DE2805902A1 - Epoxyester und diese enthaltende ueberzugszusammensetzungen - Google Patents

Epoxyester und diese enthaltende ueberzugszusammensetzungen

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DE2805902A1 DE19782805902 DE2805902A DE2805902A1 DE 2805902 A1 DE2805902 A1 DE 2805902A1 DE 19782805902 DE19782805902 DE 19782805902 DE 2805902 A DE2805902 A DE 2805902A DE 2805902 A1 DE2805902 A1 DE 2805902A1
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf Polyester und diese enthaltende Überzugszusammensetzungen. Die überzugszusammensetzungen eignen sich insbesondere für Metallsubstrate.
In der US-PS 3 985 6 95 ist ein Epoxyester beschrieben, bei dem ein monofunktdoneiles 1,2-Epoxid zur Regelung des Molekulargewichts, d.h. als Kettenabbrecher, verwendet wird. Es ist nicht bekannt, für diesen Zweck eine Monocarbonsäure einzusetzen.
Gemäß der Erfindung wird ein Epoxyester geschaffen, der ein Esteraddukt aus einem mehrwertigen 1,2-Epoxidharz und einer Monocarbonsäure mit einer gesättigten zweibasischen Säure und Trimellitsäureanhydrid umfaßt, wobei die freien Carboxygruppen mit Ammoniak oder einem Amin neutralisiert werden.
Die mit Wasser reduzierbaren oder verdünnbaren Epoxyester werden durch Umsetzung eines Epoxyharzes, vorzugsweise eines Diglycidyläthers des Bisphenols A mit einer Monocarbonsäure mit 8 bis 18 i'ohlenstoff atomen und einer zweibasischen Säure, beispielsweise Azelainsäure, und nachfolgender Umsetzung mit Trimellitsäureanhydrid und Neutralisierung der freien Carboxygruppen hergestellt.
Dieses Material kann in einem wässrigen Träger dispergiert werden, auf ein Hetallsubstrat aufgebracht und gehärtet werden.
Das Epoxyharz kann jeder Polyglycidyläther einer mehrwertigen organischen Verbindung, insbesondere eines mehrwertigen Phenols, sein. Insbesondere werden Diglycidyläther von Bisphenol bevorzugt, eine Klasse von Verbindungen, die sich durch zwei phenolische Gruppen, die
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durch eine dazwischenliegende aliphatische Brücke verbunden sind, auszeichnen. Obwohl jedes Bisphenol verwendet werden kann, wird die Verbindung 2,2-Bis-(phydroxyphenyl)-propan, die allgemein als Bisphenol A bezeichnet wird, bevorzugt, da diese im Handel leicht erhältlich ist. Es können jegliche Polyglyeidylather verwendet werden, Diglycidyläther werden jedoch bevorzugt.
Die bevorzugten 1,2-Epoxyharze haben ein Epoxidäquivalentgewicht (Gramme an Harz, enthaltend ein Grammäquivalentepoxid) zwischen etwa 180 und etwa 2500 und eine Epoxidzahl zwischen etwa 0,55 und etwa 0,04 Äquivalente Epoxy/100 g. Die bevorzugten Epoxyharze, d.h. die von Bisphenol A abgeleiteten, weisen zwei Epoxygruppen je Molekül auf.
Geeignete aliphatische Monocarbonsäuren sind solche mit etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatomen und einem Molekulargewicht zwischen etwa 140 und 290. Mischungen von Monocarbonsäuren kommen gleichfalls in Betracht. Beispiele für aliphatische Monocarbonsäuren sind: Octansäure, Nonansäure, Decansäure, Undecansäure, Laurinsäure, Tridecansäure, Myristinsäure, Pentadecansäure, Palmitinsäure, Heptadecansäure, Stearinsäure, ölsäure, Linolsäure, Linolensäure, Rizinolsäure, Leinsamenfettsäuren, Safranfettsäuren, Sojafettsäuren, Tallölfettsäuren, Baumwollsamenfettsäuren, Rizinusölfettsäuren, dehydrierte Rizinusölfettsäuren und Tungölfettsäuren.
Das Verhältnis von Dicarbonsäure zu Monocarbonsäure liegt zwischen etwa 2 und etwa 5, bezogen auf das Äquivalentge-
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wicht der Säure.
