DE1100849B - Bei Raumtemperatur bestaendige Lacke - Google Patents

Description

Lackmischungen, welche ein Polyamid und ein PoIyisocyanat enthalten, sind bei Raumtemperatur nicht beständig, da alsbald eine Reaktion der beiden Komponenten einsetzt, welche zu einer Gelierung führt. Es ist daher naheliegend, die bekannten, aus der Umsetzung eines Polyisocyanate mit einem Phenol hervorgehenden Isocyanatabspalter an Stelle der freien Polyisocyanate für eine derartige Lackmischung zu verwenden.

Die mit Phenol hergestellten Isocyanatabspalter setzen die Isocyanatgruppen üblicherweise bei Temperaturen von 150° C und-mehr in Freiheit. Wenn man aber den Isocyanatabspalter mit einem Polyamid, welches reaktionsfähige Aminogruppen enthält, in einem Lösungsmittel mischt, dann werden bereits bei Raumtemperatur Isocyanatgruppen in Freiheit gesetzt, deren Reaktion mit den Aminogruppen des Polyamids wiederum zu unerwünschter Gelierung führt.

Es ist ferner bekannt, Lackmischungen in Form von wäßrigen Emulsionen auf der Grundlage von PoIyhydroxylverbindungen und Isocyanatabspaltern" auf Phenolbasis herzustellen. Diese Abspalter beginnen in der wäßrigen Emulsion jedoch bereits bei Temperaturen unterhalb des Siedepunktes des Wassers zu dissoziieren, so daß der resultierende Lackfilm unerwünschte physikalische Eigenschaften aufweist. Aus dem Grunde ist es bisher nicht möglich gewesen, Polyamide in wäßriger Emulsion zusammen mit einem Phenol-Polyisocyanat-Addukt zu verwenden.

Gegenstand der Erfindung sind nunmehr bei Raumtemperatur beständige Lacke, welche dadurch gekennzeichnet sind, daß sie ein Polyamid, ein Umsetzungsprodukt eines organischen Diisocyanate- mit einem einwertigen aliphatischen, cycloaliphatischen oder araliphatischen Alkohol und ein Lösungsmittel enthalten. Insbesondere betrifft die Erfindung Lackmischungen, welche ein Polyamid und ein Umsetzungsprodukt eines organischen Polyisocyanates mit einem einwertigen Alkohol in wäßriger Emulsion enthalten.

Es können beliebige Polyamide verwendet werden, die primäre und bzw. oder sekundäre Aminogruppen aufweisen. Sie sollen bevorzugt ein Molekulargewicht von etwa 1000 bis etwa 10 000 aufweisen. Sie können z. B. durch Kondensation von dimeren Fettsäuren mit anderen aliphatischen mehrwertigen Aminen, z. B. Äthylendiamin oder Diäthylentriamin, erhalten werden. Die höherfunktionellen Amine sind dabei bevorzugt, weil die damit hergestellten Polyamide einen niedrigeren Schmelzpunkt und überdies reaktive Aminogruppen über die Moleküllänge verteilt aufweisen. Geeignete Polyamide können beispielsweise nach dem Verfahren der USA.-Patentschrift 2 450 940 hergestellt werden.

Die Umsetzungsprodukte eines organischen Isocyanats mit einem einwertigen Alkohol lassen sich in bekannter Weise durchZusammengeben der Komponenten herstellen.

Bei Raumtemperatur beständige Lacke

Anmelder:

Mobay Chemical Company,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: H. Knoblauch, Rechtsanwalt,
Leverkusen-Bayerwerk

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. September 1958

George A. Hudson, New Martinsville, W. Va.

