CH153836A - Verfahren zur Herstellung eines Lackes. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung eines Lackes.    Die vorliegende Erfindung bezieht sieh  auf ein Verfahren zur Herstellung eines       Laches,    wobei ein     härtbares,    lösliches Kunst  harz durch Erhitzen teilweise in den gehär  teten, unlöslichen und     unschmelzbaren    Zu  stand übergeführt wird. Das Verfahren ist  dadurch gekennzeichnet,     dass    die Erhitzung       (les        härtbaren    löslichen Kunstharzes in einem       Lösungs-        bezw.        Dispergierungsmittel    erfolgt.

    Mit den erfindungsgemäss hergestellten     Lak-          ken    lassen sich durch Trocknen an der Luft  brauchbare Filme herstellen, die als Schutz  von Bauteilen, Wagengestellen, Werkzeugen  oder dergleichen gegen atmosphärische Ein  flüsse dienen können, was insbesondere dann  wertvoll ist, wenn eine Härtung von     Über-          züo,en    durch Erhitzen der     Ge-enstände        un-          C        tD     praktisch oder unmöglich ist.  



  Die gemäss der Erfindung verwendeten       härtbaren    Kunstharze     (Resinoide)    unter  scheiden sich von natürlichen oder andern  Harzen dadurch,     dass    sie in einem     Anfangs-          e     zustand oder     härtbaren    Zustand (zum Bei-    spiel     A-Zustand)    als lösliche und schmelz  bare Produkte hergestellt und durch Anwen  dung von Hitze allmählich in einen unlös  lichen und     unschmelzbaren    Endzustand (zum  Beispiel     C-Zustand)    übergeführt werden kön  nen.

   Zu diesen     härtbaren    Kunstharzen ge  hören die Kondensationsprodukte aus     Phe-          nolen    und Aldehyden, aus Glyzerin und  mehrbasischen Säuren und aus     Harnstoff     oder     Thioharnstoff    und Aldehyden. Um sie  von den dauernd schmelzbaren Harzen zu  unterscheiden, bezeichnen wir die durch  Hitze     härtbaren    Harze als     Resinoide.     



  Löst man diese     Resinoide    im löslichen  und     härtbaren    Zustand in flüchtigen Lö  sungsmitteln, so können Überzüge durch     Ver-          dunstenlassen    von dünnen Schichten der Lö  sung hergestellt werden. Derartige Überzüge  sind aber nicht hart und zäh genug, und es  ist nötig, sie einem nachträglichen Erhitzen  zu unterwerfen und dadurch in den polymeri  sierten, unlöslichen Zustand überzuführen,  um den Anforderungen der Praxis entspre-           chende    Überzüge zu erhalten.

   Um das nach  trägliche Erhitzen oder Härten der Filme zu  vermeiden, hat man bereits vorgeschlagen, die       Resincide    in trocknenden Ölen dadurch     lös-          'lieh    zu machen,     dass    man sie mit einem     Lö-          sun-Svermittler    bei hoher Temperatur erhitzt  und sie     darauffolgend    mit einem trocknenden  <B>Öl,</B> wie zum Beispiel     Tungöl    oder Leinöl,       C,          vereini-t.    Die Bildung von Filmen aus     der-          artio,

  en    Produkten ist jedoch von der     verhält-          nismässi,r    langsamen Oxydation der trocknen  den Öle abhängig. Es ist ferner bereits vor  geschlagen worden, einen Lösungsvermittler  zusammen mit einem Reaktionsprodukt aus       Tunaöl    und Phenol zu benutzen, das durch  Zusatz eines     Härtungsmittels        härtbar        ge-          niaelit    worden ist, um ein zur Herstellung  von     luittrocknenden    Firnissen geeignetes     lös-          liebes        Resinoid    zu erhalten.

   Bei dem Erhit  zen eines     Resineids    mit einem Lösungsver  mittler, zum Beispiel     Kolophonium,    erfolgt  durch Einwirkung des Lösungsvermittlers  einer derartige     Veränderun.,    des     Resinoids,          dass    das letztere eine     erliöhte    Löslichkeit in  fetten Ölen erhält.

   Bei dem Erhitzen des Re  <B>s</B>     -inoids        in        Gegenwart        von        Lösungsmitteln        er-          folgt    dagegen eine Härtung, das heisst die  n  Bildung von unlöslichen Produkt, die in dem  Lösungsmittel     dispergiert    bleiben.  



