DE2346818A1 - Schnellhaertende lacke - Google Patents

Schnellhaertende lacke

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DE2346818A1 DE19732346818 DE2346818A DE2346818A1 DE 2346818 A1 DE2346818 A1 DE 2346818A1 DE 19732346818 DE19732346818 DE 19732346818 DE 2346818 A DE2346818 A DE 2346818A DE 2346818 A1 DE2346818 A1 DE 2346818A1
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Description

Gelsenkirchen-Buer, den 17.9.1973
Veba-Chemie Aktiengesellschaft Gelsenkirchen-Buer
Schnellhärtende Lacke
Bekanntlich heben sich Polyurethanlacke durch eine Reihe von Eigenschaften von sehr vielen anderen, auch reaktiven Lacken ab. In besonderer Weise zeichnen sie sich durch hohe Chemikalienbeständigkeit, besonders gegen Säuren, durch hohe Elastizität bei z.T. hoher Härte sowie durch gute Abriebwerte aus.
Der Prototyp der Polyurethanlacke ist der Zweikomponentenlack, bestehend aus hydroxylgruppenhaltxgen Kunstharzen (z.B. Polyester, Polyäther, Polyacrylate) und einem NCO-endständigen Addukt auf Basis von Diisocyanates Ein solcher Zweikomponentenlack hat naturgemäß den Nachteil einer limitierten Topfzeit, die in der Regel im Bereich von 6-20 Stunden liegt.
Zur Herstellung von Polyurethanlacken kann man einen zweiten Weg beschreiten, indem man hydroxylgruppenhaltige Harze (Polyester, Polyäther, Polyacrylate) mit Diisocyanaten im OH/NCO-Verhältnis von 1 : 2 oder ähnlich, auf jeden Fall mit einem Überschuß an NCO-Gruppen umsetzt. Die resultierenden NCO-gruppenhaltigen Präpolymeren härten dann unter dem Einfluß von Luftfeuchtigkeit unter Filmbildung aus· Hier hat man formal ein Einkomponentensystem, das zuvor jedoch vor der Einwirkung von Feuchtigkeit zu schützen ist. Diese Tatsache beinhaltet, daß besondere Vorkehrungen bei der Herstellung, Pigmentierung usw. zu treffen sind. .
509816/0946
Bei einer Reihe von technischen Applikationen, wie bei der Walzenlackierung, wo es auf Unempfindlichkeit des Systems gegen Einflüsse der Umgebung, z.B. Luft und Feuchtigkeit, sowie auf Viskositätskonstanz über längere Zeiträume ankommt, sind solche Systeme nicht einsetzbar. Man mußte bisher auf das gute Eigenschaftsbild der Polyurethanlacke bei solchen Applikationen verzichten.
Bekanntlich gibt es eine Reihe von Substanzen, die sich mit Isocyanaten zu chemisch neutralen Substanzen umsetzen und die dann ihrerseits bei erhöhter Temperatur wieder in Isocyanate zurückspalten. Diese blockierten Produkte wären in idealer Weise geeignet zum Aufbau der gewünschten Lacktypen für diese Art der Applikation. Eine Reihe dieser Produkte scheidet jedoch aus, da sie unter'der Temperatureinwirkung beim Härtungsprozeß zur Vergilbung neigen. Desweiteren muß man zwischen den aromatischen und aliphatischen bzw. cycloaliphatischen Isocyanaten unterscheiden, da nur die letzte Stoffgruppe gleichzeitig Licht- und Wetterbeständigkeit gewährleistet.