(V.. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Als Polyisocyanate seien beispielhaft genannt: Äthylendiisocyanat, Trimethylendiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat, Pentamethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Propylen-l^-diisocyanat, Butylen-l,2-diisocyanat, Butylen^S-diisocyanat, Butylen-l.S-diisocyanat, Äthylidindiisocyanat, Butylidindiisocyanat, Cyclopentylen -1,3 - diisocyanat, Cyclohexylen -1,4- diisocyanat, m-Phenylendiisocyanat, p-Phenylendüsocyanat, 4,4'-Diphenyldiisocyanat, 1,5-Naphthylendiisocyanat, 1,4-Naphthylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat und deren Mischungen, 4,4'-Toluydindiisocyanat,l,5-Xylylendiisocyanat, 1,4-Xylylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylätherdiisocyanat, Chlordiphenylendiisocyanat, 1,3,5-Triisocyanatobenzol, 2,4-, 6-Triisocyanatotoluol, 4,4'-4"-Triphenylmethantriisocyanat, 4,4'-Diphenyldimethylmethan-2,2'-5,5'-tetraisocyanat, dimere und trimere Diisocyanate.

An aliphatischen, cycloaliphatischen oder araliphatischen einwertigen Alkoholen seien Methanol, Äthanol, Chloräthanol, Butanol, Pentanol, Amylalkohol, Hexylalkohol, Heptylalkohol, Octylalkohol, Nonylalkohol, .3,3,5-Trimethylhexanol, Decylalkohol, Laurylalkohol, Cyclopentanon, Cyclohexanol, PhenylcarbinolundMethylphenylcarbinol genannt.

Man kann auch geringereMengen von höhermolekularen, verhältnismäßig wenig flüchtigen einwertigen Alkoholen mitverwenden, die in den fertigen Lacküberzügen als Weichmacher wirken.

Die Umsetzung zwischen dem organischen PoIyisocyanat und dem Alkohol ist exotherm. Man wird die

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Umsetzung daher bevorzugt in einem, geeigneten Lösungs- -* schwach grauen Lacküberzug von guter Härte, Flexibilität

mittel und bei Temperaturen nicht höher als 80° C, noch und Schlagfestigkeit sowie guter Chemikalien- und

besser unter 50° C, vornehmen, um die Wärmeentwicklung Lösungsmittelfestigkeit.

zu verringern. S

. Geeignete Lösungsmittel sind beispielsweise Xylol, 5 \ Beispiel 2

Methyläthylketon und Butylacetat und deren Mischungen. Gemäß ' Beispiel 1 werden 150 Gewichtsteile eines

Das Lösungsmittel darf keine Gruppen aufweisen, welche Umsetzungsproduktes von Toluylendiisocyanat und

mit Aminogruppen reagieren können. η-Amylalkohol hergestellt und in 150 Gewichtsteilen

Das Polyamid und das Umsetzungsprodukt eines Methyläthylketon gelöst. Dazu fügt man 500 Gewichtsorganischen Polyisocyanate mit einem einwertigen Alkohol io teile einer 50%igen Lösung in Xylol des Polyamids werden in Lösungsmittel in solchen Mengen vermischt, gemäß Beispiel 1, welche zusätzlich 12 Gewichtsteile daß zweckmäßig 0,5 bis 2 Urethangruppen des Um- Eisessig enthält. Man setzt der Mischung 210 Gewichtssetzungsproduktes auf 1 Aminogruppe des Polyamids teile Wasser zu und erhält eine homogene Emulsion, vorhanden sind. Die Lackemulsion wird auf Aluminiumplatten gesprüht

Eine besondere Form der erfindungsgemäßen Lack- 15 und ergibt nach dem Einbrennen für ¹Z₂ Stunde bei

mischungen besteht in einer wäßrigen Emulsion des 200°C einen schwach goldenen, harten, jedoch flexiblen

Polyamids und des näher gekennzeichneten Umsetzungs- Überzug.

