DE1048377B - Lacke auf Basis ungesättigter Polyester harze - Google Patents

Description

DKl TSCHES

kl 22h 3

INTERNAT KL C09f

PAJ¹ENtAMT

AUSLEGESCHRIFT 1048 377

Sch 17929 IVc/22h

ANMELD.ETAG 10 MAlI 1955

BEKANNTMACHUNG DERANMEtDUNG UND AUSGABE DER ■VUSLEGESClHRlFT

8 JANUAR 1959

Die Erfindung bezieht sich auf Lacke aus Kunstharzen, die aus ungesättigten Polyestern bestehen, die unter dem Einfluß von Peroxyden vernetzt werden können und befähigt sind, im Gegensatz zu Phenolharzen, Melaminharzen u dgl ohne Abspaltung fluchtiger Bestandteile zu polymerisieren Derartige Kunstharze sind in der Arbeit von E Muller, «Kunststoffe auf Polyesterbasis«, in der Zeitschrift »Kunststoffe«, 41 Jahrgang, Heft 1,1951, beschrieben Diese Kunstharze bestehen im allgemeinen aus Mischungen, welche die folgenden Bestandteile enthalten

1 mehr oder weniger staik ungesättigte hohermolekulare Polyester,

2 niedermolekulare polymensationsfabige ungesättigte Ester, wie ζ B Di- oder Tnallylester, und

3 ungesättigte polymerisierbare Verbindungen, wie Styrol, Vmylather, Cyclopentadien, Cyclohexen, Methaci ylsauremethylester einzeln oder zu mehreren

Die unter 1 angeführten Polyester besitzen harzartige Konsistenz Die unter 2 angeführten niedermolekularen Ester sind Flüssigkeiten, die zunächst als Losungs- bzw Verdünnungsmittel fur den Polyester dienen und bei der Härtung mntels Peroxyden die Vernetzung der Alkydketten bewirken

Die unter t erwähnten ungesättigten Polyester können ζ B aus Athylengtycol, Diathylenglycol oder Propylenglycol und Maleinsäureanhydrid aufgebaut sein Es handelt sich also um lineare ungesättigte Polyester

Von den unter 2 angegebenen Verbindungen sind die Diallylester von gesattigten und ungesättigten Dicarbonsauren, wie Phthalsäure, Bernsteinsaure, Adipinsäure, Sebazinsaure, Maleinsäure usw , zu erwähnen

Mischungen von Polyestern der vors'ehend gekennzeichneten Art und Monomeren sind ha.tbar und lagerfähig Nach Zumischung von Katalys, toren gehen die gießbaren, mehr oder weniger visl·· sen Mischungen zunächst m einen Gelzustand und dann in feste unlösliche Produkte über Als Katalysatoren k mrnien Peroxyde, wie ζ B Benzoylpeioxyd, Dibutylperoxyd, t-Butylperbenzoat, t-Butylhydropeioxyd usw , in Betracht Durch Anwendung von Gemischen verschiedener Peroxyde kann man in gegebenen Fallen den Reaktionsvei lauf Deemflussen

Derartige ungesättigte Polyesterharze, welche die Fähigkeit haben, in Gegenwart von Katalysatoren der \orstehend genannten Art und von Beschleunigern, wie ζ B Kobaltnaphthenat, bereits bei gewohnlichen oder maßig erhöhten Temperaturen rasch zu erharten, wurden bisher in der Hauptsache fur die Erzeugung von Preßkorpern verwendet

Versuche, bei denen Polyesterharze der oben gekennzeichneten Art, die ah ungesättigte polymerisierbare Verbindungen Styrol enthielten, zu Anstrichzwecken \erviendet wurden, haben ergeben, daß die Mischungen Lacke auf Basis ungesättigter terharze

Anmelder:

Schramm Lack- urjd Farbenfabnken

Aktiengesellschaft,

Offenbach/M.

