DE3018715A1

DE3018715A1 - Pigmentzubereitungen fuer lacke

Info

Publication number: DE3018715A1
Application number: DE19803018715
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.-Chem. Dr. 6900 Heidelberg Gulbins; Erhard Dipl.-Chem. Dr. 6700 Ludwigshafen Klahr
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1980-05-16
Filing date: 1980-05-16
Publication date: 1981-11-26
Also published as: DE3018715C2

Description

Pigmentzubereitungen für Lacke
Die Erfindung betrifft nichtionische Netzmittel enthaltende Pigmentzubereitungen und ihre Verwendung in Lacken, insbesondere in kationischen Elektrotauchlacken.
Ublicherweise erfolgt die Einarbeitung von Pigmenten und Füllstoffen in Lackbindemitteln durch direktes Anreiben mit dem Bindemittel. Durch ungleichmäßiges Anreiben der Pigmente und Füllstoffe, aber auch durch eine nicht ausreichende Verträglichkeit kann es in Lackzubereitungen und vor allem in Elektrotauchlacksystemen zu Ausfällungen der Pigmente kommen, was zu einer ungleichmäßigen Oberfläche der Lackfilme führt.
Um dies zu vermeiden, werden organische Lösungsmittel zugesetzt oder man versucht, dieses Problem durch Zusatz von ionischen oder besser von nicht ionischen Netzmitteln5 wie sie in der DE-PS 26 o6 831 beschrieben sind, zu lösen.
Die dort beschriebenen Netzmittel auf Basis Amid-Formaldehyd sind jedoch nicht in allen Eigenschaften optimal, wie in ihrem Dispergiervermögen und der thermischen Stabilität. Vor allem ist Jedoch ihre Herstellung sehr aufwendig.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, Pigmentzubereitungen zu entwickeln, die einfach in ihrer Herstellung sind und optimale Eigenschaften besitzen.
Dadurch sollten andere Lackeigenschaften, wie der Korrosionsschutz nicht negativ beeinflußt werden. Die Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gelöst.
'Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Pigmentzubereitungen, bestehend aus mindestens einem Pigment, mindestens einem organischen Lösungsmittel und 10 bis 90 Gew.-% eines nichtionischen Netzmitttels, die dadurch gekennzeichnet sind, daß das Netzmittel ein Umsetzungsprodukt aus (A) einem 6 bis 12 Kohlenstoffatome enthaltenden Monoalkanol, (B) einem Diisocyanat und (C) einem Polyäthylenglykol der allgemeinen Formel H0-OH2-CH2 O)nH worin n für eine Zahl von 2 bis 6 steht, ist, das als 80 gew.-%ige Lösung in Isobutanol bei Raumtemperatur eine Viskosität zwischen 500 und 20 000 mPas aufweist.
Die erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen enthalten vor-.
zugsweise als Netzmittel ein Umsetzungsprodukt aus Monoalkanol (A) mit Diisocyanat (B) um Molverhältnis von 0,8 bis 1,2 : 1, das mit dem Polyäthylenglykol (C) im Molverhältnis 1 : 0,8 bis 1,2 umgesetzt wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem die Verwendung dieser Pigmentzubereitungen als Zusatz zu Lacken, insbesondere als Zusatz zu kationischen Elektrotauchlacken.
Zu den erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen und den darin enthaltenen nichtionischen Netzmitteln ist im einzelnen folgendes auszuführen: L Das erfindungsgemäß zu verwendende Netzmittel ist ein Umsetzungsprodukt aus (A) einem 6 bis 12 Kohlenstoffatome enthaltenden Monoalkanol, (B) einem Diisocyanat und (C) einem Polyäthylenglykol der allgemeinen Formel HO-CCH,-CH2-O]H, worin n für eine Zahl von 2 bis 6 steht.
(A) Als 6 bis 12 Kohlenstoffatome enthaltende Monoalkanole kommen geradkettige, verzweigte und cyclische primäre oder sekundäre Alkohole in Frage, beispielsweise Cyclohexanol, Athylhexanol, Isodecanol, Dodecanol.
(B) Als Diisocyanate eignen sich die üblichen, vorzugsweise solche, deren Isocyanatgruppen unterschiedliche Reaktivität aufweisen, z.B. 2,4-Toluylendiisocyanat oder Isophorondiisocyanat.
Monoalkanol (A) wird mit Diisocyanat (B) im allgemeinen im Molverhältnis von 0,8 bis 1,2 : 1, vorzugsweise 1 : 1 bei etwa 30 bis 120, vorzugsweise 50 bis 90°C, gegebenenfalls in Gegenwart eines Katalysators, wie z.B. Zinnoctoat und gegebenenfalls Benzoylchlorid als Dimerisierungsinhibitor umgesetzt.
Das aus den Komponenten (A) und (B) erhaltene Zwischenprodukt wird mit einem Polyäthylenglykol (C) der allgemeinen Formel HO-CCH,-CH2-O]H mit n¢s2 bis 6 bei etwa 30 bis 120, vorzugsweise 50 bis 90°C im allgemeinen im Molverhältnis von 1 : 0,8 bis 1,2, vorzugsweise 1 : 1 gegebenenfalls in Gegenwart eines für Isocyanatreaktionen üblichen J 'Katalysators, wie z.B. Zinnoctoat und gegebenenfalls in Gegenwart eines Dimerisierungsinhibitors, wie z.B. Benzoylchlorid umgesetzt.
Geeignete Polyäthylenglykole (C) sind z.B. Diglykol, Triglykol und Tetraglykol.
Das erfindungsgemäß zu verwendende Netzmittel ist isocyanatgruppenfrei. Es ist bei Raumtemperatur flüssig und weist eine Viskosität der 80 gew.-%igen Lösung in Isobutanol zwischen 500 und 20 000, vorzugsweise 500 und 10 000 mPas auf. Sein mittleres Molekulargewicht liegt etwa im Bereich von 300 bis 2000. Produkte ähnlicher Zusammensetzung sind zwar bereits in der DE-OS 26 26 175 beschrieben, diese sind Jedoch, durch das andersartige Herstellverfahren bedingt, wesentlich höhermolekular.
