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Title:
SOLUTIONS OF AMINOTRIAZINE RESINS IN MONOALKYLGLYCOLS,
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/045354
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to solutions of aminotriazine resins, the alkylol groups of which are etherized to at least 30mol % with a C�1?-C�16? alkanol in a mono-C�1?-C�4? alkylglycol of formula (I): R?1�-O-(R?2�-O-)�w?(R?3�-O-)�x?(R?2�-O-)�y?(R?3�-O-)�z?H, in which R?1� stands for C�1?-C�4? alkyl, R�2? for CH�2?-CH�2? and R?3� for (a) and w, x, y, z stand for a whole number from 0 to 10, whereby at least one of the variables w, x, y, z is not equal to 0, or in a solvent mixture consisting to at least 20 wt.% of a mono-C�1?-C�4? alkylglycol of the afore-cited formula.

Inventors:
WEISS WOLFRAM (DE)
FISCHER GERHARD (DE)
NIESSNER MANFRED (DE)
SCHNURR WERNER (DE)
Application Number:
PCT/EP1998/001551
Publication Date:
October 15, 1998
Filing Date:
March 18, 1998
Export Citation:
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Assignee:
BASF AG (DE)
WEISS WOLFRAM (DE)
FISCHER GERHARD (DE)
NIESSNER MANFRED (DE)
SCHNURR WERNER (DE)
International Classes:
H04N21/20; C08J3/09; C08L61/28; G06F17/30; (IPC1-7): C08J3/09; C08L61/28
Foreign References:
DE2414426A11975-10-23
DE4426186A11996-01-25
DE4437535A11996-04-25
Attorney, Agent or Firm:
BASF AKTIENGESELLSCHAFT (Ludwigshafen, DE)
BASF AKTIENGESELLSCHAFT (Ludwigshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Lösungen von Aminotriazinharzen, deren Alkylolgruppen zu min destens 30 mol% mit einem ClCl6 Alkanol verethert sind, in einem MonoClC4 alkylglykol der Formel R1O(R2O)w (R3O)x (R2O)y (R3O)z H. I worin R1 für C1C4 Alkyl, R2 für CH2CH2 und R3 für stehen und w, x, y, z für eine ganze Zahl von 0 bis 10 ste hen, wobei mindestens eine der Variablen w, x, y, z ungleich 0 ist, oder in einem Lösemittelgemisch, welches zu mindestens 20 Gew.% aus einem MonoClC4 alkylglykol der vorstehenden Formel besteht.
2. Lösungen gemäß Anspruch 1, wobei die Alkylolgruppen der Aminotriazinharze zu mindestens 30 mol% mit nButanol verethert sind.
3. Lösungen gemäB Anspruch 1 oder 2, wobei R1 für Butyl, w für 1,2 oder 3 steht und x, y, z gleich null sind.
4. Verwendung der Lösungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 als Härtungsmittel in Beschichtungsmitteln.
5. Verwendung der Lösungen gemäB einem der Ansprüche 1 bis 3 als Härtungsmittel in wäßrigen Beschichtungsmitteln.
6. Verfahren zur Herstellung von härtbaren Beschichtungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß den Beschichtungsmitteln eine Lösung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 zugesetzt wird.
7. Beschichtungsmittel, erhältlich durch ein Verfahren gemäß An spruch 6.
Description:
Lösungen von Aminotriazinharzen in Monoalkyloglycolen Beschreibung Die Erfindung betrifft Lösungen von Aminotriazinharzen, deren Al- kylolgruppen zu mindestens 30 mol% mit einem Cl-Cl6 Alkanol verethert sind, in einem Mono-Cl-C4 alkylglykol der Formel R1-O-(R2-O-)w (R3-O-) x (R2-O-) y (R3-0-) z H. I worin R1 für C1-C4 Alkyl, R2 für CH2-CH2 und R3 für stehen und w, x, y, z für eine ganze Zahl von 0 bis 10 stehen, wobei mindestens eine der Variablen w, x, y, z ungleich 0 ist, oder in einem Lösemittelgemisch, welches zu mindesten 20 Gew.-% aus einem Mono-Cl-C4 alkylglykol der vorstehenden Formel besteht.

Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung der Lösungen als Härtungsmittel in Beschichtungsmitteln.

Aminoharze werden bekannterweise als Härtungsmittel für polymere Bindemittel, insbesondere für solche mit Hydroxylgruppen verwendet. Die Aminoharze liegen dabei im allgemeinen als Lösung vor.

Aus DE-A-2414426 und DE-A-2824473 sind Melaminharze bekannt, bei denen die Alkylolgruppen mit einem Monoalkylglykol verethert sind. Überschüssiges Monoalkylglykol wird destillativ aus der Lösung der Melaminharze entfernt.