Benutzt man nun6-Caprolactam als Blockierungsmittel, d.h. als Reagenz, um Isocyanate in eine bei tieferen Temperaturen inreaktive Form zu überführen, so gelingt der vergilbungsfreie Härtungsprozeß mühelos. Allerdings ist dieses in praxi nicht durchführbar, da £-Caprolactam-blockierte Isocyanate in lacküblichen Lösungsmitteln unverträglich sind.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß diese Verträglichkeitsschwierigkeiten bei schnellhärtenden Lacken zum Überziehen von vorzugsweise metallischen Materialien mit hochverformbaren Überzügen durch thermische Behandlung bei 1750C übersteigenden Temperaturen, vorzugsweise bei 180 - 45O0C, bestehend
ORiGINAL INSPECTS^
509816/0946 0R
aus einem in hochsiedenden Lacklösungsmitteln gelöstem Bindeini ttelgemi sch dann nicht auftreten, wenn dieses aus
50 - 90 Gew.% hochmolekularer, hydroxylgruppenhaltiger Polyester auf der Basis von überwiegend aromatischen Dicarbonsäuren und einem Gemisch aus Diolen und Triolen mit 4 bis 12 C-Atomen und
10-50 Gew.% mit £-Caprolactam blockierten Addukten aus 3-Isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanat (auch Isophorondiisocyanat oder IPDI genannt)
sowie gegebenenfalls Lackzusatzmitteln, Farbstoffen und/ oder Pigmenten
besteht. Dabei ist es oftmals von Vorteil, einen geringen Gehalt, d.h. 0,01 - 5 Gew.%, von freien NCO-Gruppen in dem blockierten Isocyanataddukt zuzulassen. Weiter ist festzustellen, daß sich das IPDI auch durch eine hervorragende thermische Stabilität gegenüber anderen aliphatischen Diisocyanaten auszeichnet.
Da mit Hilfe der Walzenlackierung, speziell nach dem Coil-Coating-Verfahren, beschichtete Musterbleche nachträglich in verschiedener Weise Verformungen unterworfen werden, sind sehr hohe Anforderungen an die Elastizität und Haftung der Lackfilme zu stellen, wobei diese Eigenschaften nicht über Einbußen an Härte erkauft werden dürfen.
Das Bindemittel der erfindungsgemäßen Lacke besteht zu 50 90 Gew.% aus hochmolekularen, hydroxylgruppenhaltigen Polyestern, die in ihrem Eigenschaftsbild durch die folgenden chemischen und physikalischen Kenndaten zu beschreiben sind:
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IL. Als Säuren werden zum überwiegenden Teil aromatische Dicarbonsäuren eingesetzt, wobei das Molverhältnis von aromatischen zu aliphatischen bzw. cycloaliphatischen Dicarbonsäuren >4 : 1 sein sollte.
2^ Die erforderliche, hohe Flexibilisierung wird durch die Glykol-Komponenten erreicht. Brauchbare Glykole sind Produkte, die in der Kette 3-8 Kohlenstoffatome, bevorzugt 4-6 C-Atome, aufweisen.
g^ Die Verzweigung wird in der üblichen Weise durch trl- bzw. höherfunktionelle Polyole erreicht, wobei das Molverhältnis von Glykolen zu höherfunktioneIlen Polyolen >1,5 : 1, vorzugsweise 2,5-3,5 : 1, ist.
4^ Die Hydroxylzahl der eingesetzten Polyester sollte zwischen 50 und 150 mg KOH/g, vorzugsweise zwischen 80 und 125 mg KOH/g,liegen.
5. Desweiteren sind die geeigneten hydroxylgruppenhaltigen Polyester durch die Glasumwandlungstemperaturen zu beschreiben, die mit Hilfe der Differentialthermoanalyse zu ermitteln sind. Die Glasumwandlungstemperatür der beanspruchten Hydroxylpolyester liegt unter +200C, vorzugsweise im Bereich -20 bis +100C.
Geeignete aromatische bzw. aliphatische und cycloaliphatische Polycarbonsäuren sind, wobei die aromatischen ein- oder mehrkernig sein können, z.B. Oxalsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Terephthalsäure, Methylterephthalsäure, 2,5- und 2,6-Dimethylterephthalsäure, Chlorterephthalsäure, 2,5-Dichlorterephthalsäure, Fluorterephthalsäure, Isophthalsäure, Trimellithsäure, Naphthalindicarbonsäure, insbesondere
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"5" . 234681a
die 1,4-, 1,5-, 2,6- und 2,7-Isomeren, Phenylendiessigsäure, 4-Carboxyphenoxyessigsäure, m- und p-Terphenyl-4-4"dicarbonsäure, Dodekahydrodiphensäure, Hexahydroterephthalsäure, 4,4'-Diphensäure, 2,2'- und 3,3'-Dimethyl-4,4'-diphensäure, 2,2'-Dibrom-4,4'-diphensäure, Bis-(4-carboxyphenyl)-methan, 1,1- und 1,2-Bis-(4-carboxyphenyl)-äthan, 2,2-Bis-(4-carboxyphenyl)-propan, 1,2-Bis-(4-carboxyphenoxy)~äthan, Bis-4-carboxyphenyläther, Bis-4-carboxyphenylsulfid, Bis-4-carboxyphenylketon, Bis-4-carboxyphenylsulfoxid, Bis-4-carboxyphenylsulfon, 2,8-Dibenzofurandicarbonsäure, 4t4'-Stilbendicarbonsäure und 0ctadekahydro-m-terphenyl-4,4"-dicarbonsäure u.a. Es können auch Mischungen der vorgenannten Verbindungen verwendet werden.