Die aliphatische Dicarbonsäure, die mit den Epoxiden umgesetzt wird, hat die Struktur HOOC(CH-) COOH, wobei η 4 bis 8 ist. Die aliphatischen Dicarbonsäuren umfassen Adipinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure und Sebacinsäure. Azelainsäure wird bevorzugt.
Es kommt auch in Betracht, dimerisierte ungesättigte Fettsäuren bis zu und einschließlich solchen mit 36 Kohlenstoffatomen einzusetzen sowie Disäuren, die durch eine Diels-Alder-Reaktion von Acrylsäure oder Methacrylsäure mit konjugierten ungesättigten Fettsäuren mit bis zu 18 Kohlenstoff atomen, beispielsweise
15
0 CH3 (CH2) 5 ( ) (CH2J7C-OH
erhalten werden. 25
Das Verhältnis der Äquivalente der gesamten aliphatischen Carbonsäuren (Monocarbonsäure + Dicarbonsäure) zu Epoxidäquivalenten liegt zwischen 1,0 und 1,2.
Die Umsetzung zwischen polyfunktionellem Epoxyharz, aliphatischer Monocarbonsäure und aliphatischer Dicarbonsäure wird vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise
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in einem geeigneten Lösungsmittel, wie Methyläthylketon (etwa 5 bis 10 Gew.-% an Reaktanten) durchgeführt. Diese Reaktanten werden in dem Methyläthylketon bei etwa 85 bis 95°C gelöst. Anschließend wird die Reaktionsmischung, die vorzugsweise einen Katalysator enthält, auf etwa 1500C erhitzt und bei dieser Temperatur unter Rückflußbedingungen etwa 1,5 h gehalten bis die alkoholische Säurezahl 3 bis 22, vorzugsweise 11 bis 14, und der Epoxygehalt 0,025 bis 0,035 mEq/g betragen. Es ist im allgemeinen vorteilhaft, einen Teil des Methyläthylketons mittels einer geeigneten Rückflußfalle, wie einer Dean-Stark-Falle, zu entfernen, um die Rückflußtemperatur aufrechtzuerhalten.
Die Veresterungsreaktion und die nachfolgende Umsetzung mit Trimellitsäureanhydrid, infra, können ohne Katalysator durchgeführt werden. Der Zusatz von Katalysatoren wird jedoch bevorzugt, wie beispielsweise quaternäre Ammoniumhydroxide, wie Benzyltrimethylammoniumhydroxid, tertiäre Amine, wie Triäthylamin, Tri-n-butylamin, N, N-Dimethylanilin, Ν,Ν-Benzylmethylamin, und KOH.
Nach Erreichen des gewünschten Epoxygehaltes wird die Reaktionsmischung abgekühlt (etwa 12O0C) und Methyläthylketon zugegeben, um die während des Rückflußkochens entfernte Menge wieder einzubringen. Anschließend wird Trimellitsäureanhydrid zur Reaktionsmischung zugegeben und die Reaktion etwa 2,5 h bei etwa 12O0C gehalten bis die alkoholische Säurezahl und die wässrige Säurezahl etwa gleich sind, was die Abwesenheit von Anhydridresten andeutet. Die Menge an eingesetztem Trimellitsäureanhydrid ist derart, daß das Verhältnis von Anhydridäquivalenten im Trimellitsäureanhydrid zu Epoxidäquivalenten 0,15 bis 0,35 beträgt. Die Säurezahl des schließlich erhaltenen
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Polymers liegt im Bereich zwischen etwa 40 und 80.
Die schließlich erhaltene Monomermischunq wird bis zu einem Feststoffgehalt von etwa 65 bis 75 mit einem Alkoxyäthanol, wie Butoxyäthanol (Butyl Cellosolve), Methoxyäthanol (Methyl Cellosolve), Äthoxyäthanol (Cellosolve) und Hexoxyäthanol (Hexyl Cellosolve) oder einem Alkohol, wie tert.-Butylalkohol, oder einem Diäthylenglycolmonoalkyläther, wie Diäthylenglycolmonoäthyläther (Methyl Carbitol) und Diäthylenglycolmonoäthyläther (Carbitol) verdünnt. Eine bevorzugte Kombination ist Butoxyäthanol und tert.-Butylalkohol, wobei etwa gleiche Gewichtsteile eingesetzt werden.
