharpiksdispersjoner. Disse utmerker seg ved god utjevning og høy utfylling.

Claims (9)

1. Alkydharpiksemulsjon for dekklakker,karakterisertved at de inneholder en ikke-vannoppløselig alkydharpiks A og en som emulgeringsharpiks anvendt, vannoppløselig alkydharpiks B som et forestringsprodukt av en alkydharpiks Ba som er homogent blandbar med alkydharpiksen A som skal emulgeres minst i et masseforholdsområde Ba: A på 2 : 98 til 50 : 50, og et addukt Bb av en Ci-C4-alkoksypolyetylenglykol Bba og et cykloalifatisk dikarboksylsyreanhydrid Bbb i et stoffmengdeforhold Bba : Bbb på 0,95 : 1,05 mol/mol til 1,05 : 0,95 mol/mol.

2. Alkydharpiksemulsjon ifølge krav 1,karakterisert vedat de i sin faststoffandel inneholder en masseandel på

70% til 95% av den ikke-vannoppløselige alkydharpiks A og

5% til 30% av den som emulgeringsharpiks anvendte, vannoppløselige alkydharpiks B.

3. Alkydharpiksemulsjon ifølge krav 1,karakterisert vedat alkydharpiksen B er et forestringsprodukt av masseandeler på 25% til 60% av alkydharpiksene Ba og 40% til 75% av adduktet Bb.

4. Alkydharpiksemulsjon ifølge krav 1,karakterisert vedat alkydharpiksen A oppviser et oljeinnhold på 25% til 75% og et syretall på opptil 20 mg/g.

5. Alkydharpiksemulsjon ifølge krav 1,karakterisert vedat syretallet for alkydharpiksen B maksimalt utgjør 3 mg/g.

6. Fremgangsmåte for fremstilling av en alkydharpiksemulsjon ifølge krav 1,karakterisert vedat i et første trinn, masseandeler på 70% til 95% av en Ci-C4-alkoksypolyetylenglykol Bba med en midlere molmasse Mw på 500 g/mol til 4000 g/mol, og 5% til 30% av et cykloalifatisk dikarboksylsyreanhydrid Bbb i et materialmengdeforhold på 0,95 : 1,05 mol/mol til 1,05 : 0,95 mol/mol blandes, og omsettes i nærvær av en katalysator under åpning av syreanhydridet til et addukt Bb, i et andre trinn, en masseandel på 40 til 75% av adduktet Bb forestres med en masseandel på 25 til 60% av alkydharpiksen Ba, hvorved summen av de nevnte masseandeler i reaksjonsblandingen gir 100%, under dannelse av en alkydharpiks B, i et tredje trinn, alkydharpiksen B blandes med vann, hvor det i blandingen foreligger en masseandel av alkydharpiks på 30 til 60%, og blandingen oppviser en dynamisk viskositet målt ved 23°C og et skjærfall på 100 pr. sekund, på 5 Pa s til 50 Pa s, og i et fjerde trinn alkydharpiksen A blandes med blandingen av vann og alkydharpiks B fra det tredje trinn ved en temperatur under 100°C og den resulterende alkydharpiksemulsjonen fortynnes under tilsetning av vann til en faststoffmasseandel på 40% til 75% og en dynamisk viskositet på 200 mPa s til 3000 mPa s.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6,karakterisert vedat i det andre trinn, mengden av reaktantene velges på en slik måte at syretallet for alkydharpiksen B maksimalt utgjør 3 mg/g.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 6,karakterisert vedat forholdet mellom massen av alkydharpiksen A og massen av alkydharpiksen B utgjør 70 : 30 kg/kg til 95 : 5 kg/kg.

9. Anvendelse av en alkydharpiksemulsjon ifølge krav 1 for fremstilling av vannfortynnbare lakker eller lasurer. Anvendelse av en alkydharpiksemulsjon ifølge krav 1 som bindemiddel for belegning av substrater valgt blant tekstiler, mineralske materialer, metaller og tre.