Zur Herstellung der hydroxylgruppenhaltigen Polyester werden als Alkoholkomponente überwiegend Diöle verwende*. Die teilweise Mitverwendung von anderen Polyolen in den angegebenen Molverhältnissen, z.B. Triolen, ist' möglich. Beispiele für geeignete Verbindungen sind: Äthylenglykol, Propylenglykol, wie 1,2- und 1,3-Propandiol, 2,2-Dimethylpropandiol-(1,3), Butandlole, wie Butandiol-(1,4), Hexandiole, z.B. Hexandiol-(1,6), 2,2,4-Trimethylhexandiol-(1,6), 2,4,4-TrimethyUiexandiol-(1,6), Heptandiol-(1,7), 0ctadecan-9,10-diol-(i,12, Thiodiglykol, Octadecandiol-(1,18), 2,4-Dimethyl-2-propylheptandiol-(1f3)f Buten- oder Butindiol-(1,4), Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, eis- bzw· trans-1,4-cyclohexandimethanol, 1,4-Cyclohexandiole, Glycerin, Hexantriol-(1,2,6), 1,1,1-Trimethylolpropan, 1,1,1-Trimethyloläthan, , Pentaerythrit u.a. Es können auch Mischungen der vorgenannten Verbindungen verwendet werden.
Bei der Herstellung der Polyester wird das Polyol in solchen Mengen eingesetzt, daß auf 1 Carboxylgruppenäquivalent mehr als 1 OH-Gruppenäquivalent kommen.
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Die hydroxylgruppenhaltigen Polyester können in bekannter und üblicher Weise hergestellt werden. Dazu bieten sich insbesondere die beiden nachstehenden Verfahren an.
Im ersten Fall geht man von mineralsäurefreier Dicarbonsäure aus,die gegebenenfalls durch Urakristallisation zu reinigen ist. Das Verhältnis der Äquivalente von Säuren zu Alkohol richtet sich naturgemäß nach der gewünschten Molekülgröße und nach der zu erstellenden OH-Zahl. Die Reaktionskomponenten werden nach Zugabe von 0,005 - 0,5 Gew.%, vorzugsweise 0,05 - 0,2 Gew.?o, eines Katalysators, z.B. Zinnverbindungen, wie Di-n-butylzinnoxid, Di-n-butylzinndiester u.a., oder Titanester, insbesondere Tetraisopropyltitanat, in einer geeigneten Apparatur unter Durchleiten eines Inertgases, z.B. Stickstoff, erhitzt. Bei ca. 1800C kommt es zur ersten Viasserabspaltung. Das Wasser wird destillativ aus dem Reaktionsgemisch entfernt. Innerhalb von mehreren Stunden wird die Reaktionstemperatur bis auf 2400C erhöht. Das Reaktionsmedium bleibt bis kurz vor Ende der voll ständigen Veresterung inhomogen. Nach ca. 24 h ist die Reaktion abgeschlossen.
Bei dem zweiten Verfahren geht man von Dirnethyle stern der Dicarbonsäureester aus und estert unter Durchleiten eines Inertgases, z.B. Stickstoff, mit den gewünschten Alkoholkomponenten um. Als Umesterungskatalysatoren können wieder Titanester, Dialkylzinn- ester oder Di-n-butylzinnoxid in Konzentrationen von 0,005 0,5 Gew.96 eingesetzt werden. Nach dem Erreichen von ca. 1200C kommt es zur ersten Methanolabspaltung. Innerhalb von mehreren Stunden wird die Temperatur auf 220 - 2300C gesteigert. Je nach gewähltem Ansatz ist die Umesterung nach 2 - 24 h abgeschlossen.