Zur Herstellung der endgültigen Überzugszusammensetzung wird das verdünnte Polymer weiter mit Wasser und einem neutralisierenden Amin reduziert, um einen Epoxyester auf Wasserbasis zu liefern. Der Gesamtfeststoffgehalt liegt zwischen etwa 29 und 31 ° und der pH-Wert zwischen 7 und 9. Die Viskosität sollte etwa 50 bis 75 s, Nr. 4 Ford Cup, betragen. Geeignete neutralisierende Amine sind Ammoniak und Ν,Ν-Dimethyläthanolamin. Das letztgenannte wird bevorzugt.
Die Überzugszusammensetzung kann übliche Zusätze enthalten, wie Schmiermittel (Wachse und. dergl.), oberflächenaktive Substanzen, Netzmittel, Verlaufmittel und Fließmittel. Uberzugszusammensetzungen sind klare Lösungen, sie können jedoch mit jedem üblichen Pigment
30 versehen werden.
Die mit Wasser verdünnten Uberzugszusammensotzungen können auf verschiedene Metallsubstrate aufgebracht werden,
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die zur Herstellung von Metalldosen geeignet sind, wie verzinnter Stahl, zinnfreier Stahl und Aluminium. Die Überzugszusammensetzung wird durch Walzen, Sprühen oder Bürsten mit einem öberz-nagsgewicht von 3 bis 5 mg/6,45 cm2 aufgebracht.
Die Härtung dor Überzüge kann in zufriedenstellender Weise bei Temperaturen zwischen etwa 1770C (3500F) und etwa 232°C (45U°F) und Zeiten zwischen etwa 10 min und 2 min erreicht werden. Bei Temperaturen unter etwa 1770C ist der Einsatz eines Aminoplasten erforderlich und unterhalb 149°C (3000F) sind lange Ilärtezeiten von etwa 30 min notwendig. Bei Temperaturen von etwa 2600C (5000F) sind kurze Ilärtezeiten (1/2 min) und der Einsatz eines Aminoplasten oftmals erforderlich. Es können bekannte Aminoplaste wie alkyliertes Melamin, eingesetzt werden. Wasserlösliche Aminoplaste werden bevorzugt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.
Beispiel 1
Ein 4 1 Harzkessel wurde mit 111,0 g Methyläthylketon und 1000,0 g Epoxyharz (Diglycidyläther von Bisphenol A) mit einem Epoxidgehalt von 0,05 mEq Epoxid/g beschickt. Die Mischung wurde zur Lösung des Epoxyharzes erhitzt und dann weiter auf 1000C erhitzt, worauf 67,0 g Octansäure, 168,0 g Azelainsäure und 3,3 g Tri-n-butylamin zugegeben wurden. Die Temperatur wurdo allmählich auf 1500C erhöht und eine ausreichende Menge an Methyläthylketon (etwa 70 g) wurde abgezogen, um geregelte Rückflußbedinqungcn bei diener Temperatur einzuhalten. Die
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Reaktion:mischung wurde 1,5 h bei 15O0C gehalten bis die alkoholische Säurezahl 11 bis 14 und der Epoxygehalt 0,025 bis 0,03 5 mEq/g betrugen. Die Reaktionsmischung wurde dann auf 1200C abgekühlt und eine Menge an fr L-schem Methyläthylketon entsprechend der vorher entfernten Menge zugegeben. Die Temperatur wurde wiederum auf 120°C eingestellt und 115,0 g Trimellitsäureanhydrid wurden zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde 2,5 h bei 1200C gehalten bis die alkoholische Säurezahl 61 bis 63 und die wässrige Säurezahl 63 bis 65 betrugen. Die Reaktionsmischung wurde auf 1100C abgekühlt und 265,0 g Butoxyäthanol wurden zugegeben. Nach Abkühlen auf 1050C wurden 265,0 g tert.-Butylalkohol zugegeben.
