DE1273100B

DE1273100B - Trocknende Bindemittel fuer waesserige Lacke

Info

Publication number: DE1273100B
Application number: DER39510A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Henn; Dipl-Chem Dr Wolfgang Tietz; Dipl-Chem Dr Johannes Woellner
Original assignee: Rheinpreussen AG fuer Bergbau und Chemie
Current assignee: Rheinpreussen AG fuer Bergbau und Chemie
Priority date: 1964-12-21
Filing date: 1964-12-21
Publication date: 1968-07-18

Description

Trocknende Bindemittel für wässerige Lacke Die Erfindung bezieht sich auf trocknende, d. h. oxydativ erhärtende, Bindemittel für wässerige Lacke auf der Grundlage von Ammonium-bzw. Aminsalzen von Produkten der teilweisen Veresterung von Polycarbonsäuren mit ungesättigten, hydroxylgruppenhaltigen Verbindungen.
Es sind bereits wasserlösliche Lackbindemittel bekannt, die durch Umsatz von Derivaten der Mischpolymerisate aus Maleinsäureanhydrid und damit mischpolymerisierbaren Monomeren wie Styrol, Inden oder aliphatischen Vinylverbindungen mit hydroxylgruppenhaltigen Verbindungen durch beim Einbrennen ablaufende Veresterungsreaktionen entstehen. Die dazu erforderlichen Einbrenntemperaturen liegen gewöhnlich bei 180 bis 200°C. Außer dieser verhältnismäßig hohen Einbrenntemperatur haben solche Lackbindemittel den Nachteil, daß die erhaltenen Filme wenig wasserfest sind und im pigmentierten Zustand keinen Hochglanz besitzen.
Es sind ferner auf den vorstehenden Mischpolymerisaten aufgebaute Lackbindemittel bekannt, die aus Halbestern der Mischpolymerisate mit ungesättigten Alkoholen bestehen. Diese sind jedoch nicht in Wasser, sondern nur in organischen Lösungsmitteln löslich.
Nach der USA.-Patentschrift 3 098 051 können an Stelle der Addukte aus Maleinsäureanhydrid und zweifach ungesättigten Fettsäuren auch Reaktionsprodukte von Polyolen mit Polycarbonsäuren, wie Trimellit-oder Pyromellitsäure u. dgl., eingesetzt werden, sofern die Säure wenigstens drei Carboxylgruppen besitzt, diesoweit sie nicht verestert werdenmit Aminbasen neutralisiert werden.
Schließlich ist es z. B. aus der britischen Patentschrift 819 746 bekannt, trocknende Lackbindemittel aus Mischpolymerisaten von Styrol und anderen Monomeren mit Maleinsäureanhydrid im bevorzugten Molverhältnis 95 : 5 herzustellen, wobei der Anteil des Säureanhydrids 10 Gewichtsprozent nicht überschreiten darf. Auf solchen Mischpolymerisaten aufgebaute Alkydharze neigen jedoch bereits unterhalb von 10 Gewichtsprozent Maleinsäureanhydridanteilen im Mischpolymerisat stark zum Gelieren und sind überdies nicht wasserlöslich.
Es wurde nun gefunden, daß wasserlösliche Bindemittel der eingangs genannten Art bei erhöhten Temperaturen zu harten Filmen mit sehr guten und dauerhaftem Glanz und ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften trocknen, wenn sie aus den Salzen der Teilveresterungsprodukte von einem aus Maleinsäureanhydrid und einem damit mischpolymerisierbaren Monomer im Molverhältnis 1 : 1 hergestellten Mischpolymerisat als Polycarbonsäure einerseits mit einem Halbester von Glykolen mit ungesättigten Fettsäuren und/oder einer ungesättigten Hydroxyfettsäure als Hydroxyverbindung andererseits bestehen.
Als hydroxylgruppenhaltige Verbindungen sind Halbester von Glykolen, wie Propylenglykol-(1, 2) mit ungesättigten Fettsäuren, wie Methacrylsäure oder Sojaölfettsäure, geeignet. An Stelle der halbveresterten Glykole können als OH-Gruppen-haltige Verbindungen auch ungesättigte Oxyfettsäuren, wie Rizinolsäure, verwendet werden. Die beiden genannten OH-Gruppen-haltigen Verbindungsklassen können auch im Gemisch miteinander zur teilweisen Veresterung der Copolymerisate eingesetzt werden. Es ist dabei nicht erforderlich, stöchiometrische Mengen der OH-Gruppen-haltigen Komponente zu verwenden, sondern man kann durchaus sowohl oberhalb als auch unterhalb der für eine Halbveresterung erforderlichen Menge der Hydroxylverbindungen bleiben.
Ein besonderer Vorteil der wässerigen Lacke mit den erfindungsgemäßen Bindemitteln besteht darin, daß sie Einkomponentensysteme sind, welche besonders für den elektrophoretischen Filmauftrag geeignet sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß man das erfindungsgemäße Lacksystem außer mit Wasser auch mit organischen Lösungsmitteln, wie Alkoholen, Estern, Glykolen, Glykoläthern oder aromatischen Kohlenwasserstoffen, verdünnen kann.
Beispiel 1 Die in den Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile.
280 Teile Sojaölfettsäure und 305 Teile Propylenglykol-(1, 2) werden bei 180°C etwa 24 Stunden lang miteinander verestert, bis das Reaktionsgemisch eine Säurezahl unter 1 erreicht hat. Der Rohester wird durch Waschen mit Wasser vom überschüssigen Propylenglykol befreit. Der so erhaltene Ester hat eine OH-Zahl von etwa 155.
169 Teile dieses Esters werden mit 114 Teilen eines Maleinsäureanhydrid-Styrol-Copolymerisats, das Maleinsäureanhydrid und Styrol im Molverhältnis 1 : 1 enthält, eine Säurezahl von 480 und einen K-Wert von 15 aufweist, bei etwa 160 bis 180"C gerührt, bis man eine homogene Mischung erhält, die auch bei Zimmertemperatur klar bleibt. Dann neutralisiert man den Ester, nach Zufügen von 97 Teilen Äthylenglykolmonoäthyläther mit 65 Teilen 10%igem wässerigem Ammoniak. Die entstandene klare Lösung wird mit 142 g Titandioxyd pigmentiert (Verhältnis Bindemittel zu Pigment wie 1 : 0,5) und durch Zugabe von 870 Teilen Wasser auf eine Viskosität von 40 DIN-Sekunden verdünnt. Die auf Blech aufgespritzten Filme werden 30 Minuten bei 170"C gehärtet.
Beispiel 2 203 Teile des im Beispiel 1 beschriebenen Esters aus Sojaölfettsäure und Propylenglykol werden mit 114 Teilen des Maleinsäureanhydrid-Styrol-Cop olymerisates wie im Beispiel 1 umgesetzt. Die Neutralisation mit 100/igem Ammoniak wird bis zu einem pH-Wert von 6 getrieben. Pigmentierung, Verdünnung, Filmauftrag und Härtung werden wie im Beispiel 1 vorgenommen.
Beispiel 3 296 Teile Ricinolsäure werden mit 244 Teilen des gleichen Maleinsäureanhydrid-Styrol-Copolymerisates wie im Beispiel 1 bei 220"C 2 Stunden lang verestert.
Das so erhaltene klare Produkt wird, nach Zugabe von 180 Teilen Äthylglykol, mit 78 Teilen Triäthylamin neutralisiert und mit Wasser auf 1080 Teile aufgefüllt.
Diese Lösung wird wie im Beispiel 1 pigmentiert, mit 1600 Teilen Wasser verdünnt und auf Bleche aufgespritzt und dann 30 Minuten bei 180"C gehärtet.
Beispiel 4 237 Teile des im Beispiel 1 beschriebenen Esters aus Sojaölfettsäure und Propylenglykol werden mit 116 Teilen eines Maleinsäureanhydrid-Inden-Copolymerisats (Molverhältnis 1: 1) wie im Beispiel 1 umgesetzt. Die Neutralisation mit 10%igem Ammoniak wird bis zu einem pH-Wert von etwa 6,5 vorgenommen. Die Lösung wird mit der gleichen Menge Wasser verdünnt, auf Eisenbleche aufgespritzt und bei 170"C 30 Minuten gehärtet.