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nach Zusatz von Katalysatoren, wie organischen Per-

ox"vden, ζ B von Anonperoxyjd oder Benzoylsuperoxyd, zum Erharten gebracht werden können und daß durch Zusatz von Beschleunigern, ' wie Kobaltsalzen, ζ Β Kobaltnaphthenat, Kobaltchl^ruroder, von Dimethylanüin oder Tnmethanolarmn,i der Erhartungi Vorgang

deiart beschleunigt wird, daß die Masse schon bei Zimmertemperatur m kurzer iZeit (etwa einer halben Stunde) erstarrt Wenn man der*, Lackmasse den Peroxydkatalysator in der üblichen Pistenform einverleibt, so findet m etwa 24 Stunden Eincjuckung statt, womit die

Lackmasse unbrauchbar wird Ίη Anwesenheit des als Beschleuniger wirkenden Kobaltsalzes od dgl vollzieht sich dieser Vorgang noch wesentjich schneller, so daß der verarbeitungsfertig eingestellte! Lack mneihalt einer halben Stunde verbraucht wefden muß Es iconnen

infolgedessen jeweils immer nur geringe MengeT Lack

verbrauchsfertig hergestellt und sofort verarbeitet werden.

Abgesehen von dieser sehr kurzen Verarbeitungsfrist

bereitet das homogene Einbringe^ der zähen Katalysator-

paste m den Lack große Schwierigkeiten und nirrmt m

der Praxis etwa 10 bis 15 Minuten m Anspruch, so daß fur die Verarbeitung des Material^ nur noch ein Zeitraum von etwa 15 Minuten zur Verfugung steht Zudem macht die Handhabung der verhältnismäßig kleinen P.istenmenge im Vergleich zu der großen Lackmenge 11 der

Praxis Schwierigkeiten und fuhrt: leicht zu Dosieiungs-

fehlern, die sich auf die technischen Eigenschaften des

Fertigproduktes tn sehr störender Weise auswirken

können

Erfindungsgemaß werden die Vorstehend erwarnten

Nachteile und Mangel dadurch behjoben, daß die Katatysatorpaste in eine stabile Losung !übergeführt wird Zu diesem Zwecke kann man derart verfahren, daß die zweckmäßig möglichst konzentrierte Peroxydpaste mit Hilfe einer als Losungsmittel wirkenden polymensier-

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baren Substanz, ζ B einer Vinyl- oder Allylverbmdung, wie Monostyrol, Vmyltoluol u dgl, m Losung übergeführt wird Man kann aber auch die polymensierbaren Losungsmittel teilweise oder ganz durch inerte, leichtfluchtige, nicht polymensierbare Losungsmittel, wie ζ Β Methylenchlond, Aceton, Athylacetat, Butylacetat, Benzol oder Toluol, ersetzen, ohne daß dadurch der Charakter des Polyesterlackes als losungsmittelfreier Lack verlorengeht, da die auf diese Weise durch die Katalysatorlosung m den verarbeitungsfertigen Lack eingebrachte Menge fluchtiger Losungsmittel verhältnismäßig sehr gering ist

Zur Losung von 30 Gewichtsteilen einer 50°/₀igen Paste von Anonperoxyd in Dibutylphthalat kann man ζ B 40 Gewichtsteile Monostyrol und 40 Gewichtsteüe Methylenchlorid verwenden

Durch die Überfuhrung der Paste m eine Losung ist ein leichtes und rasches Einmischen des Katalysators und damit eine Verlängerung der fur die Verarbeitung des fertigen Lackes zur Verfugung stehenden Zeit gewährleistet Weiterhin gestattet die Anwendung in Losung em besseres Dosieren der Katalysatormenge, so daß einwandfreiere und gleichmäßigere Endprodukte erzielt werden Ein ganz besonderer Vorteil liegt dann, daß durch die Verwendung von Losungen die Anwendung einer Zweikomponentenpistole möglich ist, was bei Anwendung des Katalysators in Pastenform unmöglich ware Die vorhegende Erfindung gestattet daher erstmals die kontinuierliche Durchfuhrung des Anstnchvorganges m einwandfreier zuverlässiger Weise