Geeignete hochsiedende Lacklösungsmittel sind solche, deren unterer Siedepunkt bzw· Siedegrenze bei 1t)oC liegt. Die obere Grenze des Lösungsmittels richtet sich nach den jeweiligen
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Einbrennbedingungen. Es können für diesen Zweck sowohl inerte hochsiedende Verbindungen als auch Gemische eingesetzt werden. Inert in diesem Zusammenhang soll bedeuten, daß die Lösungsmittel unter Misch- und Lagerungsbedindungen sich gegen die Bindebestandteile als auch die verschiedenen Zusätze chemisch neutral verhalten. Als Beispiele für geeignete reine Verbindungen sind zu nennen:
Aromatische Verbindungen, wie -Toluol, Xylole, Cumol, Tetrahydronaphthalin, Decahydronaphthalin; Ketone, wie Methylisobutylketon, Diisobutylketon, Isophoron; Ester, z.Bo Essigsäuren-butylester, Essigsäure-n-hexylester, Essigsäureisoamylester, Essigsaurecyclohexyles.ter, Essigsäure-3,3,5-trimethylcyclohexylester, Milchsäure-n-butylester, Äthylglykolacetat, Butylglykol-. acetat u.a.
Die Menge des Lösungsmittels ist nicht kritisch. Zweckmäßigerweise stellt man zunächst eine hochkonzentrierte Lösung her, wobei der Peststoffanteil im Bereich von 50 bis 70 % liegt. Diese konzentrierte Lösung kann vor der Anwendung auf die für den jeweiligen Anwendungszweck abgestellte Konzentration verdünnt werdenο
Als Verlauf- und Glanzverbesserer kommen z.B. Polyvinylbutyrale, Mischpolymerisate aus n-Butylacrylat und Vinylisobutylather, Keton-Aldehyd-Kondensationsharze, feste Siliconharze, Siliconöle oder auch Gemische von Zink-Seifen von Fettsäuren und aromatischen Carbonsäuren in Betracht.
Als Hitzestabilisatoren und Antioxydantien haben sich handelsübliche hochmolekulare, sterisch-gehinderte, mehrwertige Phenole bewährt«, Es können jedoch auch andere Verwendung finden.
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Die Menge der eingesetzten Zusätze richtet sich nach dem Einzelfall und den angestrebten Eigenschaften. Eine allgemeine Aussage kann darüber nicht gemacht werden„
Das Polyesterharz, blockierte Isocyanat, hochsiedende Lacklösungsmittel, die beschriebenen Lackadditive und gegebenenfalls das gewünschte Pigment bzw. der Farbstoff werden nach bekannten Verfahren unterhalb der Aufspalttemperatur des blockierten Isocyanates vermischt. Geht man von nicht vollständig blockierten Isocyanaten aus, empfiehlt sich vor der weiteren Lackformulierung eine thermische Behandlung der gelösten Harze zwischen 80 und 160°C. Die Dauer dieser Behandlung beträgt in Abhängigkeit von der eingestellten Temperatur 3 Stunden bis 15 Minuten« Durch Zugabe weiteren Lösungsmittels kann die Lösung vor der Anwendung auf den gewünschten Feststoffgehalt gebracht werden.
Die erfindungsgemäßen Lacke finden Anwendung in der Coil-Coating-Lackierung für außenbewitterungsbeständige Ein- und Zweischichtlackierungen. In modifizierten Einstellungen können sie auch auf dem Spritzlacksektor, speziell für Aluminium, nach dem airless- bzw. elektrostatischen Verfahren appliziert werden.
Die Herstellung und die Anwendung der Lacke gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele illustriert:
Beispiel 1:
In einem 6 1-Glaskolben wurden 10 Mol (1.940 g) Terephthalsäure-dimethylester mit 8 Mol (1.280 g) 2,2,4- bzw. 2,4,4-Trimethylhexandiol-Ijö-Isomerengemisch (ca. 40:60) sowie 3 Mol (402 g) 1,1,1-Trimethylolpropan der Umesterung unterworfen. Als Umesterungskatalysator wurden 0,05 Gew.% Tetraisopropyltitanat eingesetzt. Das Stoffgemisch wurde bis zum Entstehen einer homogenen Schmelze langsam erwärmt, wobei nach dem Erreichen einer Temperatur von 1850C Methanol
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abgespalten wurde. Orientiert am Methanolanfall wurde die Temperatur innerhalb von 8 h auf maximal 215°C erhöht. Nachdem praktisch kein Methanol mehr anfiel, wurde auf 2000C abgekühlt und die Reaktionsmischung ca. 30 Minuten einem Vakuum von 1 - 3 mm Hg ausgesetzt. Dabei wurden die flüchtigen Anteile weitgehend aus der Schmelze entfernt.