Die erfindungsgemäß hergestellten und zu verwendenden Netzmittel bestehen Jedoch in überwiegendem Maße aus definierten niedermolekularen Produkten, die aus Je einer Alkohol-, Isocyanat- und Polyäthylnglycolgruppe aufgebaut sind, zumal Diisocyanate mit unterschiedlicher Reaktivität der Isocyanatgruppen bevorzugt werden.
Das erfindungsgemäß zu verwendende Netzmittel ist einfach herstellbar, stellt ein homogenes, quellkörperfreies, im wesentlichen chemisch einheitliches, farbloses bis hell gefärbtes Produkt dar, das bis ca. 1500C thermisch stabil ist und erst bei höheren Temperaturen mit dem Lackbindemittel reagiert und so in der Lackierung verbleibt.
Die erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen können den üblichen Lackbindemittel, wie z.B. Polyester-, Melamin-, Acrylat-, Epoxid- oder Polyurethanharzen zugesetzt werden.
Dabei werden die Netzmittel zum Teil über die bei den Einbrenntemperaturen gespaltenen Is o cyanat-Alkohol-Bindungen, als auch über die freien Hydroxylgruppen des Produktes miteingebaut.
Als Pigmente können anorganische und organische Produkte, z.B. Metalloxide, -sulfate, -sulfide oder -chromate eingesetzt werden. Bevorzugt sind Metalldioxide, wie Titandioxid oder RuB als Weiß- bzw. Graupigmente. Zu den Pigmenten sollen hier auch anorganische Füllstoffe wie Metallsilikate und Talkum gerechnet werden.
Geeignete organische Lösungsmittel sind z.B. Alkohole mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, z.B. Propanol, Isobutanol, Butanol, Decanol, Äthylenhexanol sowie Gemische derartiger Lösungsmittel.
Die Herstellung der Pigmentzubereitungen erfolgt in üblicher Weise durch Vermischen der Ausgangssubstanzen mit den gebräuchlichen Mischaggregaten, wie Kugelmühlen oder Dre iwal zenstühlen.
Besonders geeignet sind die erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen in Elektrotauchlacksystemen.
Elektrotauchlacke sind wäßrige Dispersionen mit einem Feststoffgehalt von etwa 5 bis 20 Gew.-%, die polymere organische Bindemittel enthalten, welche Molekülgruppen mit elektrischen Ladungen besitzen.
'Der Gehalt an erfindungsgemäß eingesetztem Netzmittel im Lack bezogen auf die Bindemittel beträgt im allgemeinen 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 12 Gew.-%. Besonders gut können die Netzmittel in kationischen Elektrotauchlacken verwendet werden, bei denen die Bindemittel kationische Gruppen tragen, z.B. Ammonium- oder Sulfoniumgruppen.
Bindemittel mit kationischen Gruppen sind beispielsweise in den Deutschen Patenten DE-OS 15 46 840, 19 30 949, 22 61 804, 23 20 301, 23 57 075 und 23 20 536 beschrieben, z.B. Umsetzungsprodukte aus Mannichbasen und mehrwertigen, mehrkernigen Phenolen, sekundären Alkanolaminen und Formaldehyd mit Epoxidharzen. Die erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen eignen sich Jedoch ebenso gut für andere kationische Lackbindemittel.
Die in den Beispielen angegebenen Teile und Prozente sind, soweit nicht anders angegeben, Gew.-Teile und Gew.-%e.
Beispiele I. Herstellung der Netzmittel 1) 174 Teile Toluylendiisocyanat werden vorgelegt, mit 0,1 Teilen Benzoylchlorid als Dimerisierungsinhibitor und 0,2 Teilen Zinnoctoat versetzt und auf 600C erwärmt. Hierzu wurden 130 Teile Ethylhexanol portionsweise zugegeben und das Gemisch eine Stunde bei 600C gerührt.
Isocyanatgehalt des Zwischenproduktes 1: 3,29 mVal/g '2a) 304 Teile Zwischenprodukt 1 werden zu 150 Teilen Triglycol langsam bei 600C zugegeben und so lange bei 600C gerührt, bis kein freies Isocyanat mehr vorhanden ist. Man erhält ein mittelviskoses farbloses Produkt mit einer Viskosität der 80 %igen Lösung in Isobutanol von 2500 mPas.
2b) 301 Teile Zwischenprodukt 1 werden zu 200 Teilen Tetraglykol langsam bei 600C zugegeben. Es wird weiter verfahren wie unter 2a) beschrieben. Man erhält ein hellgelbes Produkt mit einer Viskosität der 80 %igen Lösung in Isobutanol von 1300 mPas.
II. Herstellung der Pigmentpasten 147 Teile Netzmittel (2a), 100 %ig, 130 Teile Isobutanol, 20 Teile Decanol, 160 Teile Talkum, 240 Teile Titandioxid und 40 Teile Ruß werden zunächst mit einem Schnellrührer gemischt und dann auf einem Dreiwalzenstuhl in zwei bis drei Gängen auf eine Kornfeinheit von kleiner als 10/um verrieben.
III. Herstellung eines kathodisch abscheidbaren Elektrotauchlackes 177 Teile der Pigmentpaste (II) werden mit 475 Teilen des in Beispiel 3 der DE-OS 24 19 179 beschriebenen, kationischen Bindemittels und 6,7 Teilen Eisessig gemischt. Dann wird mit vollentsalztem Wasser auf 4000 Teile verdünnt. Das Bad wird 3 Tage lang bei 300C gerührt, um flüchtige Lösungsmittel zu entfernen.
IV. Elektrotauchlackierung Wird ein L-förmig gebogenes und phosphatiertes Blech, als Kathode geschaltet, in dem unter (III) beschriebenen Elektrotauchlack während 2 Minuten unter Anlegen einer Spannung von 220 Volt (Gleichstrom) beschichtet, so weisen die vertikalen ebenso wie die horizontalen Flächen nach dem thermischen Aushärten (20 Minuten bei 1900C ObJekttemperatur) eine einwandfreie Oberfläche auf.