Die Viskosität der Katalysatorlosung kann durch Zusatz inerter Mittel m gelöster oder auch dispergierter Form ui gewünschter Weise eingestellt und der Viskosität deT Lacklosung weitestgehend angepaßt werden Als Mittel zur Viskositatsemstellung kommen hochmolekulare Stoffe, wie ζ B Athylcellulose oder Nitrocellulose, oder ζ B eine Dispersion femstverteilter Kieselsaure in Betracht Losungen der vorstehend erwähnten Art halten sich in geschlossenen Gefäßen mehrere Wochen lang in gebrauchsfertigem Zustand

Da nach Zugabe des Beschleunigers zu dem Lack m Abwesenheit des Katalysators eine störende Viskositatsveranderung nicht eintritt, stellen der den Beschleuniger enthaltende Lack und die Katalysatorlosung stabile Komponenten dar, die erst bei Anwendung des Lackes vermischt zu werden brauchen Die Anwendung erfolgt vorteilhaft durch gleichzeitiges Verspritzen der Komponenten mit Hilfe an sich bekannter Doppelspritzpistolen

Nachfolgend sei die Zusammensetzung von zwei verschiedenen Katalysatorlosungen mit stabil bleibender Viskosität aufgeführt

1 40% Anonperoxydpaste (60%ig in Butylphthalat

angerieben),
40% Aceton,
16% Methylenchlond
4% Athylcellulose (hochviskos),

2 50% Anonperoxydpaste (50%igmDimethylphthalat

angerieben),
45% Dimethylacetal
5% Collodiumwolle E 950 (35% butanolfeucht)

ist im allgemeinen durch Zusatz hochmolekularer Stoffe nicht möglich, weil durch derartige Visk^ii*ä«tserhohungen nachteilige Begleiterscheinungen, wie» B₀, blasenforrniger Einschluß von Luft, in Erschemung^ret^WkqVmen
Es wurde nun gefunden, daß man. das. Mktenal an senkrechten Flachen nicht nur dadurch'$a?ft Haften bzw Nichtablaufen bringt, daß man eine hohe Viskosität schafft, sondern auch durch Ausbildung einer hohen Schemviskositat (Thixotropie) Als gunstigstes Mittel zur

ίο Erzielung einer hohen Thixotropie hat sich die Einverleibung femstverteilter fester Stoffe, wie ζ Β Kieselsaure (Aerosil), erwiesen Diese Zusatzstoffe bewirken die gewünschte Thixotropie sowohl m den mit Beschleuniger versetzten Polyesterharzen als auch in der Katalysatorlösung Die Thixotropie (Schemviskositat) bewirkt, daß nach Aufbringung des Lackes das Material noch so dünnflüssig ist, daß es die eingeschlossene Luft entweichen laßt und erst anschließend durch Ausbildung der »Scheinviskositat« das Material an den senkrechten Flachen zu einer zähen Masse wird

Beispiel

80 Gewichtsteile einer 70%igen Losung eines unge-

*5 sattigten Polyesterharzes m Styrol, das aus 1 Mol Maleinsäureanhydrid, 1 Mol Phthalsäureanhydrid und 2 Mol Butylenglykol-1,3 hergestellt worden ist und mit 0,2% Paraffin versetzt worden ist, werden mit 5 Gewicht·=- teilen einer 15%igen Kobaltnaphthenatlosung m Styrol sowie 10 Gewichtstellen Styrol und 5 Gewichtstellen Methacrylsäuremethylester gemischt und vor der Verarbeitung mit 10 Gewichtstellen einer Harterlosung vereinigt, die aus emei Losung von 4 Gewichtsteüen einer 50%igen Anonperoxydpaste in Dibutylphthalat in 4 Gewichtstellen Aceton und 2 Gewichtstellen Methylenchlond besteht Die Mischung laßt sich schnell und ohne Schwierigkeiten homogen herstellen und ist sofort gebrauchsfertig