  Gemäss der vorliegenden Erfindung kön  nen für die     erwähnt--n    Zwecke geeignete  Lacke ohne Benutzung eines Lösungsvermitt  lers hergestellt werden. Aus diesen Lacken  lassen sich Filme oder Überzüge herstellen,  die nach dem Verdunsten der flüchtigen Be  standteile nicht klebrig sind, auf der     Unter-          Iagoe    fest haften und ein gefälliges, gleich  mässiges, durchscheinendes Aussehen zeigen,  sowie, eine nennenswerte Widerstandsfähig  keit gegen Sonnenlicht, Eindringen von Was  ser und schwache alkalische oder     Seifen-          lösuno,en    aufweisen.

   Diese Lacke     ermög-          liehen    auch ein relativ schnelles Entweichen  der Lösungsmittel aus den Filmen, was eine  Trocknung derselben bis zum nicht mehr  klebrigen Zustand in einer überraschend kur  zen Zeit zur Folge haben kann.    Zur Erläuterung der Erfindung seien  nachfolgend einige Beispiele für die Herstel  lung der Lacke gegeben. Es sei jedoch be  merkt,     dass    die betreffenden Angaben nur  beispielsweise gemacht sind und innerhalb  der in den Ansprüchen gezogenen Grenzen  geändert werden können.  



  <I>Beispiel<B>1:</B></I>  Man stellt ein     Resinoid    in der üblichen  Weise durch Kondensation von<B>1000</B>     gr    Phe  nol mit<B>1000</B>     gr    einer     ffligen.    Lösung von  Formaldehyd, unter Verwendung von<B>1</B>     gr          Hexamethylentetramin    als Katalysator her.  Bei der     Ausführun-,    der Reaktion     erfolat     eine Trennung in ölige und wässerige Be  standteile. Die wässerige Schicht kann man  durch Destillation entfernen oder man kann  sie teilweise dekantieren und den Rest durch  Kochen oder Destillieren bei gewöhnlichem  oder vermindertem Druck entfernen.

   Das     Er-          lützen    zwecks     Entwässeruno,    wird unter     ener-          C          gischem    Rühren fortgesetzt, und zwar vor  teilhaft nicht nur so lange, bis eine Probe  bei dem Abkühlen hart wird, was im     all-          gem          .,    einen als ein Kennzeichen der Erreichung  des festen, löslichen, reaktionsfähigen     A-Zu-          standes    angesehen wird, sondern im wesent  lichen bis zu dem Zustand, in dem die Masse  eine Neigung zeigt, in ein poröses, gummi  artiges, schlackenähnliches Produkt überzu  gehen,

   das im wesentlichen unlöslich und       unschmelzbar    wird, wenn man die Reaktion  nicht plötzlich unterbricht.     Man    kann für  diese Bedingung keine bestimmte Zeit und  Temperatur angeben, da die Dauer der<B>Er-</B>  hitzung von der Grösse des Bades, sowie von  der Temperatur der Masse abhängig ist und  durch     Vorversuche    bestimmt werden     muss.    Es  ist nicht wesentlich,     dass    dieser Zustand er  reicht wird, doch wird durch die Führung  der Anfangsreaktion bis zu diesem Zustand  die nachfolgende Reaktion der Härtung     bezw.          Polymerisierung    sehr wesentlich abgekürzt.

    Es ist auch nicht wesentlich,     dass    die rohen  Reaktionskomponenten als Ausgangsmateria  lien verwendet werden. Man kann an deren  Stelle die im     Ilandel        befin#dlichen    reaktions-      fähigen     A-Harze    verwendet und diese so  weit erhitzen,     dass    sie dem beschriebenen  Produkt entsprechen.  



  Zu der erhitzten Masse, die sich in dem  gewünschten, noch geschmolzenen Zustand  befindet, werden relativ kalte Lösungsmittel  zugegeben und schnell vermischt, um die,  Temperatur der Masse zu erniedrigen und  dadurch die Anfangsreaktion zu unterbre  chen. Man verwendet zweckmässig flüchtige  Lösungsmittel mit Siedepunkten über<B>100' C,</B>  wie zum Beispiel     Butylalkeho.1,        Amylacetat     oder deren Mischungen, und die Menge die  ser Lösungsmittel hängt von der Viskosität  ab, die man in der resultierenden Lösung  oder     Su#spension    zu erhalten wünscht.