Produktes. Beispiel 3

Dabei wird man zweckmäßig in kleinen Mengen Eis- *

essig zusetzen, etwa 0,02 bis 0,2 Äquivalente für jedes 20 Zu 187 Gewichtsteilen Laürylalkoholund274 Gewichts-Äquivalent des Polyamids. So bildet sich ein salzartiger teilen Xylol werden 87 Gewichtsteile Toluylendiisocyanat Komplex, der als Emulsionsbasis dient. langsam unter Rühren zugesetzt. Man läßt die Mischung

Man wird vorteilhaft die Polyamid-Eisessig-Mischung 4 Stunden stehen und vertreibt dann die flüchtigen

mit dem näher gekennzeichneten Umsetzungsprodukt Bestandteile durch Erhitzen der Mischung für !Stunde auf

vermischen, wobei man Wasser anschließend zusetzt. 25 200° C. Es bleibt das Umsetzungsprodukt von Toluylen-

Selbstverständlich lassen sich die erfindungsgemäßen diisocyanat mit Laürylalkohol zurück, welches bei 95° C

Lacke beliebig pigmentieren, etwa mit Eisenoxyd, flüssig ist und bei Raumtemperatur kristallisiert.

Titandioxyd oder mit Ruß. Zu 272 Gewichtsteilen des Umsetzungsproduktes setzt

Die bei Raumtemperatur beständigen Lacke lassen sich man bei 100° C 173 Gewichtsteile einer 50°/₀igen Xylolin beliebiger Weise auf beliebige Unterlagen auftragen 30 lösung eines Polyamids zu, welches einen Aminwert von ■und liefern bei erhöhten Temperaturen hervorragende 290 bis 320, eine Viskosität von 80 bis 120 Poisen bei harte, aber biegsame Lacküberzüge mit ausgezeichneter 40° C hat und welches das Kondensationsprodukt von chemischer und Lösungsmittelfestigkeit. Das Einbrennen dimerisierter Linolensäure und Diäthylentriamin ist. kann beispielsweise im Ofen oder auch unter Infrarot- Die Mischung wird gründlich gemischt und, auf eine "bestrahlung erfolgen. Wird die Lackmischung in wäßriger 35 Unterlage aufgebracht, bei etwa 215° C gehärtet. Man Emulsion eingesetzt, so verdampft das Wasser, bevor der erhält einen undurchsichtigen gummiartigen Überzug, Isocyanatabspalter seine Isocyanatgruppen in Freiheit welcher mit Laürylalkohol gesättigt ist, der als Weichsetzt, so daß unerwünschte Nebenreaktionen des Wassers macher wirkt,
mit den Isocyanatgruppen vermieden werden. "r · · ι 4

Die Einbrenntemperaturen liegen gewöhnlich zwischen 40 "

160 und 220°C, womit das Einbrennen in etwa 10 bis . 160 Gewichtsteile eines Umsetzungsproduktes von

30 Minuten abgeschlossen ist. Man kann natürlich auch n-Butanol und Toluylendiisocyanat gemäß Beispiel 1

höhere oder tiefere Einbrenntemperaturen, z. B. von werden in 160 Gewichtsteilen Methyläthylketon gelöst.

110 bis etwa 320° C, benutzen. Man fügt dazu 500 Gewichtsteile der Polyamidlösung

Die abgespalteten Alkoholkomponenten verdampfen 45 gemäß Beispiel 1. Die Lackmischung wird auf Stahloder können bei höheren Siedepunkten auch als Weich- platten aufgestrichen und V₂ Stunde bei 175° C eingemacher dienen. Bei Verwendung von wäßrigen Emulsionen brannt. Man erhält einen schwachgoldgefärbten biegiat man den zusätzlichen Vorteil, feuergefährliche samen Überzug.

Lösungsmittel vermieden zu haben. -,-, . . , -

^ö Beispiel 5

Beispiel 1 ₃₂₀ Gewichtsteile des h-Butanol-Toluylendüsocyanat-Zu 84 Gewichtsteilen n-Butanol und 172 Gewichtsteilen Umsetzungsproduktes gemäß Beispiel 1 werden in 380 Ge-

Xylol werden 88 Gewichtsteile Toluylendiisocyanat lang- wichtsteilen Methyläthylketon gelöst. Man fügt 500 Ge-

sam und unter Rühren zugemischt. Man läßt die Mischung wichtsteile der Polyamidharzlösung gemäß Beispiel 1 zu.