In der franzosischen Patentschnft 1074492 ist em Verfahren beschneben, bei dem es sich um das VeT-mischen von mit Beschleunigern versetzten Polyestermassen mit einem Katalysator handelt Um diesen Katalysator besser dosieren zu können, wird er mit einer Tragersubstanz, ζ Β SiO₂, zusammengebracht und hierbei eine Paste erzeugt, die auf 2 Gewichtstelle Pero\yd 98 Gewichtsteile Tragerstoff enthalt und infolgedessen nur dort eingesetzt werden kann, wo dieser hohe Gehalt an Tragerstoffen nicht stört, ζ Β bei ohnehin pigmentierten Polyestermassen Das Einbringen und Verteilen diesei Paste bereitet die gleichen Schwierigkeiten, wie sie bei den handelsüblichen Peroxyd-Weichmachern auftreten Auch bietet das Verfahren der franzosischen Patentschnft im Gegensatz zu dem vorhegenden Verfahren keine Möglichkeit einer kontinuierlichen Dosierung Das Verfahren der franzosischen Patentschnft liefert hochviskose Produkte, die große Mengen von inerten Füllstoffen enthalten, und kommt infolgedessen fur die Herstellung von Klarlacken, fur welche die vorliegende Erfindung besonders geeignet ist, nicht in Betracht

Mischungen aus mit Beschleunigern versetzten ungesättigten Polyestern und obigen Katalysatorlosungen ergeben bei der Verarbeitung von liegenden Flachen einen einwandfreien Film

Bei der Verarbeitung an stehenden, insbesondere senkrechten Flachen können Störungen eintreten, wenn das Material nicht genügend Eigenviskositat besitzt, um an diesen Flachen haftenzubleiben Eine über das in den Beispielen hinausgehende Maß der Viskositatserhohung

Claims (3)

1. PatentanspkCche

   1 Schwundfrei an der Luft trocknender Lack (Zweikomponentenlack) auf Basis ungesättigter Polyesterharze und flussiger Monomere, enthaltend
   a) als eine Komponente eine Mischung aus

   1 mehr oder weniger stark ungesättigten hohermolekularen Polyestern von etwa harzartiger Konsistenz,

   2 flussigen, zunächst als Losungs- bzw Verdünnungsmittel fur die Polyester dienenden ungesättigten, mit Peroxyd polymerisierbaren Verbindungen, wie ζ Β Styrol, Vinylather, Cyclopentadien, Cyclohexen, Methacrylsäuremethylester, Di- oder Tnallylester u a ,

   3 Beschleunigern, wie organische Verbindungen, ζ B Kobaltnaphthenat oder Dimethylanihn,

   b) als zweite, kurz vor der Aufbringung auf dem zu behandelnden Lackuntergrund zuzusetzende Komponente einen Katalysator, ζ B Anonperoxyd oder Renzoiperoxyd in Pastenform, in Form einer Losung in polymerisierbaren Verbindungen nach 2, die gegebenenfalls teilweise oder ganz fluchtige Losungsmittel, wie ζ Β Methylenchlond, Aceton, Athylacetat, enthalt
2. 2 Lack nach Anspruch, 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Katalysatojlosung gemäß b) enthalt, welcher noch inerte, fur φε Einstellung der Losung auf gewünschten Viskositatsgrad geeignete Mittel, ζ B Athylcellulose, Nitrocellulose u dgl, in gelöster Form einverleibt sind
3. 3 Lack nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stammlack oder der Kaialysatorlosung oder beiden feinstverteilte Stoffe, wie ζ Β feinst verteilte Kieselsaure, ',in solchen Mengen einverleibt sind, daß ein unerwünschtes Ablaufen des Lackes von senkrechten oder schräg verlautenden Flachen verhindert wird

   In Betracht gezogene Druckschriften
   Farbe und Lack, 1951, S 247 und 357, 1954, S 206 und 403