1 5 Beispiel 2
Ein 4 1 Harzkessel wurde mit 111,0 g Methyläthylketon und 1000,0 g Epoxyharz (Diglyciuyläther des Bisphenols A) mit einem Epoxidgehalt von 2,05 mEq Epoxid/g beschickt. Die Mischung wurde zur Lösung des Epoxyharzes erhitzt und dann weiter auf 1000C erhitzt, worauf 67,0 g 2-Äthylhexansäure, 168,0 g Azelainsäure und 3,3 g Trin-butylamin zugegeben .wurden. Die Temperatur wurde allmählich auf 1500C gesteigert und eine ausreichende Men-
25 ge an Methyläthylketon (etwa 70 g) wurden abgezogen,
um geregelte Rückflußbedingungen bei dieser Temperatur aufrechtzuerhalten. Die Reaktion wurde 1,5 h bei 15O0C gehalten bis die alkoholische Säurezahl 11 bis 14 und der Epoxygehalt 0,025 bis 0,035 mEq/g betrugen. Die Reaktionsmischung wurde dann auf 1200C abgekühlt und frisches MethyläthylkeLon wurde entsprechend der vorher entfernten Menge zugegeben. Die Temperatur wurde wiederum auf 1200C eingestellt und 1 1 r>, 0 g Trimel litsnureanhydri»! wurden zugegeben. Die RcvikL ionsmischung wurdo 2,5 h be L 1200C
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gehalten bis eine alkoholische Säurezahl von 61 bis 63 und eine wässrige Süurozahl von 63 bis 65 erhalten wurden. Die Reaktionsmischung wurde auf 1100C abgekühlt und 265,0 g Butoxyäthanol wurden zugegeben. Nach weiterem Abkühlen auf 1050C wurden 265,0 g tert.-Butylalkohol zugegeben.
Beispiel 3
Ein 4 1 Harzkessel wurde mit 111 g Methyläthylketon und 1000,0 g Epoxyharz (Diglycidyläther von Bisphenol A) mit einem Epoxidgehalt von 2,0 5 mEq Epoxid/g beschickt. Die Reaktionsmischung wurde zur Lösung des Epoxyharzes erhitzt und anschließend auf 1000C erhitzt, worauf 132,0 g dehydrierte Rizinusölfettsäuren, 168,0 g Azealinsäure und 3,3 g Tri-n-butylamin zugegeben wurden. Die Temperatur wurde allmählich auf 1500C gesteigert und eine ausreichende Menge an Methyläthylketon (etwa 70 g) wurde entfernt, um geregelte Rückflußbedingungen bei dieser Temperatur aufrechtzuerhalten. Die Reaktionsmischung wurde 1,5 h bei 1500C gehalten bis eine alkoholische Säurezahl zwischen 11 und 14 und ein Epoxygehalt zwischen 0,025 und 0,035 mEq/g erhalten wurden. Die Reaktionsmischung wurde dann auf 1200C abgekühlt und eine Menge an frischem Methyläthylketon, die der vorher entfernten Menge entsprach wurde zugegeben. Die Temperatur wurde wieder auf 12O0C eingestellt und 125,0 g Trimellitsäureanhydrid wurden zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde 2,5 h bei 1200C gehalten bis eine alkoholische Säurezahl zwischen 61 und 6 3 und eine wässrige Säurezahl zwischen 63 und 65 erhalten wurden. Die Reaktionsmischung wurde auf 1100C abgekühlt und 275,0 g Butoxy-
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äthanol wurden zugegeben. Anschließend wurde auf 1050C abgekühlt und 275,0 g tert.-Butylalkohol wurden zugegeben -
5 Beispiel 4
Ein 4 1 Harzkessel wurde mit 110,0 g Methyläthylketon und 1000,0 g Epoxyharz (Diglycidyläther von Bisphenol A) mit einem Epoxidgehalt von 2,05 mEq Epoxid/g beschickt.