Die Eigenschaften der gehärteten Filme nach den Beispielen 1 bis 4 sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.

Beispiel 1 Beispiel 1 Beispiel 3 $Beisplel 4

Pendelhärte nach K ö n i g............ 122 Sekunden 120 Sekunden 118 Sekunden 136 Sekunden

Erichsentiefung (DIN 53 156) ................ . 8,6 mm 10 mm 10 mm 10 mm

Gitterschnitt (DIN 53 151) ................ 1 1 1 1

Haftfestigkeit ........................... sehr gut sehr gut gut gut

Kratzfestigkeit ...................... sehr gut sehr gut gut gut

Wasserfestigkeit gut gut gut gut

Claims

Patentanspruch: Trocknende Bindemittel für wässerige Lacke auf der Grundlage von Ammonium- bzw. Aminsalzen von Produkten der teilweisen Veresterung von Polycarbonsäuren mit ungesättigten, hydroxylgruppenhaltigen Verbindungen, d a d u r c h g ekennzeichnet, daß sie aus den Salzen der Teilveresterungsprodukte von einem aus Maleinsäureanhydrid und einem damit mischpolymeri- sierbaren Monomer im Molverhältnis 1 : 1 hergestellten Mischpolymerisat als Polycarbonsäure einerseits mit einem Halbester von Glykolen mit ungesättigten Fettsäuren und/oder einer ungesättigten Hydroxyfettsäure als Hydroxyverbindung andererseits bestehen.

In Betracht gezogene Druckschriften : Britische Patentschrift Nr. 819 746; USA.-Patentschrift Nr. 3 098 051.