   Für  das oben beschriebene Bad kann man eine       Mischun-    von etwa 400     gr        Butylalkoho,1    und  400     gr        Amylacetat    mit einem Siedepunkt von  etwa<B>117 ' C</B> mit gutem Erfolg verwenden.  Die Lösung, die Leine wahre Lösung<B>zu sein</B>  braucht, wird nun unter     Rückfluss    wieder  erhitzt oder gekocht, und die Zeitdauer dieser  Erhitzung hängt von den verwendeten Lö  sungsmitteln ab. Bei der angegebenen Mi  schung beträgt die     Erhitzungsdauer    etwa  zwölf Stunden.

   Diese relativ lange     Erhit-          zungsdauer    in Gegenwart der Lösungsmittel       t'        el     hat eine erhebliche Umwandlung der in Sus  pension     befindliehen        Resinoide    in den gehär  teten oder polymerisierten     C-Zustand    zur  Folge, was sich durch eine wachsende Vis  kosität der Lösung bemerkbar macht. Die  Lösung wird dann mit niedrig siedenden Lö  sungsmitteln vermischt, deren Auswahl von  dem Charakter des gewünschten Lackes<B>ab-</B>  hängt.

   Zur Herstellung eines     Streichlaches     kann man zum Beispiel     Aceton,    Alkohol,     To-          luol,        Äthylaceta-t    oder deren Mischungen -ver  wenden. Man kann das     Resinoid    noch wei  ter härten     bezw.    dem polymerisierten<B>End-</B>  zustand noch näher bringen, indem man es  in Gegenwart dieser Lösungsmittel unter       Rückfluss    noch weiter erhitzt.  



  Man kann die Lösungsmittel bereits mit  den rohen     Rtaktionskomponenten    vermischen  und sowohl die Anfangskondensation, als    auch die Härtung in deren Gegenwart aus  führen. Doch spielen die Kosten der Lö  sungsmittel bei der technischen Ausführung  eine wesentliche Rolle und deren     Atisschal-          tung    in dein ersten Stadium der Reaktion  und die Vermeidung von Verlusten durch  Verdunsten bedeutet infolgedessen praktisch  einen Vorteil.  



  Man kann für den wünschenswerten     Ilär-          tungsgrad    des in Lösung befindlichen     Resi-          noids    keine wohl definierten. scharfen Gren  zen angeben, da die Eigenschaften des     Fil-          nies    hinsichtlich Zähigkeit und Dauerhaftig  keit sich entsprechend ändern. Eine brauch  bare Probe bestellt darin,     dass    man auf einem       ge#eigneten    Papier einen Überzug herstellt und  den Grad des     Eindringens    beobachtet.

   Wenn  zum Beispiel eine mit dem gleichen Gewicht  von Alkohol vermischte Lösung in Kraft  papier (kraft     paper)    von etwa<B>0,125</B> mm  Dicke nur wenig oder überhaupt nicht ein  dringt so ist das ein Zeichen,     dass    die     Här-          tuno,    genügend weit     vorgesehritten    ist, um       luftirocknende    Lacke zu erhalten, die für die  hier beschriebenen Zwecke verwendbar sind.

    Die     Resinoide    sind in dem gehärteten     C-Zu-          stand    praktisch stets unlöslich, und die     Här-          tuno,    der Harze in Gegenwart der Lösungs  mittel führt infolgedessen zu einer kolloida  len Suspendierung     bezw.        Dispergierung,     deren Grad durch das mangelnde Eindringen  in das Papier gekennzeichnet ist.

   Es ist fer  ner für diesen kolloidalen Zustand charak  teristisch,     dass,    trotzdem das Lösungsmittel  und das in ihm enthaltende     Resinoid    nach       t'        Olenügendein        Härten        durch        Erhitzen        das        Aus-          sehen    einer wahren Lösung zeigen, der wei  tere Zusatz desselben Lösungsmittels zu  einem Ausfällen des     Resinoids    führt.  



  Die Erfindung ist auf die Benutzung       irgendwelcher    Lösungsmittel nicht be  schränkt. Es ist aber zweckmässig, hochsie  dende Lösungsmittel zu verwenden, die spä  ter in dem Lackfilm, respektive Überzug ver  bleiben, und man kann 'hierzu solche     Lö-          sungs-    und     Plastifizierungsmittel    benutzen,

    die     einerseit    dem Film oder Überzug     Plast-'-          i        It        ät        und        Biegsamk-eit        oder        andere    wün-           schenswerte        Eicenschaften    verleihen und  anderseits das Härten des Harzes in der Lö  sung ermöglichen.