Claims

Patentansprüche Pigmentzubereitungen, bestehend aus mindestens einem Pigment, mindestens einem organischen Lösungsmittel und 10 bis 90 Gew.-% eines nichtionischen Netzmitttels, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzmittel ein Umsetzungsprodukt aus (A) einem 6 bis 12 Kohlenstoffatome enthaltenden Monoalkanol, (B) einem Diisocyanat und (C) einem Polyäthylenglykol der allgemeinen Formel H0-CII -OH -0 -H, 2 2 n worin n für eine Zahl von 2 bis 6 steht, ist, das als 80 gew.-%ige Lösung in Isobutanol bei Raumtemperatur eine Viskosität zwischen 500 und 20 000 mPas aufweist.
2. Pigmentzubereitungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzmittel ein Umsetzungsprodukt aus Monoalkanol (A) mit Diisocyanat (B) im Molverhältnis von 0,8 bis 1,2 : 1 ist, das mit dem Polyäthylenglykol (C) im Molverhältnis 1 : 0,8 bis 1,2 umgesetzt wird.
3. Pigmentzubereitungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzmittel ein durchschnittliches Molekulargewicht zwischen 300 und 2000 aufweist.
4. Verwendung der Pigmentzubereitungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Zusatz zu Lacken.
5. Verwendung der Pigmentzubereitungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 als Zusatz zu kationischen Elektrotauchlacken.