Die Mischung wurde zur Lösung des Epoxyharzes erhitzt und dann weiter auf 950C erhitzt, worauf 131,0 g ölfettsäuren, 131,0 g Adipinsäure und 3,3 g Tri-n-butylamin zugegeben wurden. Die Temperatur wurde allmählich auf 1500C erhitzt und eine ausreichende Menge an Methyläthylketon (etwa 56 g) wurde entfernt, um geregelte Rückflußbedingungen bei dieser Temperatur aufrechtzuerhalten. Die Reaktionsmischung wurde 1,5 h bei 1500C gehalten bis eine alkoholische Säurezahl zwischen 11 und 14 und ein Epoxygehalt zwischen 0,025 und 0,035 mEq/g erhalten wurden. Die Reaktionsmischung wurde dann auf 12O0C abgekühlt und eine Menge entsprechend der zuerst entfernten Menge an frischem Methyläthylketon wurde zugegeben. Die Temperatur wurde wiederum auf 1200C eingestellt und 125,0 g Trimellitsäureanhydrid wurden zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde 2,5 h bei 12O0C gehalten, bis eine alkoholische Säurezahl zwischen 61 und 63 und eine wässrige Säurezahl zwischen 63 und 65 erhalten wurden. Die Reaktionsmischung wurde auf 1100C abgekühlt und 245,0 g Butoxyäthanol wurden zugegeben. Nach weiterem Abkühlen auf
30 1050C wurden 24 5,0 g tert.-Butylalkohol zugegeben.
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- 13 Beispiel 5
Ein 4 1 Harzkessel wurde mit 110,0 g Methyläthylketon und 1000,0 g Epoxyharz (Diglycidyläther von Bisphenol A) mit einem Epoxidgehalt von 2,05 mEq Epoxid/g beschickt. Die Mischung wurde zur Lösung des Epoxyharzes erwärmt und dann auf 95°C erhitzt, worauf 134,0 g dehydrierte Rizinusölfettsäuren, 131,0 g Adipinsäure und 3,3 g Tri-n-butylamin zugegeben wurden. Die Temperatur wurde allmählich auf 1500C gesteigert und eine ausreichende Menge an Methyläthylketon {etwa 56 g) wurde entfernt, um geregelte Rückflußbedingungen bei dieser Temperatur aufrechtzuerhalten. Die Reaktionsmischung wurde 1,5h bei 1500C gehalten bis eine alkoholische Säurezahl zwisehen 11 und 14 und ein Epoxygehalt zwischen 0,025 und 0,035 mEq/g erhalten wurden. Die Reaktionsmischung wurde dann auf 1200C abgekühlt und eine Menge entsprechend der zuerst entfernten Menge an frischem Methyläthylketon wurde zugegeben. Die Temperatur wurde wieder auf 1200C eingestellt und 120,0 g Trimellitsäureanhydrid wurden zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde 2,5 h bei 12O0C gehalten bis eine alkoholische Säurezahl zwischen 61 und 63 und eine wässrige Säurezahl zwischen 63 und 65 erhalten wurden. Die Reaktionsmischung wurde auf 1100C abgekühlt und 245,0 g Butoxyäthanol wurden zugegeben. Nach weiterem Abkühlen auf 1050C wurden 245 g tert.-Butylalkohol zugegeben.
Beispiel 6 30
Ein 4 1 Harzkessel wurde mit 110,0 g Methyläthylketon und 1000,0 g Epoxyharz (Diglycidyläther von Bisphenol A)
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mit einem Epoxidgehalt von 2,05 mEq Epoxid/g beschickt. Die Mischung wurde zur Lösung des Epoxyharzes erwärmt und anschli <>ßend auf 95°C erhitzt, worauf 67,0 g Octansäure, 110,0 g Adipinsäure, 83,0 g dimerisierte Tallölfettsäuren und 3,3 g Tri-n-butylamin zugegeben wurden. Die Temperatur wurde allmählich auf 1500C gesteigert und eine ausreichende Menge an Methyläthylketon (etwa 68 g) wurde entfernt, um geregelte Rückflußbedingungen bei dieser Temperatur aufrechtzuerhalten. Die Reaktionsmischung wurde 1,5 h bei 1500C gehalten bis eine alkoholische Säurezahl zwischen 11 und 14 und ein Epoxygehalt zwischen 0,025 und 0,035 mEq/g erhalten wurden. Die Reaktionsmischung wurde dann auf 1200C abgekühlt und eine Menge entsprechend der vorher entfernten Menge an frischem Methyläthylketon zugegeben. Die Temperatur wurde dann wieder auf 1200C eingeregelt und 120,0 g Trimellitsäureanhydrid wurden zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde 2,5 h bei 1200C gehalten bis eine alkoholische Säurezahl zwischen 61 und 63 und eine wässrige Säurezahl zwischen 63 und 65 erhalten wurden. Die Reaktionsmischung wurde auf 11O0C abgekühlt und 245,0 g Butoxyäthanol wurden zugegeben. Nach weiterem Abkühlen auf 950C wurden 245 g tert.-Butylalkohol zugegeben.
