DE2606831B2

DE2606831B2 - Pigmentzubereitungen für Lackbindemittel

Info

Publication number: DE2606831B2
Application number: DE2606831A
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.- Chem. Dr. 6900 Heidelberg Gulbins; Armin Dipl.-Chem. Dr. 6945 Gross-Sachsen Haag; Fritz Erdmann Dipl.-Chem. Dr. 6800 Mannheim Kempter; Ruprecht Dipl.-Ing. Dr. 6700 Ludwigshafen Kroker
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1976-02-20
Filing date: 1976-02-20
Publication date: 1979-02-15
Also published as: FR2341633A1; DE2606831A1; AT355162B; ATA110677A; DE2606831C3; FR2341633B1; US4137213A; JPS52102346A

Description

Die Erfindung betrifft nichtionische Netzmittel enthaltende Pigmentzubereitungen, sowie ihre Verwendung als Zusatz zu Lackbindemitteln, insbesondere zu kationischen Elektrotauchlacken. _ω

Das Einarbeiten von Pigmenten und Füllstoffen in Lackbindemittel geschieht gewöhnlich durch direktes Anreiben der Zusatzstoffe mit dem Bindemittel. Dabei wird in vielen Fällen ausreichende Homogenität erzielt; oft reicht jedoch die Verträglichkeit nicht aus, so daß es _Γ) im Lack zu Pigmentsedimentation kommt. Vor allem bei Elektrotauchlacksystemen stellt man Entnetzungserscheinungen der Pigmente fest, was dazu führt, daß die lackierten Werkstücke, insbesondere an senkrechten Flächen, ungleichmäßige Oberflächenstruktur bekom- ₄„ men.

Bei anionischen Elektrotauchlacken setzt man deshalb in vielen Fällen beim Anreiben der Pigmente mit dem Bindemittel organische Lösungsmittel zu, wodurch die Verträglichkeit verbessert wird. Da aber die 4--, Bindemittel im allgemeinen selbst schon Lösungsmittel enthalten und größere Mengen organischer Flüssigkeiten bei der Elektrotauchlackierung die Abscheidung des Lackes durch Herabsetzung der Spannungsfestigkeit stören, sind dieser Methode — vor allem bei r₎₍₎ kationischen Elektrotauchlacken — Grenzen gesetzt. Man hat nun versucht, diese Schwierigkeiten durch den Einsatz von ionischen Netzmitteln zu überwinden. Dadurch werden aber die Korrosionsschutzeigenschaften des Lackes stark herabgesetzt. Der Erfindung lag ₅r, daher die Aufgabe zugrunde, Pigmentzubereitungen für Lackbindemittel zu entwickeln, welche ein nichtionisches Netzmittel enthalten. Dieses Netzmittel soll die Verträglichkeit zwischen Pigment bzw. Füllstoff und Bindemittel bewirken, ohne daß es die Lackeigenschaf- _w) ten negativ beeinflußt. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.

Gegenstand der Erfindung sind Pigmentzubereitungen, die Pigmente, organische Lösungsmittel, sowie 10 bis 80 Gew.-% eines Netzmittels enthalten. Das _b5 Netzmittel ist eine nichtionische organische Verbindung mit einer Viskosität zwischen 500 und 10 000 mPa · s als 80%ige Lösung in i-Propanol in einem Höppler-Viskosimeter bei 20° C, Kugel 5 gemessen, welches hergestellt wird durch Umsetzung von

A) einem alkylierten Amid-Formaldehyd-Kondensationsprodukt mit

B) einem gegebenenfalls modifizierten Epoxidharz.

Das Netzmittel stellt ein vorzugsweise flüssiges Umätherungsprodukt dar aus einem alkylierten Arnin-Formaldehyd-Kondensationsprodukt A und einem gegebenenfalls modifizierten Epoxidharz B.

Als Komponente A kann jedes verätherte Amid-Formaldehyd-Kondensationsprodukt eingesetzt werden, beispielsweise Kondensationsprodukte aus Melamin, Harnstoff, Benzoguanamin oder bevorzugt Acetylendiharnstoff mit Formaldehyd. Die Kondensationsprodukte werden in alkylierter Form eingesetzt, wobei die Verätherung nicht notwendigerweise vollständig zu sein braucht In der Praxis genügt ein Verätherungsgrad von 70 bis 100%. Als Alkohole für die Verätherung kommen Ci- bis Ca-Alkanole in Frage, vorzugsweise Methanol, n- und iso-ButanoI. Bevorzugt werden als Komponente A Tetraalkyläther des Tetramethylolacetylendiharnstoffs eingesetzt, die z. B. in der DE-PS 8 59 019 beschrieben sind.