OH-Zahl Säurezahl Molgewicht
Glasumwandlungstemperatur
93 - 95 mg KOH/g <1 mg KOH/g 1.600 - 1.700
-50C bis +80C
B. Herstellung^derjE^Cagrolactam-blockierten^Diisoc^anate
Nach der folgenden allgemeinen Herstellungsvorschrift wurden in bekannter Weise praktisch vollständig verkappte Diisocyanate aus Hexamethylendiisocyanat-1,6 (HDI), 4,4'-Diphenylmethan-diisocyanat (HMDI) und dem 3-Isocyanatomethyl-3»5»5-trimethylcyclohexylisocyanat (IPDI) hergestellt.
Diisocyanat und e-Caprolactam wurden in einem Glaskolben im Molverhältnis 1,0 : 2,0 gemischt und diese Mischung auf ca. 80°C erwärmt. Bei ca. 80°C sprang die stark exotherme Reaktion an. Die Reaktionsmischung wurde durch geeignete Kühlung unter 1500C gehalten. Nach Abklingen der Temperatur auf ca. 1100C wurde das Reaktionsprodukt noch etwa 2 h bei dieser Temperatur zur Vervollständigung der Reaktion gehalten.
Die Reaktionsprodukte,£-caprolactamblockierte Diisocyanate, stellen feste Harze dar, deren freier NCO-Gehalt unter 0,3 Qev,% liegt.
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Zur Prüfung der Lagerstabilität dieser Produkte wurden ■stöchiometrische Mischungen des Hydroxylpolyesters mit den verschiedenen H-caprolactamblockierten Diisocyanaten zu 60 gew.%igen Lösungen in Solvesso^ '150 /Äthylglykolacetat = 2 : 1 (Gew.-Teile) aufgenommen. Dieser Vorgang wurde vorzugsweise in der Wärme bei etwa 1000C durchgeführt. (Solvesso^ '150 stellt ein Aromatengemisch mit den Siedegrenzen 180 - 212°C dar und besitzt einen Flammpunkt von mindestens 650C. Lieferant: Esso. Wird als Lösungsmittel für bßi höherer Temperatur einbrennbaren Lacken empfohlen.)
Zusammensetzung_der_Lösungen
Be
zeichnung		 Polyester
s.o.
unter A		 HDI+Cap. HMDI+Cap. IPDl+Cap. Lösungs
mittel
s.o.
C 1 45,0 % 15 % - 40 %
C 2 42,5 % - 17,5 % - 40 %
C 3 43,5 % - - 16,5 % 40 %
(Alle Angaben dieser Tabelle in Gew.%)
Be Befund nach Lagerung bei Raumtemperatur 1 Tag 1 Woche 1 Monat 1 Jahr
zeichnung 0 Tage stark viel
C 1 klare trübe Boden
Lösung Lösung körper
klare wenig viel —
C 2 klare Lösung Boden Boden
Lösung körper körper
klare klare klare klare
C 3 klare Lösung Lösung Lösung Lösung
Lösung
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Ausgehend von der im Beispiel mit C 3 bezeichneten Lösung wurde nach folgender Rezeptur ein Lack formuliert, unter ■Coil-Coating-Bedingungen ausgehärtet und lacktechnisch abgeprüft.
67,9 Gew.% der Stammlösung C 3. 2,0 Gew.% n-Butylglykolacetat 30,0 GevT.% Weißpigment (TiO2) 0,1 Ge\f.% Siliconöl OL
• Verlaufmittel, Hersteller:Bayer AG
Mit diesem Lack wurden 1 mm Aluminium- und Stahlbleche beschichtet und 75 Sekunden bei 310 - 320°C im Umluftrockenschrank ausgehärtet. Die lacktechnische Abprüf ung für eine 25 u starke Beschichtung ergab folgendes Eigenschaftsbild:
Härte Pendelhärte (König) DIN 53157 175 sec.