   Als Lösungsmittel zu die  <I>n</I><B>in</B>       sein   <B>Zweck</B> kommen die meisten bekannten       Plastifizierungsmittel    in Frage, wie zum Bei  spiel     Diamylphthalat,        Äthylabietat,    sowie  auch zahlreiche andere Stoffe, die man ge  wöhnlich nicht zu     den        Plastifizierungsmitteln     zählt, wie zum Beispiel natürliche Harze,       Kolophoniumester,    Öle oder Fettsäuren     usw.     <I>Beispiel 2:

  </I>  Eine komplexe     Öl-Phenol-Harzmasse    vom  Typus der in der amerikanischen Patent  schrift     Nr.   <B>1590079</B> von     Bych.    beschriebenen  Produkte ist zur     ITä.rtun(y    in     Geo-enwart    von       el        el     Lösungsmitteln und zur Herstellung von       lufttrocknenden    Lacken ohne Verwendung  eines Lösungsvermittlers ebenfalls geeignet.

    Man     lässt    zum Beispiel<B>100</B>     gr    Phenol auf  <B>50</B>     ar        Tunnöl    oder ein anderes geeignetes     fet-          n        ti          te,s   <B>01</B> (man kann ein rohes Produkt oder ein  verkochtes, metallische     Trocknungsmittel    ent  haltendes benutzen) in Gegenwart von etwa  <B>1</B>     gr    Phosphorsäure oder eines andern geeig  neten Katalysators eine halbe bis sechs Stun  den lang einwirken,

   bis der von     Byck    be  schriebene komplexe     Phenolkörper    entsteht  Die Menge des verwendeten Öls kann in wei  ten Grenzen variiert werden. Dieser     Miasse     setzt man 20 bis 25     gr        Hexamethylentetra-          min    oder ein anderes geeignetes     Härtungsmit-          fel    zu, zusammen mit 40     gr        Amylacetat    und  40     gr        Butvialkohol,    und man     lässt    diese Be  standteile etwa<B>30</B> Minuten lang aufeinander  einwirken.

   Dann erfolgt der Zusatz von wei  teren Lösungsmitteln, zum Beispiel<B>100</B>     gr          Butylalkollo.1    und<B>100</B>     gr    Terpentinöl, worauf  die Masse etwa<B>16</B> Stunden lang erhitzt wird,  um die erforderliche Umwandlung in den       C-Zustand    in Gegenwart der Lösungsmittel  herbeizuführen.  



  Die     Resinoide,    die in den gemäss den  obigen Beispielen hergestellten Produkten in    gehärtetem Zustand vorhanden sind, stellen  nicht die gesamte Menge des in dem Produkt  enthaltenen     Resinoids    dar, so     dass    die erhal  tenen Filme nicht dieselbe Härte und     Wider-          standsfähio,1,-"eit        -e-en        Lösunosmittel    besitzen,       t'   <B>n</B>     l#    t'  wie     Resinoidfilme,    die durch ein nachträg  liches Erhitzen gehärtet worden sind.

   immer  hin ist ein wesentlicher Anteil des     Resinoids     so weit gehärtet,     dass    der getrocknete Film  durch Lösungsmittel, wie zum Beispiel     A.1-          kohol,    nur langsam angegriffen wird.

   In die  ser Hinsicht unterscheiden sich also     dera        rtige     Filme in scharfer Weise von den Filmen, die  aus dem Produkt aus Harzestern und     Tungöl     bestehen (spar     varnishes),        bezw.    von ähn  lichen     Lackfilmen,    die durch Alkohol leicht       an(re(Triffen    und     -elbst    werden, und sie zei  gen auch hinsichtlich ihrer Widerstands  fähigkeit gegen das Eindringen von     Was-#er     eine Überlegenheit.

   In ihren sonstigen Eigen  schaften (Dauerhaftigkeit, Härte     usw.)        k#;ii-          neu    die     Resinoidfilme,    die aus den Lacken  gemäss der vorliegenden Erfindung entstehen,  vorteilhaft mit denjenigen verglichen werden,  die man aus natürliche Harze oder     Ester-          harze    enthaltenden Lacken erhält.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH:</B> Verfahren zur Herstellung eines Lackes, wobei ein härt.bares, lösliches Kunstharz durch Erhitzen teilweise in den aehärteten. unlöslichen und unschmelzbaren Zustand übergeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzung des härtbaren löslichen Kunstharzes in einem Lösungs- bezw. Dis- pergierungsmittel erfolgt.

   UNTERANSPRUCH: Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel ein Gemisch von Butylalko-hol und Amylacetat verwendet wird.