25 Beispiel 7
Ein 4 1 Harzkessel wurde mit 110,0 g Methyläthylketon und 1000,0 g Epoxyharz (Diglycidyläther von Bisphenol A) mit einem Epoxidgehalt von 2,05 mEq Epoxid/g beschickt. Die Mischung wurde zur Lösung des Epoxyharzes erwärmt und dann auf 950C erhitzt, worauf 93,0 g Laurinsäure, 110,0 g Adipinsäure, 83,0 g dimerisierte Tallölfettsäuren
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und 3,3 g Tri-n-butylamin zugegeben wurden. Die Temperatur wurde allmählich auf 15O0C erhöht und eine ausreichende Menge an Methyläthylketon (etwa 68 g) wurde entfernt, um geregelte Rückflußbedingungen bei dieser Temperatur aufrechtzuerhalten. Die Reaktionsmischung wurde 1,5 h bei 1500C gehalten bis eine alkoholische Säurezahl zwischen 11 und 14 und ein Epoxygehalt zwischen 0,025 und 0,035 mEq/g erhalten wurden. Die Reaktionsmischung wurde dann auf 1200C abgekühlt und eine Menge entsprechend der vorher entfernten Menge an frischem Methyläthylketon wurde zugegeben. Die Temperatur wurde wieder auf 1200C eingestellt und 125 g Trimellitsäureanhydrid wurden zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde 2,5 h bei 1200C gehalten bis eine alkoholische Säurezahl zwischen 61 und 63 und eine wässrige Säurezahl zwischen 63 und 65 erhalten wurden. Die Reaktionsmischung wurde dann auf 1100C abgekühlt und 250,0 g Butoxyäthanol wurden zugegeben. Nach weiterer Abkühlung auf 950C wurden 250,0 g tert.-Butylalkohol zugegeben.
Beispiel 8
Ein 4 1 Harzkessel wurde mit 1000,0 g Epoxyharz (Diglycidyläther von Bisphenol A) mit einem Epoxidgehalt von 2,05 mEq Epoxid/g beschickt. Das Harz wurde auf 1000C erhitzt, worauf 134,0 g dehydrierte Rizinusölfettsäuren, 131,0 g Adipinsäure und 3,3 g Tri-n-butylamin zugegeben wurden. Die Temperatur wurde allmählich auf 1500C gesteigert und 1,5 h aufrechterhalten bis eine alkoholisehe Säurezahl zwischen 11 und 14 und ein Epoxygehalt zwischen 0,025 und 0,035 mEq/g erhalten wurden. Die Reaktionsmischung wurde dann auf 1350C abgekühlt und 100,0 g
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1-Methy1-2-pyrrolidon wurden zugegeben. Die Temperatur wurde auf 12O0C eingeregelt und 120,0 g Trimellitsäureanhydrid wurden zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde 2,5 h bei 12O0C gehalten bis eine alkoholische Säurezahl zwischen 61 und 63 und eine wässrige Säurezahl zwischen 63 und 65 erhalten wurden. Die Reaktionsmischung wurde dann auf 11O0C abgekühlt und 245,0 g Butoxyäthanol wurden zugegeben. Nach weiterem Abkühlen auf 1050C wurden 245,0 g Diäthylenglycolmonomethyläther zugegeben.