Gewünscht ist generell, daß die als Härtungsmittel verwendeten Lösungen der Aminoharze die Viskosität, vor allem von wäßrigen Beschichtungsmitteln, nicht zu stark erhöhen. Gleichzeitig soll in wäßrigen Beschichtungsmitteln der Anteil von flüchtigen orga- nischen Lösemitteln naturgemäß möglichst gering sein.

Gewünscht sind daher Lösungen von Aminoharzen welche bei Zugabe zu wäßrigen Beschichtungsmitteln die Viskosität und den Gehalt an flüchtigen organischen Lösemitteln kaum erhöhen.

Demgemäß wurden die oben definierten Lösungen und ihre Verwendung gefunden.

Bei dem Aminotriazinharz, welches Bestandteil der Lösung ist, handelt es sich um ein Reaktionsprodukt von Aldehyden, z. B.

Glyoxal, Furfurol und vorzugsweise Formaldehyd mit Aminotri- azinen, z. B. Benzoguanamin, Acetoguanamin und vorzugsweise Melamin.

Besonders bevorzugt sind Reaktionsprodukte von Melamin und Form- aldehyd.

Die Aminogruppen der Aminotriazine wurden bei der Umsetzung mit Aldehyd, insbesondere Formaldehyd, alkyloliert, insbesondere methyloliert, d. h. die Wasserstoffatome der Aminogruppen werden durch Alkylolgruppen ersetzt. Vorzugsweise sind mehr als 30 %, insbesondere mehr als 50 % der Wasserstoffatome durch Alkylol- gruppen ersetzt. Die Aminotriazinharze können, z. B. durch Kon- densationsreaktionen der Alkylolgruppen, mehrere Aminotriazin- ringe enthalten. Bevorzugt enthalten sie im Mittel 1 bis 20 Ami- notriazinringe.

Die übrigen Alkylolgruppen sind vorzugsweise weitgehend oder vollständig mit C1-bis C16-Alkanolen verethert. Vorzugsweise handelt es sich dabei um Butanol oder Gemische von Methanol und Butanol, mit überwiegendem Anteil an Butanol. Insgesamt sind min- destens 30 mol%, vorzugsweise mindestens 50 mol% der ursprünglich (d. h. vor Veretherungsreaktionen und Kondensationsreaktionen vor- handenen) Alkylolgruppen mit Cl-Cl6 Alkanolen verethert. Vorzugs- weise sind maximal lediglich 5 mol%, insbesondere maximal 1 mol% (vorzugsweise keine) Alkylolgruppen mit andere Alkoholen verethert.

Die Aminoharze sind vorzugsweise wasserunlöslich.

Die Verdünnungszahl der Aminoharze ist vorzugsweise kleiner als 20 und besonders bevorzugt kleiner als 5 g insbesondere kleiner 2 oder 1 g. Die Verdünnungszahl ist ein Maß dafür, wieviel hydro- phile Lösemittel einem Aminoharz zugemischt werden können, ohne daß die erhaltene Lösung trüb wird.

Die Verdünnungszahl wird durch folgendes Verfahren bestimmt : 1 g Aminoharz werden in ein 25 ml Reagenzglas gegeben. Daraufhin wird bei 23°C Wasser in 0,5 g-Portionen zugegeben. Nach jeder Zu- gabe wird geschüttelt und beobachtet, ob nach dem Schütteln eine Trübung oder Phasenseparation (Unverträglichkeit) verbleibt. Die zugegebene Wassermenge in g nachdem eine Unverträglichkeit auf- tritt ist die Verdünnungszahl.

Die Aminotriazinharze sind in einem organischen Lösungsmittel ge- löst. Bei dem Lösungsmittel handelt es sich um ein Mono-Cl-C4 al- kylglykol der Formel I, bzw. ein Gemisch dieser Verbindungen, oder um ein Lösungsmittelgemisch, welches zu mindestens 20 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 50 Gew.-%, besonders bevorzugt zu mindestens 70 Gew.-%, bezogen auf das Lösungsmittelgemisch aus den Mono-Cl-C4 alkylglykolen der Formel I besteht.

In der Formel I steht R1 vorzugsweise für n-Butyl. Die Summe aus w+x+y+z beträgt vorzugsweise 1 bis 10, besonders bevorzugt 1 bis 5 und ganz besonders bevorzugt 1 bis 3. Die Verbindung der Formel I kann als Alkylenoxidgruppen ausschließlich Ethylenoxidgruppen (R2-0) oder Propylenoxidgruppen (R3-O) enthalten. Es kann sich aber auch um Copolymere mit w, x + O und y, z =O oder x, y # 0 und w, z =O oder w, x, y # O und z =0 oder x, y, z + O und w =0 handeln.

Bevorzugt ist w + 0 und x, y, z = o.

Bevorzugte Verbindungen sind z. B.

