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Wäßrige Anstrichmittel Es ist seit langer Zeit das Bestreben der Lackindustrne,
die wasserlöslichen, zu Harzen härtbaren Kondrensationsprodukte von beispielsweise
Phenolen, Harnstoffen, Urethanen, Dicyandiamid, Melamin u. dgl. oder von Mischungen
dieser Stoffe oder ihnen Derivaten mit Aldehyden, insbesondere Formaldehyd, für
die Herstellung von Anstrichmitteln nutzbar zu machen, insbesondere um die teuren
und durch Verdunstung verlorengehenden Lösungsmittel durch Wasser ersetzen zu können.
Diese Bemühungen scheiterten jedoch bisher, und zwar hauptsächlich daran, daß sich
keine geschlossenen Filme erzielen ließen. Schon beim Streichen bzw. Spritzen, im
allgemeinen jedoch erst beim Antrocknen oder auch erst bei der Härtung, liefen die
Aufträge auseinander, und es bildeten sich mehr oder weniger starke Krater oder
Löcher, so daß ein Teil der zu schützenden Oberfläche unbenetzt und unbedeckt blieb.
Durch die Mitverwendung von organischen wasserverdünnbaren Lösungsmitteln, z. B.
Alkoholen, Glykoläthern u. dgl., lassen sich diese Schwierigkeiten bei der Filmbildung
nur teilweise vermindern. Außerdem haben nur größere Zusätze eine sichtbare Wirkung.
Dadurch wird aber das angestrebte Ziel der Ausschaltung organischer Lösungsmittel
praktisch wieder aufgegeben. Selbst bei Ersatz des Wassers durch organische Lösungsmittel
neigen zudem die resultierenden Filme immer noch zur Krater- bzw. Porenbildung.
Zur Behebung der geschilderten Schwierigkeiten wurden auch Zusätze von Produkten
empfohlen, die die Oberflächenspannung des Wassers vermindern, z. B. alkylierte
Naphthalinsulfonsäuren, Oxäthylierungsprodukte höhermolekularerAlkohole, Gelluloseäther
u. dgl. Eine sichtbare Wirkung ist jedoch bei geringem Gehalt an diesen Stoffen
nicht
zu erzielen. Höhere Anteile dagegen beeinflussen in urerwünschter
Weise die Wasserfestigkeit und die Eigenschaften der resultierenden Lacküberzüge
und kommen daher für eine praktische Anwendung nicht in Betracht.
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Es wurde nun gefunden, daß bereits durch geringe Zusätze von kationaktiven,
die Oberflächenspannung von Wasser vermindernden Stoffen glatte, porenfreie Filme
erhalten werden.
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Zu den oberflächenaktiven kationaktiven Verbindungen gehören z. B.
Fettamine und heterocyclische Basen mit lipoiden Resten, wie Hexamethyleniminderivate,
Imidazoline, Benzimidazole u. dgl. sowie deren Salze, Kondensationsprodukte aus
Fettsäuren oder Alkyl- bzw. Aralky1sulfansäuren mit mehrwertigen Aminen oder Oxalkylaminen,
z. B. Kondensationsprodukte von Fettsäuren mit Triäthariolamin bzw. Trioxäthyldiäthylentriamin
u. dgl. oder deren Salze bzw. Umsetzungsprodukte von Paraffinsulfochloriden mit
Aminen, z. B. Diäthylentriamin, ferner quarternäre Ammoniumverbindungen, z. B. Dimethylbenzylalkylammoniumchloride
mit höhenmolekularem Alkylrest oder Alkylpolyoxäthylhexameihylenammoniumsulfat u.
dgl.
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Diese Verbindungen sind -im allgemeinen sowohl in Wasser als auch
in aromatischen und aliphatischen Kohlenwasserstoffen gut löslich.
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Die Zusätze dieser Verbindungen können in weiten Grenzen verändert
werden und bewegen sich ungefähr zwischen o,i bis 3 %, bezogen auf den Bindemittelgehalt
des Anstrichmittels. Die Wasserbeständigkeit des fertigen Anstriches wird durch
diese Zusätze nicht nennenswert beeinflußt. Man kann die kationaktiven Verbindungen
bereits wähnend der Herstellung der wasserlöslichen, härtbaren Kondensationsprodukte
oder auch den Anstrichmitteln erst kurz vor der Anwendung zufügen. Neben Wasser
können auch Alkohole, Glykoläther oder andere wasserlösliche Lösungsmittel mitverwendet
werden.