Bewertung der Überzüge
Die Epoxyesterlösungen der Beispiele 1 bis 3 wurden mit Wasser und einer ausreichenden Menge an N,N-Dimethyläthanolamin verdünnt und weitere Zusätze wurden eingebracht, wie dies in Beispiel 5 der US-PS 3 985 695 beschrieben ist, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Auf diese Weise wurden klare Überzugszusammensetzungen auf Wasserbasis mit den in Tabelle I angegebenen Feststoffgehalten und pH-Werten erhalten. Die Zusammensetzungen wurden mittels Walzen auf verzinnten Stahl (ETP) und Aluminium in einer Menge von 3,5 bis 4,0 mg/6,45 cm2 aufgebracht. Die Überzüge wurden bei 19O0C (375°F) 10 min gehärtet und die Filmeigenschaften im Vergleich zu jenen des Beispiels 4 der US-PS 3 985 6 95 bestimmt. Bei der Bestimmung ist eine Bewertung von 10 bezüglich des Anlaufens (blush) und der Adhäsion perfekt und eine Bewertung von 30 perfekt bezüglich der Endbewertung für Bierdosen. Die Werte sind in der nachstehenden Tabelle
30 I angegeben.
Die Epoxyesterlösungen der Beispiele 4 bis 7 wurden mit Wasser und einer ausreichenden Menge an Ν,Ν-Dimethylätha-
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nolamin verdünnt, wobei klare Überzugszusammensetzungen auf Wasserbasis erhalten wurden. Die Zusammensetzungen wurden in einer Menge von 3,0 mg/6,45 cm2 auf unbehandeltes Aluminium aufgebracht und 2 min bei 2040C (4000F) gehärtet. Die bestimmten Filmeigenschaften sind in Tabelle II zusammengestellt. Eine Bewertung von 10 ist bezüglich der Benetzbarkeit, Adhäsion, Anlaufen und der Keilbiegeflexibilität perfekt.
- 18 -
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- 18 Physikalische Eigenschaften
Peststoffgehalt % Viskosität, Nr. 4 Ford Cup pH-Wert
Filmeigenschaften
ME K- Be s t and i gke it (double rub)
Prozeßbeständigkeit
90 min bei 121°C (25O0F)
Anlaufen Adhäsion
Rauchbeständigkeit Glanz
Bierdosenendbewertung (Doppelsaum) ETP
Aluminium
Tabelle I S 4
985 695		 1_ Beispiele
2
der r5 29 ,5 29,5
Beispiel
US-PS 3		 62 s 68 s
30 8 ,6 8,6
60
8,
30
10
10
gut
ausgezeichnet
23
27
35
10
gut
36
10
ciut
s
8,5
35
+
10
gut
ausgo- ausge- ausgezeichn.zeichn.zeichn,
23
27
23
27
23
27
- 19 -
cn CO O KJ
O CU GO
- 19 - Tabelle II Physikalische Eigenschaften Beispiele
% Ifexamethoxymethylmelamin
(Cymel 303) (bezogen auf
Epoxyester)
Benetzung 10 10 9 10 9 10 10 10
Trockene Mhäsion 10 10 10 10 10 10 10 10
MEK-Bestähdigkeit
(double rub)		 6 16 16 19 5 14 4 12
Keilbiegeflexibilität 8 8 8 7 8 8 9 8
Pasteurisierbeständigkeit
45 min bei 77°C (17O0F)
Anlaufen		 10 10 10 10 10 10 10 10
Adhäsion 10 10 10 10 10 10 10 10
Prozeßbeständigkeit
30 min bei 1000C (2120F)
Anlaufen		 8 9 8 9 8 9 8 8
Adhäsion 10 10 10 10 10 10 10 10
Prozeßbeständigkeit
90 min bei 1210C (2500F)
Anlaufen		 10 10 10 10 10 10 10 10
Adhäsion 10 10 10 10 10 10 10 10
20 O
Die Eigenschaften der Harze ermöglichen einen weiten Einsatz abgesehen von der Verwendung als Überzüge für Dosen. Bei Pigmentierung mit Ruß mit einem Pigment/Bindemittel-Verhältnis von etwa 0,1/1 und Modifizierung mit einem Vernetzungsmittel, wie methyliertem Harnstoff, und Aufbringen auf kalt gewalzten Stahl mit einer Trockenfilmdicke von 5,1 bis 11,6 μ (0,2 bis 0,4 mil) und Härten bei 26O0C (5000F) während etwa 60 s wird ein mit einem Überzug versehenes Metall erhalten, das extremen Anforderungen bezüglich des Einsatzes gerecht wird, und das beispielsweise für Behälter für photographische Filme ohne Beschädigung des Überzugs eingesetzt werden kann.