A Stunden stehen und vertreibt flüchtige Bestandteile 55 Die Lackmischung wird auf Aluminiumfolien aufge-

durch Erhitzen der Mischung auf 200° C. Es hinterbleibt strichen und 10 Minuten lang bei 200° C eingebrannt. Es

das Umsetzungsprodukt von Toluylendiisocyanat und resultiert ein durchsichtiger, sehr flexibler Film mit guter

n-Butanol. Das Umsetzungsprodukt ist bei 93° C flüssig chemischer Widerstandsfähigkeit,
und kristallisiert bei Raumtemperatur, 240 .Gewichtsteile

dieses Umsetzungsprodüktes werden in240Gewichtsteilen 60 Beispiel 6
Methyläthylketon gelöst und mit 500 Gewichtsteüen

einer 50%igen Lösung in Xylol eines Polyamids ver- Zu 84 Gewichtsteilen n-Butanol und 272 Gewichts-

mischt. Das Polyamid hat eine Aminzahl von etwa 210 teilen Xylol setzt man langsam 188 Gewichtsteile

bis 230, eine Viskosität von etwa 500 bis 750 Poisen Xylylendiisocyanat unter Rühren zu. Man kühlt mit

bei 40° C, gemessen im Brookfield-Viskosimeter, und ist 55 Wasser, um das Reaktionsgemisch unter 50° O zu halten,

das Reaktionsprodukt von Diäthylentriamin und dimerer Anschließend läßt man das Reaktionsgemisch bei 50° C Linolensäure. Der Lackmischung werden noch 4 Gewichts- stehen. Anschließend läßt man das Reaktionsgemisch

teile Ruß und 109 Gewichtsteile Rutil zugeführt. bei 50° C stehen. Dann erhitzt man 3 Stunden auf 205° C, Die Lackmischung wird auf Stahlplatten aufgesprüht umdasXylolzuvertreiben.DasresultierendeUmsetzungsund bei 100° C V₂ Stunde eingebrannt. Man erhält einen 70 produkt ist ein festes Wachs bei Raumtemperatur. Es

löst sich leicht in einer angewärmten Mischung von Methanol und Methyläthylketon (1:1). '

336 Gewichtsteüe der erhaltenen Lösung werden mit 346 Gewichtsteilen der Polyamidlösung gemäß Beispiel 3 vermischt.

Die Lackmischung wird auf Stahlplatten aufgestrichen und 15 Minuten bei 220° C eingebrannt. Man erhält einen festen flexiblen Überzug.

Beispiel 7

Zu 110 Gewichtsteilen Cyclohexanol und 287 Gewichtsteilen Methyläthylketon setzt man 177 Gewichtsteile Toluylendiisocyanat langsam unter Rühren zu. Man kühlt mit Wasser, um das Reaktionsgemisch unter SO⁰C zu halten, und lagert das Reaktionsprodukt anschheßend 16 Stunden bei 50° C. Dann vertreibt man durch 3stündiges Erhitzen auf 200° C das Methyläthylketon. Das Umsetzungsprodukt löst sich leicht als SO°/_oige Lösung in einer angewärmten Mischung von Methanol und Methyläthylketon (1:1).

Zu 374 Gewichtsteilen der so erhaltenen Lösung setzt man 346 Gewichtsteüe der Polyamidlösung gemäß Beispiel 3 zu. Man sprüht die Lackmischung auf Stahlplatten auf und härtet für 15 Minuten bei 220° C. Man erhält einen festen flexiblen Film.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Bei Raumtemperatur beständige Lacke, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Polyamid, ein Umsetzungsprodukt eines organischen Polyisocyanate mit einem einwertigen aliphatischen, cycloaliphatischen oder araliphatischen Alkohol sowie ein Lösungsmittel enthalten.

2. Lacke gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Polyamid und ein Umsetzungsprodukt eines organischen Polyisocyanate mit einem einwertigen aliphatischen, cycloaÜphatischen oder araliphatischen Alkohol in wäßriger Emulsion enthalten.

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