Als Komponente B kann jedes beliebige Epoxidharz verwendet werden, beispielsweise Di-, Tri- oder Tetra-Glycidyläther des Pentaerythrits, Glycerins, Tnmethylolpropans oder anderer mehrwertiger aliphatischer Alkohole oder auch Diglycidyläther von Bisphenol A oder anderen mehrkernigen mehrwertigen Phenolen. Bevorzugt sind Glycidyläther von Pentaerythrit Für die Verwendung in kationischen Elektrotauchlacken ist es vorteilhaft, wenn die Netzmittel weitgehend epoxidgruppenfrei sind. Man setzt daher als Komponente B vorzugsweise modifizierte Epoxidharze ein, in denen die Epoxidgruppen durch Addition ganz oder größtenteils entfernt wurden. Dazu kommen vor allem Phenole und Bisphenole, aber auch Mercaptane oder Dimercaptane in Frage. Die Modifizierung kann so weit gehen, daß mehr als 80%, vorzugsweise mehr als 90%, der ursprünglich im Epoxidharz enthaltenen Epoxidgruppen wegreagiert sind.

Zur Herstellung der Netzmittel werden die Komponenten A und B miteinander zur Reaktion gebracht, wobei sie im Gewichtsverhältnis 9:1 bis 1:9, vorzugsweise 7:3 bis 3:7 eingesetzt werden. Die Umsetzung erfolgt im allgemeinen bei Temperaturen zwischen 80 und 120⁰C, vorzugsweise in Gegenwart von sauren Katalysatoren, wie p-Toluolsulfonsäure. Bei der Umsetzung tritt eine Umätherung ein, wobei die Hydroxylgruppen des Epoxidharzes die Alkanole aus den Äthergruppen des Amid-Formaldehyd-Kondensationsproduktes verdrängen. Der Grad der Umätherung ist nicht besonders kritisch, er kann zwischen 10 und 100% liegen.

Das Netzmittel ist eine bei Raumtemperatur flüssige organische Verbindung mit einer Viskosität zwischen 500 und 10 000, vorzugsweise zwischen 1000 und 500OmPa · s (bei einem Feststoffgehalt von 90 bis 97%). Ihr Molekulargewicht liegt vorzugsweise zwischen 500 und 2000.

Das Netzmittel ist in den erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen in Mengen von 10 bis 80, vorzugsweise von 20 bis 50 Gew.-% enthalten. Außerdem enthalten die Pigmentzubereitungen noch etwa 10 bis 50, vorzugsweise 20 bis 40 Gew.-%, organischer Lösungsmittel, wie Alkohole oder Äther, z. B. n- und iso-PropanoI, n- und iso-Butanol oder

Butylglykol oder deren Mischungen. Sie können gegebenenfalls noch weitere Bindemittel enthalten, wobei praktisch alle üblichen Lackbindemittel, wie Polyester-, Acrylat-, Epoxid- oder Polyurethanharze in Frage kommen. An dieser Stelle soll erwähnt werden, ^r, daß die Netzmittel im allgemeinen bei der Lackierung auf den zu beschichtenden Substraten mit abgeschieden werden und dort eine Bindemittelwirkung für die Pigmente und andere Zusatzstoffe des Lackes entfalten. Selbstverständlich enthalten die Pigmentzubereitungen ι ο anorganische oder organische Pigmente, wie z. B. Metalloxide, -sulfate, -sulfide oder -chromate. Bevorzugt sind Titandioxid und Ruß als Weiß- bzw. Graupigmente. Zu den Pigmenten sollen hier auch die anorganischen Füllstoffe, wie Metallsilikate, z. B. Talkum, gerechnet werden.

Zur Herstellung der Pigmentzubercitungen werden die Ausgangsstoffe in üblichen Mischaggregaten, wie Kugelmühlen oder Drei-Walzenstühlen, miteinander vermischt

Die erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen können als Zusätze zu Lackbindemitteln, insbesondere bei Elektrotauchlacken, verwendet werden. Elektrotauchlacke sind wäßrige Dispersionen mit einem Feststoffgehalt von etwa 5 bis 20 Gew.-%, die polymere organische Bindemittel enthalten, welche Molekülgruppen mit elektrischen Ladungen tragen.

