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Patent Searching and Data


Title:
AIR DRYING BINDING AGENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/022545
Kind Code:
A1
Abstract:
Copolymers of formula (I) wherein R?1� means a saturated and/or a non-saturated C�6-22? alkyl radical, R?2� means hydrogen or methyl, C�6?H�5? means a phenyl radical, n is a number > 2 and m is a number ranging from 0-4. The copolymers have an iodine value of 40-120 and a molecular weight ranging from 800 - 200.000 g/mol. They are highly suitable for use as air drying binding agents for paints.

Inventors:
BIRNBRICH PAUL (DE)
GORZINSKI MANFRED (DE)
Application Number:
PCT/EP1997/006185
Publication Date:
May 28, 1998
Filing Date:
November 07, 1997
Export Citation:
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Assignee:
HENKEL KGAA (DE)
BIRNBRICH PAUL (DE)
GORZINSKI MANFRED (DE)
International Classes:
C09D133/06; C08L67/08; (IPC1-7): C09D133/06; C09D167/08
Other References:
JOSHI & CHATTERJEE: "emulsion polymerisation of linseed and safflower acrylates and methacrylates", JOURNAL OF THE AMERICAN OIL CHEMISTS' SOCIETY., vol. 55, no. 8, 1978, CHAMPAIGN US, pages 607 - 9, XP002057093
SITARAMAM; CHATTERJEE; SIVASAMBAN: "copolymerisation of unsaturated fatty vinyl monomers with styrene", JOCCA, vol. 66, no. 3, 1983, WEMBLEY UK, pages 86 - 7, XP002057094
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Description:
"Lufttrocknende Bindemittel" Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft die Verwendung spezieller Copolymerer als lufttrocknende Bindemittel für Lacke.

Stand der Technik Alkydharze sind Polyester, die durch Polykondensation aus drei Monomerbaustei- nen aufgebaut werden. Bei diesen Bausteinen handelt es sich um Polyole, mehrba- sische Säuren und-wenigstens anteilsweise-ungesättigten Fettsäuren. Wegen ih- res Gehaltes an ungesättigten Fettsäuren härten Alkydharze an der Luft oxidativ aus. Bei diesem Prozeß entstehen Netzwerke, die sich bei Anwendungen etwa im Bereich von Beschichtungen durch Dauerhaftigkeit auszeichnen. Dementsprechend werden Alkydharze als Bindemittel für Lacke eingesetzt, die sowohl im Bereich der Industrie, als auch im Haushalt Anwendung finden.

Dem Fachmann auf dem Gebiet der Alkydharze ist bekannt, daß durch die Modi- fizierung von Alkydharzen mit Vinylmonomeren wie Styrol, Acryl-oder Methacrylaten die Eigenschaften der Bindemittel, beispielsweise Härte, Chemika- lienbeständigkeit und Trocknungseigenschaften verbessert werden können. Die Modifizierung der Alkydharze erfolgt in der Regel durch Pfropfcopolymerisation der Vinylmonomeren auf dem Alkydharzpolyester. Als Reaktionsprodukt wird da- bei ein Gemisch aus Alkydharz, Homovinylpolymer und Pfropfcopolymer aus Al- kydharz und Vinylpolymer erhalten. Nachteilig an einem solchen Bindemittelge- misch ist unter anderem, daß das Homovinylpolymer bei der anschließenden oxi- dativen Vernetzung chemisch nicht in das Beschichtungsnetzwerk eingebaut wird und dementsprechend weiterhin extrahierbar ist.

Beschreibung der Erfindung Aufgabe der Erfindung war es, neue Lackbindemittel zur Verfügung zu stellen, die die Vorteile des oxidativen Härtungsmechanismus der Alkydharze und die Eigen- schaften der Vinylpolymere derart in sich vereinen, daß bei der oxidativen Härtung der Aufbau eines vollständig vernetzten Beschichtungsnetzwerkes möglich ist.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß bei der polymeranalogen Umset- zung von"backbone-Vinylhomo-oder Copolymeren"auf Basis von Methacryl- Acryl-oder Styrolmonomeren mit gesättigten und/oder ungesättigten C6. 22- Fettalkoholen Copolymere erhalten werden, die die genannte Aufgabe in jeder Hinsicht ausgezeichnet erfüllen. Unter polymeranaloger Umsetzung wird dabei die Umesterung oder Veresterung von in der Polymerkette vorhandenen Ester-oder Carboxylgruppen verstanden. Die erfindungsmäßen Copolymeren sollen dabei eine Jodzahl im Bereich von 40 bis 120 und ein Molekulargewicht im Bereich von 800 bis 200.000 g/mol aufweisen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend die Verwendung von Copolymeren der allgemeinen Struktur (I) worin Rl einen gesattigten und/oder ungesättigten C6 22-Alkylrest, R2 Wasserstoff oder Methyl, C6H5 einen Phenylrest, n eine Zahl > 2 und m eine Zahl im Bereich von 0 bis 4 n ist, und wobei die Copolymeren eine Jodzahl im Bereich von 40 bis 120 und ein Mo- lekulargewicht im Bereich von 800 bis 200.000 g/mol aufweisen, als lufttrocknen- de Bindemittel für Lacke.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die ge- nannten Copolymeren (I) in Mischung mit herkömmlichen Alkydharzen oder ande- ren Polyacrylatharzen eingesetzt. Dies kann gegebenenfalls auch ohne den Zusatz spezieller Lösemittel geschehen. Es ist jedoch auch möglich, die Copolymeren (I) als Reaktiwerdünner für Lacke einzusetzen.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sind nicht einschränkend zu verstehen.