messungen Eindruckhärte (Buchholz) DIN 53153 100
Schaukelhärte (Sward) 50
Bleistifthärte 2H
Elasti Erichsentiefung DIN 53156 ?Ί0 mm
zität Impact (reverse) ?-82 inch «lb
T-Bend-Test 1
Glanz Gardner ASTM-D-523 20° 95
Gardner ASTM-D-523 45° 60
Gardner ASTM-D-523 60° 95-100
Haftung Gitterschnitt DIN 53151 0
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Beispiel 2
7 Mol Isophthalsäure (1,163 g), '6 Mol Hexandiol-1,6 (709 g) und 2 Mol 1,1,1-Trimethylolpropan (268 g) wurden in einem 4 1-Glaskolben unter Zusatz von 0,1 Gew.% n-Dibutylzinnoxid der Veresterung unterworfen. Mit steigender Temperatur entstand eine - homogene Schmelze und bei ca. 195°C kam es zur ersten Wasserabscheidung. Innerhalb von 8 Stunden wurde die Temperatur auf 2200C erhöht und bei dieser Temperatur während 6 weiteren Stunden die Veresterung zu Ende geführt. Die Säurezahl war dann kleiner als 1 mg KOH/g. Nachdem die Polyesterschmelze auf ca. 2000C abgekühlt war, wurden bei einem Vakuum von 20 - 30 mm Hg während 30 - 45 Minuten die flüchtigen Anteile entfernt.
Während der gesamten Reaktion wurde ein schwacher N2~Strom durch das Reaktionssystem geleitet.
OH-Zahl Säurezahl Molgewicht
Glasumwandlungstemperatur
105 mg KOH/g <1 mg KOH/g 2.400
-120C bis +5°C
B. Herstellung^derjT-CaErolactem-blockierten^iisocyanate
Entsprechend der allgemeinen Vorschrift (vgl. Beispiel 1) wurden e-Caprolactam-blockierte Diisocyanate hergestellt, die jedoch im Gegensatz zu den im Beispiel 1 beschriebenen Produkten nach der Reaktion noch einen Gehalt an freien NCO-Gruppen besaßen.
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Die folgende Aufstellung gibt die Zusammensetzung der Ansätze in Gewichtsprozenten an sowie die nach der Blockierung experimentell ermittelten Gehalte an freien. NCO-Gruppen.
Be
zeichnung		 1 Diisocyanat .000 T Blockierungs
mittel		 Cap. Gehalt an freien
NCO-Gruppen		 Gew.%
B 2 1 .000 T« 1.211 T. Cap. 2,05 Ge'w. %
B 3 1 .000 T1 776 T. Cap. 2,01 Gew,%
B 1 ,HDI 914 T. 1,98
,HMDI
,IPDI
C. Herstellung_der_Lacklösungen
Der unter A. beschriebene Polyester und jeweils eines der unter B. beschriebenen blockierten Isocyanataddukte wurden im stöchiometrisehen Verhältnis in dem Lösungsmittelgemisch Solvesso^R'150/Äthylglykolacetat (EGA) im Gewichtsverhältnis 2 : 1 zu 60 gew.%-igen Lösungen aufgenommen und die freien NCO-Gruppen zur Reaktion gebracht. Dazu wurde die Lösung auf 100°C erwärmt und dort 1-2 Stunden belassen.
Zusammensetzung_der_Lösungen
Lösung Polyester
vgl. A		 block. Diisocyanat
vgl. B		 Lö sungsmitte1
C 1 45,1 % 14,9 % 40 %
C 2 42,4 % 17,6 % ■ 40 %
C 3 43,5 % 16,5 % 40 %
(Alle Angaben dieser Tabelle in Gew.?0
- 14 -
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23Λ6818
Proben der unter C. beschriebenen Lösungen wurden bei . Temperaturen zwischen 5 und 80C gelagert1 und in gewissen Zeitabständen auf Trübung bzw.' auf Ausfällung abgemustert.
Be Befund nach Lagerung bei 0 Tage 1 Woche 4 Wochen 5 - 8°C
zeichnung schwach
trübe		 stark
trübe		 Boden
körper		 3 Monate
C 1 klar klar deutlich
trübe		 -
C 2 klar klar klar stark
trübe
C 3 klar
Mit der unter C 3 beschriebenen Lösung wurde ein Lack nach folgender Rezeptur formuliert:
Rezeptur:.