Die Netzmittel bewirken bzw. erhöhen die Verträglichkeit zwischen diesen Bindemitteln und den Pigmenten. Bezogen auf die Bindemittel beträgt der Gehalt an Netzmittel im Lack vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-%. Besonders vorteilhaft können die erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen in kationischen Elektrotauchlakken verwendet werden, bei denen die Bindemittel kationische Gruppen, vorzugsweise Ammonium- oder η Sulfoniumgruppen tragen. Derartige Bindemittel sind beispielsweise beschrieben in den deutschen Patentanmeldungen DE-OS 15 46 840, 15 46 848, 18 14 072, 19 30 949, 2033 770, 20 57 799, 21 63143, 22 61804, 22 36 910, 22 52 536 und 23 63 074, sowie insbesondere in den DE-OS 23 20 301, 23 57 075, 2419 179 und 25 54 080. Die dort beschriebenen, in protonierter Form vorliegenden Bindemittel sind Umsetzungsprodukte aus Mannichbasen auf Basis von mehrwertigen, mehrkernigen Phenolen, sekundären Alkanolaminen und Formal- 4^r> dehyd mit Epoxidharzen. Sie tragen Ammonium-Hydroxyl- und gegebenenfalls blockierte Isocyanat-Gruppen.

Die im Beispiel genannten Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel

a) Hersteilung des Netzmittels:

1485 Teile eines Glycidyläthers des Pentaerythrits (Epoxidwert ca. 0,57) werden im Verlauf von 2 Stunden bei 180⁰C mit 573,6 Teilen Phenol umgesetzt Der Epoxidwert sinkt auf ca. 0,08. Das entstandene modifizierte Epoxidharz B wird zusammen mit dem Tetrabutyläther des Tetramethylolacetylendiharnstoffs (Komponente A) bei 100⁰C in verschiedenen Verhältnissen erhitzt wobei jeweils 0,1% (bezogen auf Feststoffe) p-Toluolsulfonsäure zugesetzt wird. Ergebnisse siehe Tabelle 1.

Tabelle 1

Versuch	Verhältnis	Reak	Molekular	Viskosität
		tions	gew.
		zeit
	A:B	Std.		mPa · s
I	8: 2	2	-800	-600
II	6:4	3	-740	-800
III	4: 6	3	-1180	-1000

b) Herstellung einer Pigmentpaste:

428 Teile Netzmittel II, 400 Teile Talkum, 85 Teile Butylglykol, 210 Teile iso-Butanol werden in einem Schnellrührer gemischt, dann werden 86 Teile Ruß zugesetzt; das Gemisch wird dreimal auf einem Drei-Walzenstuhl verrieben.

c) 150 Teile der Pigmentpaste werden mit 856 Teilen des in Beispiel 3 der DE-OS 24 19 179 beschriebenen kationischen Bindemittels und 12 Teilen Eisessig gemischt. Dann wird mit voll entsalztem Wasser auf 6 Liter verdünnt. Zur Entfernung des Lösungsmittels wird das Bad 3 Tage bei 30° C gerührt.

d) Elektrotauchlackierung:

Mit diesem Lack wird elektrolytisch 2 Minuten bei 280 Volt und 30⁰C ein L-förmiges, phosphatiertes Blech beschichtet. Sowohl die vertikalen als auch die horizontalen Flächen weisen nach dem Aushärten (190°C/20 Minuten) eine einwandfreie Oberfläche auf.

Claims

Patentansprüche:

1. Pigmentzubereitungen, enthaltend Pigmente, organische Lösungsmittel, sowie 10 bis 80 Gew.-% eines nichtionischen Netzmittels, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzmittel eine Verbindung mit einer Viskosität zwischen 500 und 10 000 mPa · s ist, welche hergestellt wird durch Umsetzung von

A) einem alkylierten Amid-Formaldehyd-Kondensationsprodukt mit

B) einem gegebenenfalls modifizierten Epoxidharz

im Gewichtsverhältnis 9 :1 bis 1 :9.

2. Verwendung der Pigmentzubereitungen nach Anspruch 1 als Zusatz zu Lackbindemitteln.

3. Verwendung der Pigmentzubereitungen nach Anspruch 1 als Zusatz zu kationischen Elektrotauchlatken.