Eine weitere Anwendungsiuöglichkeit ist die als Primer für kalt gewalzten Stahl oder heiß getauchten, galvanisierten Stahl, der nach Aufbringen eines geeigneten Emailüberzuges zur Herstellung von Haushaltsgeräten, wie Waschmaschinen, Trockner, Kühlschränke und dergl., geeignet ist. Für diesen Verwendungszweck kann ein inhibierendes Pigment, wie Zinkchromat oder Strontiumchromat, als Teil des Pigments bei einem Gesamtpigment/ Bindemittel-Verhältnis von etwa 0,5/1 eingesetzt werden. Auch der Zusatz eines Vernetzungsmittels ist vorteilhaft. Die Gesamtfilmdicke für Primer für diese Verwendung beträgt 5,1 bis 11,6 μ. Eine übliche Härtungszeit ist etwa 30 s bei 3710C (7000F) Lufttemperatur.
#09833/1019

Claims (10)

Epoxyester und diese enthaltende Uberzugszusammensetzun- gen Patentansprüche
1. Epoxyester, dadurch gekennzeichnet , daß :.- -i ein Esteraddukt eines poIyfunktioneIlen 1 ,2-Epoxyharzes und einer aliphatischen Monocarbonsäure mit etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder Mischungen derselben und eine aliphatische Dicarbonsäure mit etwa 6 bis 10 Kohlenstoff-.. atomen und Trimellitsäureanhydrid umfassen, wobei das Verhältnis von Dicarbonsäure zu Monocarbonsäure zwischen etwa 2 und etwa 5, bezogen auf das Äquivalentgewicht der Säuren ist, das Verhältnis an gesamten Äquivalenten an aliphatischen Carbonsäuren (Monocarbonsäure + Dicarbonsäure) zu Epoxidäquivalenten zwischen 1,0 und 1,2 liegt, das Verhältnis von Anhydridäquivalenten des Trimellitsäureanhydrids zu Epoxidäquivalenten zwischen 0,15 und 0,35 liegt, und die Umsetzung zwischen Epoxyharz, Monocarbonsäure und Dicarbonsäure in einem Lösungsmittel unter Rückflußbedingungen bei erhöhter Temperatur durchgeführt wird bis die Säurezahl 3 bis 22 und der Epoxygehalt 0,025 bis 0,035 inÄq/g liegen, wobei ein Ausgangsester erhalten wird, und dieser Ausgangsester mit Trimellitsäureanhydrid bei niedrigerer erhöhter Temperatur umgesetzt wird bis die alkoholische
-■ "y — Ä09Ö33/1019
ORIGINAL INSPECTED
bäurezahl und die wässrige Säurezahl im wesentlichen gleich sind.
2. Epoxyester nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das polyfunktionelle Epoxyharz
ein Diglycidyläther von Bisphenol Λ ist.
3. Epoxyester nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Monocarbonsäure Octan-
10 säure und die Dicarbonsäure Azelainsäure sind.
4. Epoxyester nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Monocarbonsäure 2-Äthylhexansäure und die Dicarbonsäure Azelainsäure sind.
5. Epoxyester nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Monocarbonsäure dehydrierte Rizinusölfettsäure und die Dicarbonsäure Azelainsäure sind.
6. Epoxyester nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Monocarbonsäure ülfettsäure und die Dicarbonsäure Adipinsäure sind.
7. Epoxyester nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Monocarbonsäure dehydrierte Rizinusölfettsäure und die Dicarbonsäure Adipinsäure sind.
8. Epoxyester nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Monocarbonsäure Octansäure und die Dicarbonsäure Adipinsäure sind.
$09833/1019
9. Epoxyester nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Monocarbonsaure Laurinsäure und die Dicarbonsäure Adipinsäure sind.
10. überzugszusammensetzung enthaltend einen Epoxyester nach einem der Ansprüche 1 bis 9, neutralisiert mit Ammoniak oder Ν,Ν-Dimcl.hyläthanolamin und verdünnt mit Wasser bis zu einem FGStstoffgehalt von 29 bis 31 %.
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