Butylglykol (R1 = Butyl ; w = 1 ; x, y, z = 0) Butyldi-, tri-oder tetraglykol (R1 = Butyl, w = 2, 3 oder 4, x, y, z = 0) Propylenglykolmonomethylether (R1 = Methyl, x = 1, w, y, z = 0) Dipropylenglykolmonomethylether (R1 = Methyl, x = 2, w, y, z = 0) und besonders bevorzugt sind Butylglykol und Butyldiglykol

Die Herstellung der Aminotriazinharze erfolgt im allgemeinen in einem organischen Lösemittel. Z. B. wird üblicherweise der Alkohol, mit dem die Alkylolgruppen verethert werden, im Über- schuß eingesetzt und dient gleichzeitig als Lösemittel.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Lösungen kann daher z. B. ein Lösemittelaustausch vorgenommen werden, wobei das ursprungli- che Lösemittel im gewünschten Ausmaß entfernt wird und Mono-Cl-C4 alkylglykole im gewünschten Ausmaß zugesetzt werden.

Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich als Härtungsmittel in Beschichtungsmitteln.

Beschichtungsmittel enthalten ein polymeres Bindemittel und gege- benenfalls weitere Additive, wie Pigmente, Farbstoffe, Verlaufs- mittel, Verdicker etc.

Das polymere Bindemittel ist durch einen Gehalt an aktiven Wasserstoffatomen (OH-, NH-, SH-Gruppen) mit Aminoharzen vernetz- bar, d. h. härtbar.

Als Bindemittel geeignet sind z. B. Alkydharze, Polyesterharze, Epoxiharze, Polyurethanharze, radikalische Polymersisate auf Ba- sis von Acrylaten, Vinylestern, Dienen und Vinylaromaten oder deren Gemische.

Bevorzugt sind radikalische Polymerisate, Polykondensate oder Polyaddukte mit OH-Gruppen, vorzugsweise mit einer Hydroxylzahl von 20 bis 200 mg KOH/g Substanz (nach DIN 53240).

Die Bindemittel und somit auch die Beschichtungsmittel können z. B. in Form von Lösungen in Wasser oder organischen Lösungs- mittel oder in Form wäßriger Dispersionen vorliegen.

Die erfindungsgemäßen Lösungen eignen sich als Härtungsmittel so- wohl für wäßrige Beschichtungsmittel als auch für in organischen Lösungsmitteln vorliegende Beschichtungsmittel.

Bei der Verwendung in wäßrigen Beschichtungsmitteln ist allen- falls nur ein geringer Anstieg der Viskosität festzustellen.

Der folgende Vergleich macht deutlich, daß der Zusatz eines erfindungsgemäß verdünnten Melaminharzes bei gleichem Gehalt an flüchtigen organischen Lösemitteln zu einer niedrigeren Viskosi- tät des Lacks führt.

Beispiele Aminoharze A1 (zum Vergleich) Luwipal LR 8891 (butyliertes, teilalkyliertes Melaminharz in n- Butanol, Feststoffgehalt %) A2 Aus 1000 g Luwipal LR 8891 werden unter Vakuum (50 mbar) 250 ml Butanol abdestilliert. Das erhaltene Harz wird anschließend mit 170 g Butylglykol auf eine Viskosität von ca. 4500 mPa-s einges- tellt. Danach wird der Ansatz filtriert. Das Endprodukt weist einen Feststoffgehalt von 70 % (ISO 3251 2 h/125°C 2 ml n-Butanol) bei einer Viskosität von 4,8 mPa # s (ISO 3219/B) und einem Butylg- lykolanteil von 18 % auf.

Lacke : Beispiel 1 In einem 150 ml-Polyethylenbecher werden 45 g einer 55 % igen Polyesterharzlösung in 16,5 % Butylglykol, 6,8 % Isobutanol, % Wasser und 3,7 % Dimethylethanolamin (Bayhydrole D 155) mit einem Hydroxylgruppengehalt (lösemittelfrei) von 1,5 % und einer Säure- zahl (lösemittelfrei) von 42 mg KOH/G mit 15 g der 70 % igen Mela- minharzlösung A2 gemischt und anschließend unter Rühren mit 57 g Wasser in eine Emulsion überführt. Dabei wird ein Laborrührer mit einer Dissolverscheibe verwendet. Die Umdrehungszahl beträgt 500-1000 U/min. Es resultiert ein 30 % iger wäßriger Polyester- lack mit einem pH-Wert (Glaselektrode) von 7,9 und einer Visko- sität (Brookfield, Spindel 3,10 U/min) von 1,9 Pas bei 23°C.

Vergleich Es wird wie im Beispiel verfahren. Anstelle der 70 % igen Melamin- harzlösung A2 wird die rein butanolgelöste, 70 % ige Melaminharz- lösung A1 verwendet.

Der resultierende 30 % ige, wäßrige Polyesterlack hat bei einem pH-Wert von 8,2 eine Viskosität von 5,6 Pas.