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Die mit den Anstrichmitteln gemäß der Erfindung hergestellten Lacküberzüge
können ferner bei höherer Temperatur gehärtet werden ohne Gefahr, daß dadurch der
Oberflächenverlauf verschlechtert wird. Man kann auch bei gewöhnlicher Temperatur,
zweckmäßig unter Mitverwendung von Säuren oder sauren Salzen, härten, wobei die
Gegenwart saurer Härtungsmittel den guten Oberflächenverlauf und die Filmbildung
sogar noch begünstigt. Ferner können ohne Schädigung der Filmeigenschaften auch
die für Harnstoff- und Phenolharze gebräuchlichen Weichmachungsmittel angewandt
werden, soweit eine Erhöhung der Elastizität angestrebt wird. Besonders vorteilhaft
ist, daß ;die erfindungsgemäßen Lacke sich auch mit Pigmentfarbstoffen sehr gut
antieigen lassen sowie gefärbt werden können. Sie sind zum Lackieren auf jedem Untergrund,
auch für metallische Oberflächen, geeignet.
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Beispiel i roo Teile einer wäßrigen Lösung eines Kondensationsproduktes
aus Phenol und Formaldehyd mit 40U!0 Festgehalt werden mit 0,4 Teilen Ölsäureegter
von Triäthanolamin versetzt. Das Kondensationsprodukt war wie folgt hergestellt:
q.oo Teile Phenol, 30o Teile Formaldehyd, 3oo/oig, und 2o Teile Schwefelsäure, 2ooloig,
wurden i Stunde auf 6o° und anschließend i Stunde auf 9o° erwärmt. Nach dem Abkühlen
auf 5o° wurde das entstandene Kondensationsprodukt in 72 Teilen 50%iger Natriumhydroxydlösung
unter Stickstoffatmosphäre gelöst. Dann wurden 30o Teile Formaldehyd hinzugefügt
und .eine weitere Stunde bei 75' kondensiert.
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Während die wäßrige Harzlösung ohne Zusatz einer kationaktiven Verbindung
sich auf Blech infolge schlechter Benetzung nicht streichen läßt und auseinanderläuft,
kann bei Gegenwart des Ölsäureesters von Triäthanolamin ein einwandfreier Verlauf
und eine gute Filmbildung erzielt werden. Der Überzug wird anschließend ohne Schädigung
des Oberflächenverlaufs i Stunde bei i 2o' eingebrannt.
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Die gleichen Ergebnisse werden bei Zusatz eines Kondensationsproduktes
,aus Stearinsäure und Trioxäthyldiäthylentriamin oder von Alkylpolyoxäthylhexamethylenammoniumsulfat
erhalten. Beispiel 2 ioo Teile eines Kondensationsproduktes aus i, q.-Butandioldiurethan
und Formaldehyd werden durch Zusatz von Wasser auf einen Festgehalt von 50% verdünnt.
Zu dieser Lösung werden i Teil eines wasserlöslichen oxäthylierten Oleylamins und
i o Teile einer i o %igen Lösung von Ammoniumnitrat ,als Härtungsmittel zugefügt.
Man erhält ein gut streichbares Anstrichmittel. Überzüge daraus sind nach Ablüftung
und ,einstündiger Härtung bei i 2o' klar und porenfrei. Ein Zusatz von Alkylpolyoxäthylhexamethyl@enammoniumsulfat
bzw. eines Kondensationsproduktes aus Stearinsäure oder Ölsäure und des Trioxäthyldiäthylentriamins
zeigt die gleiche Wirkung. Ohne Mitverw endung der kationaktiven Verbindungen ist
ein Auftragen der Anstrichmittel überhaupt nicht möglich, da der Film auseinanderläuft
und der größte Teil der zu schützenden Oberfläche vollkommen urbenetzt bleibt.
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Beispiel 3 Eine Mischung von ioo Teilen einer 60%igen wäßrigen Lösung
eines handelsüblichen Kondensationsproduktes aus i Mol Harnstoff und z,5 Mol Formaldehyd
und 8 Teilen einer iooloigen wäßrigen Lösung eines Alkylpolyoxäthylhexamethylenammoniumsulfats
mit höhenmolekularem Alkylrest wird mit 3o Teilen Titandioxyd angerieben. Nach Zusatz
von 12 Teilen i o oIoiger wäßriger Salzsäure wird ein Lack erhalten, der, .auf Holz
aufgetragen und 3o Minuten bei 8o° gehärtet, einen weißen seidenglänzenden, sehr
harten emailleartigen und nicht vergilbenden Überzug ergibt.
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Der gleiche Lack kann bei Verwendung von Phosphorsäure als Härtungsmittel
auch auf Blech
aufgetragen werden. Dabei wird ein harter Lackfilmerhalten,
der vollkommen frei von Kratern ist.