62,5 % Stammlösung C 3 (s.o.) . 8,0 % Lösungsmittelgemisch
Solvesso^R^150/EGA =2:1 29,5 % Weißpigment (TiO2)
0,1 % Siliconöl OL
Mit diesem Lack wurden 1 mm Aluminium- und Stahlbleche beschichtet und 75 Sekunden bei 310 - 3200C im Umluftrockenschrank ausgehärtet. Die lacktechnische Abprüfung für eine 25 u starke Beschichtung ergab folgendes Eigenschaftsbild:
- 15 -
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Härte Pendelhärte (König) DIN 53157 170 sec.
messungen Eindruckhärte (Buchholz) DIN 53153 111
Schaukelhärte (Swar d) . 45 - - 55
Bleistifthärte . . H - - 2H
Elastizi Erichsentiefung DIN 53156 >10 mm
tät Impact (reverse) >82 inch·Ib
T-Bend-Test 0
Haftung Gitterschnitt DIN 53151 0
Glanz Gardner ASTM-D-523 20° 70 - 75
Gardner ASTM-D-523 45° 50 - 55
Gardner ASTM-D-523 60° 85 - 90
Vergleichsbeispiele
Beispiel 3:
Bei dem in Beispiel 2 beschriebenen Polyester wurden von den 7 Molen Isophthalsäure 1 Mol durch Adipinsäure ersetzt..
Der Polyester wurde also aus 6 Mol (1.000 g) Isophthalsäure,
1 Mol (146 g) Adipinsäure, 6 Mol (709 g) Hexandiol-1,6 und
2 Mol (268 g) 1,1,1-Trimethy1olpropan in der in Beispiel 2 beschriebenen Weise hergestellt.
Chemische_und_£hYsikalische_Kennzahlen
OH-Zahl
Säurezahl
Molgewicht
Glasumwandlungstemperatur
117 mg KOH/g <1 ig KOH/g .2.000
-20 bis -150C
- 16 -
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Auf der Bindemittelbasis dieses Polyesters und des im Beispiel 1 beschriebenen Adduktes des 3-lsocyanatomethyl--3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanates (IPDI) wurde ein Lack der folgenden Rezeptur formuliert und applizlert:
27,4 Gew.?» Polyester (s.o.) 13,4-Gew.% Addukt (s. Beispiel 1) 29,1 Gew.96 Weißpigment (TiO2) 10,0 Gew.% Äthylglykolacetat 20,0 Gew.% Solvesso^R^150 0,1 Gew.% Siliconöl OL
Auswertung im Anschluß an Beispiel 5.
Beispiel 4t
Bei dem in Beispiel 1 beschriebenen Polyester wurde die Terephthalsäure gegen die Hexahydroterephthalsäure ausgetauscht. 10 Mol Hexahydroterephthalsäure-dimethylester (2.000 g), 8 Mol (1.280 g) 2,2,4- bzw. 2,4,4-Trimethylhexandiol-1,6-Isomerengemisch (ca. 40 : 60) sowie 3 Mol (402 g) 1,1,1-Trimethylolpropan wurden in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise umgeestert.
Chemische-und_p_hy_sikalische_Kennzahlen
OH-Zahl 98 mg KOH/g ρ
Säurezahl <1 mg KOH/g
Molgewicht 1. 600
Glasumwandlungs ο
temperatur
Mit diesem Polyester und dem im Beispiel 1 beschriebenen Addukt dee Isophorondiisocyanates (IPOI) wurde ein Lack nach folgender Rezeptur formuliert, auf 1 mm Stahl- und Aluminiumblech applizlert und 90 Sekunden bei 300°C gehärtet:
- 16 -
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29,0 Gew.% Polyester - Beispiel 4 11,0 Gew.% IPDI-Addukt (s. Beispiel 1) 30,0 Ge\t.% Weißpigment (TiO2) 10,0 Gew.% Äthylglykolacetat 20,0 Gew.% Solvesso^R^150 " 0,1 Gew.% Siliconöl OL
Auswertung im Anschluß an Beispiel 5.
Beispiel 5:
5 Mol (740 g) Phthalsäureanhydrid, 3 Mol (438 g) Adipinsäure, 2 Mol (208 g) 2,2-Dimethylpropandiol-1,3, 4,5 Mol (531 g) Hexandiol-1,6 und 2 Mol (268 g) 1,1,1-Trimethylolpropan wurden in der üblichen Weise unter dem katalytischen Einfluß von 0,1 Gew.$» Di-n-butylzinnoxid der Veresterung unterworfen.