Beispiele Abkurzungen OHZ = OH-Zahl SZ = Saurezahl VZ = Verseifungszahl JZ = Jodzahl Verwendete Substanzen HD Ocenol 150/170 : ungesättigter Fettalkohol mit einer Jodzahl von ca. 160 (Handelsprodukt der Anmelderin) Alkydal F681 : langöliges Alkydharz, enthaltend 66 % trocknende Fettsäure (Handelsprodukt der Bayer AG) Beispiel 1 Bei einer Reaktionstemperatur von 135°C wurde zu 650 g Hexanol eine Mischung aus 8,1 g Dicumylperoxid, 343 g Methylacrylat und 208g Styrol langsam zuge- tropft (7 h). Anschließend wurden 650 g HD eines ungesättigten Fettalkohols mit einer Jodzahl von ca. 160 (Handelsprodukt"HD Ocenol 150/170"der Anmelderin) zugegeben. Das Hexanol wurde abdestilliert. Bei 180°C wurden dann 3,4 g eines zinnorganischen Katalysators (Handelsprodukt"Swedcat 5"der Fa. Swedstab) zu- gegeben. Bei 180°C wurde Methanol abgeschieden. Die Reaktion war beendet, als kein Methanol mehr abgeschieden wurde. Es wurde ein bei Raumtemperatur visko- ses, hellgelbes Harz erhalten. Ausbeute 1129,6 g. OHZ = 7,7 ; SZ = 0,5 ; = 156,0 ; JZ = 94, 0 Bespiel2 Bei einer Reaktionstemperatur von 135°C wurde zu 650 g Hexanol eine Mischung aus 81,0 g Dicumylperoxid, 343 g Methylacrylat und 208g Styrol langsam zuge- tropft (7 h). Anschließend wurden 650 g HD Ocenol 150/170 zugegeben. Das Hexanol wurde abdestilliert. Bei 180°C wurden dann 3,4 g eines zinnorganischen Katalysators (Handelsprodukt"Swedcat 5"der Fa. Swedstab) zugegeben. Bei 180°C wurde Methanol abgeschieden. Die Reaktion war beendet, als kein Metha- nol mehr abgeschieden wurde. Es wurde ein bei Raumtemperatur viskoses Harz erhalten. Ausbeute 1134,0 g. OHZ = 13,0 ; SZ = 0,8 ; VZ = 169,0 ; JZ = 88,0 Bei einer Reaktionstemperatur von 135°C wurde zu einer Mischung aus 650 g Hexanol und 67,5 g Dicumylperoxid 429 g Methylacrylat langsam zugetropft (7 h). Anschließend wurden 650 g HD Ocenol 150/170 zugegeben. Das Hexanol wur- de abdestilliert. Bei 180°C wurden dann 3,4 g eines zinnorganischen Katalysators (Handelsprodukt"Swedcat 5"der Fa. Swedstab) zugegeben. Bei 180°C wurde Methanol abgeschieden. Die Reaktion war beendet, als kein Methanol mehr abge- schieden wurde. Es wurde ein bei Raumtemperatur viskoses Harz erhalten. Aus- beute 1019,0 g. OHZ = 4,3 ; SZ = 1,2 ; VZ = 257,0 Lackprufungen Herstellung emes Klarlacks.

Eine jeweils 50 % ige Lösung der Bindemittel gemäß den Beispielen 1-3 in Toluol wurde hergestellt und mit 0,015 Gew. % Kobalt-octanoat, 0,0225 Gew. % Zirkoni- um-octanoat und 0,14 Gew. % Bei-octanoat (sämtliche Werte bezogen auf Harz) versetzt.

In gleicher Weise wurde als Vergleich aus einem handelsüblichen Harz, dem Al- kydal F681, eine 50 % ige Lösung in Toluol hergestellt und mit 0,015 Gew. % Ko- balt-octanoat, 0,0225 Gew. % Zirkonium-octanoat und 0,14 Gew. % Blei-octanoat (sämtliche Werte bezogen auf Harz) versetzt.

Prufung der oxidativen Hartung Die so erhaltenen Klarlacke wurden in einer Schichtdicke von 35 um auf eine Glasplatte aufgetragen und bei Raumtemperatur an der Luft aushärten gelassen.

Gemessen wurde die Staubtrockenzeit und die Pendelhärte nach König in Abhän- gigkeit von der Zeit. Die Prüfergebnisse können der nachfolgenden Tabelle ent- nommen werden. Klarlackmit Staubtrockenzeit Pendelhärte Pendelhärte Pendelhärte Bindemittelaus:(h)nach1Tag(s)nach3Tagen nach7Tagen (s)(s) Beispiel1 2 18 28 51 Beispiel 2 4 12 18 34 Beispiel3 12 0 2 4 F681 16 25 46