Chemische^und^ghysikalische^Kennzahlen
OH-Zahl Säurezahl Molgewicht
Glasumwandlungstemperatur
76 mg KOH/g 3 mg KOH/g 2.700
-20 bis -15°C
Zur lacktechnischen Abprufung wurde mit diesem Polyester und dem im Beispiel 1 beschriebenen Addukt des Isophorondiisocyanates ein Lack nach folgender Rezeptur formuliert:
27,7 Gew.90 Polyester (s.o.) 8,7 Gew.% Addukt (vgl. Beispiel 1)
27,5 Gew.% Weißpigment (TiO2) . .'
12,0 Gew.% Äthylglykolacetat
24,0 Gew.% Solvesso^R^150 0,1 Gew.# Siliconöl OL
- 18 -
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- 16 -
Vergleichende Übersicht der wichtigen Prüfergebnisse der Lacke
Beispiel
.1		 Beispiel
2		 Beispiel
3		 Beispiel
4		 Beispiel
5
Pendelhärte
Bieistifhärte
T-Bend-Test		 175 see.
■ 2H
1		 170 see.
H-2H
0 .		 140 see.
P
1-2		 60 see.
F-HB
0-1		 20 see'.
B-HB
0
Beispiel 6;
Der in Beispiel 1 beschriebene Polyester wurde in der Weise modi· fiziert, daß das Molverhältnis von Glyköl zu höherfunktionellen Alkoholen von 2,6$ ϊ 1 auf 1:1 verändert wurde.
10 Hol (1.940 g) Terephthalsäuredimethylester, 5,85 Mol (785 g) 1,1,1-Trimethylolpropan und 5,85 Mol (940 g) 2,2,4- bzw. 2,4,4-Trimethylhexandiol-1,6-Isomerengemisch wurden nach Zugabe von 3,7 g Tetraisopropyltitanat in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise der Umesterung zu einem Hydroxylpolyester unterworfen.
C^emische_und-£hYsikalische_Kennzahlen
OH-Zahl
Säurezahl
Molgewicht
Glasumwandlungs
temperatur		 150 mg KOH/g
<1 mg KOH/g
2.600
14 bis 28°C
In der folgenden Tabelle werden die wichtigsten lacktechnischen Daten des im Beispiel 1 beschriebenen Lackes mit einem Lack auf Basis des in diesem Beispiel beschriebenen Polyesters nach folgender Rezeptur verglichen:
- 19 -
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22,6 Gew.% Hydroxylpolyester (s.o.) 13,8.Gew.% Addukt (vgl. Beispiel 1) 30,2 Gew.% Weißpigraent (TiO£)
11.1 Gew.% Athylglykolacetat
22.2 Gew.% Solyesso^150 0,1 Gew.% Siliconöl OL
Lack-
formulienmg		 Pendelhärte Bleistift
härte		 T-Bend-Test
Beispiel 6
Beispiel 1		 170 sec.
175 sec.		 3H
2H		 4-5
1
- 20 -
ORJGlNAL INSPECTED
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Claims (2)

  1. Schnellhärtende Lacke zum Überziehen von vorzugsweise metallischen Materialien mit hochverformbaren Überzügen durch thermische Behandlung bei 1750C übersteigenden Temperaturen, vorzugsweise bei 180 - 4500C, bestehend aus einem in hochsiedenden Lacklösungsmitteln gelöstem Bindemittelgemisch aus
    50 - 90 Gew.% eines hochmolekularen, hydroxylgruppenhaltigen Polyesters auf der Basis von überwiegend aromatischen Dicarbonsäuren und Diolen und/oder Triolen mit 4 bis 12 C-Atomen und
    10-50 Gew.% mit ^-Caprolactarn blockierten Addukten auf der Basis von 3-Isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanat
    sowie gegebenenfalls Lackzusatzmitteln, Farbstoffen und/oder Pigmenten.
  2. 2. Schnellhärtende Lacke gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit C-Caprolactam blockierte Addukt 0,01 - 5 Gew.% freie Isocyanatgruppen hat,
    dr.kn.-wi
    509816/0946
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