DE3525925A1

DE3525925A1 - Titaniumzusammensetzungen

Info

Publication number: DE3525925A1
Application number: DE19853525925
Authority: DE
Inventors: Michael Christopher James Stockton On Tees Cleveland Girot; Peter Dunlop Hartlepool Cleveland Kay
Original assignee: Tioxide Group Ltd
Current assignee: Acma Ltd Runcorn Cheshire Gb
Priority date: 1984-07-20
Filing date: 1985-07-19
Publication date: 1986-01-30
Anticipated expiration: 2005-07-20
Also published as: JPS6144893A; JPH0450317B2; ES8609347A1; FR2567889A1; IT1182773B; GB2161811A; NL194301C; CA1241014A; AU576248B2; BE902946A; GB2161811B; ZA854991B; GB8514563D0; NL194301B; DE3525925C2; NL8501917A; ES545386A0; IT8548353A0; FR2567889B1; AU4369585A

Description

Patentanwälte

j. H. We ic KMÄK ν, Dipl.-Phys. Dr. K.Fincke DiPL-Ing. F. Ä.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel

H/F/Va

Case Nr. 408

8000 MÜNCHEN 86 POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22

TELEFON (089) 98 03 52 TELEX 522621

TELEGRAMM PATENTWEICKMANN MÖNCHEN

Juli 1985

TIOXIDE GROUP PKJ 10 Stratton Street Iondon W1A England

?itaniumzusannnensetzungen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft Titaniumzusammensetzungen und im besonderen Reaktionsprodukte, welche Organotitanate sind.

Erfindungsgemäß umfaßt ein Organotitanat das Reaktionsprodukt aus einem Titaniumorthoester und wenigstens einem Monoalky!phosphat, in welchem die Alkylgruppe bis zu 6 Kohlenstoffatome enthält und in welchem das gesamte Molverhältnis P:Ti im Produkt weniger als 2 ist.

Die erfindungsgemäßen Titanate sind die Reaktionsprodukte eines Titaniumorthoesters und wenigstens eines Monoalkylphosphates. Falls dies wünschenswert ist, kann zusätzlich zu dem Monoalkylphosphat auch ein Dialkylphosphat verwendet werden. Verallgemeinert hat der Titaniumorthoester die allgemeine Formel Ti(OR) ., in welchem R eine Alkylgruppe darstellt, die normalerweise bis zu 10 Kohlenstoffatome enthält. Vorzugsweise stellt R eine Alkylgruppe mit 3 oder 4 Kohlenstoffatomen dar und, obwohl es auch möglich ist, daß innerhalb eines Orthoestermoleküles verschiedene Alkylgruppen vorhanden sein können, sind diese normalerweise aber gleich.

Das Monoalkylphosphat hat im allgemeinen eine Formel (R-O)PO(OH)₂, in welchem R.. eine Alkylgruppe mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise bis zu 5 Kohlenstoffatomen darstellt. Die Dialkylphosphate, falls sie überhaupt verwendet werden, haben die Formel (R-O)(R-O)PO(OH), in welchem R„ und R. jeweils eine

Alkylgruppe darstellen, die im allgemeinen bis zu 6 Kohlenstoffatome und vorzugsweise bis zu 5 Kohlenstoffatome enthalten. Im allgemeinen, aber nicht notwendigerweise, sind R₁, R₂ und R- identisch.

Am meisten bevorzugt ist als Alkylgruppe des Titaniumorthoesters eine Isopropyl- oder eine Buty!gruppe.

Die Organotitanate der vorliegenden Erfindung sind Reaktionsprodukte eines Titaniumorthoesters, bei welchem das gesamte molare Verhältnis P:Ti in dem Produkt weniger als 2 und vorzugsweise weniger als 1,5 ist.

Um das gewünschte Reaktionsprodukt zu erhalten, wird das Alkylphosphat zu dem Titanxumorthoester oder anders herum zugefügt. Die Reaktion kann, falls gewünscht, bei Zimmertemperatur durchgeführt werden und ebenfalls, falls notwendig, unter Rühren und Kühlen. Falls die Alky!phosphate verwendet werden, können sie separat oder mit den Monoalkylphosphaten hinzugegeben werden.

Die neuen Reaktionsprodukte sind wertvolle Adhäsionspromotoren in Druckerfarben. Eine Druckerfarbe besteht im allgemeinen aus einem polymeren Binder, einem dafür geeigneten Lösungsmittel und im allgemeinen aus einem Pigment und/oder einem Farbstoff. Der Adhäsionspromotor ist notwendig, um ein Verknüpfen (crosslinking) des polymeren Binders und der Adhäsion der Farbe zu verschiedenen Substraten zu fördern. Die Farben, welche von besonderem Interesse sind, sind die flexographisehen oder Gravurfarben, bei welchen der polymere Binder quer verknüpfbar ist und dafür in einem geeigneten organischen Lösungsmittel gelöst ist. Typische Binder, die in

solchen Farben verwendbar sind, sind diejenigen, welche auf Nitrocellulose oder modifizierter Nitrocellulose des Estertypes basieren, z. B. Celluloseazetatpropionat. Oft werden solche polymeren Binder in gemischter Form mit Polyamiden, Polyurethanen und/oder anderen Harzen verwendet.

Die Farbe enthält normalerweise ein oder mehrere Pigmente und/oder ein oder mehrere Farbstoffe und typische Pigmente, welche verwendet werden können, sind die gefärbten anorganischen Pigmente, weiße anorganische Pigmente und farbige organische Pigmente. Organische Farben können verwendet werden, um der Farbe die geeignete Farbtönung zu geben und werden oft zusammen mit einem deckfähigem weißen anorganischen Pigment wie z. B. Titaniumdioxid verwendet.

Die Erfindung wird durch die.folgenden Beispiele erläutert:

Beispiel 1

In einen Rundkolben, der mit einem Rührer, Kondenser und Tropftrichter versehen ist und der 284 g Tetraisopropyl-Titanat enthält, werden langsam über den Tropftrichter 203 g einer handelsüblichen Mischung von ungefähr äquimolaren Anteilen von Monoamylphosphat und Diamylphosphat zugegeben. Der Inhalt wird gerührt, während der Kolben in einem Kühlbad gehalten wird, bis die Zugabe abgeschlossen ist.

Eine Farbe wurde aus folgenden Zutaten in einer Kugelmühle hergestellt:

Gewichtsanteile

Nitrocellulose (Trockengewicht) 5,05

Polyurethanharz 6,72

Rutiles TiO₂ 15,54

Dicyclohexylphthalat 5,46

Polyethylenwachs 2,00

Isopropanol 2,16

Industriell methylierter Spiritus 22,02 Ethylacetat 26,17

Toluol 14,88

100,00

Zu 100 Gewichtsteilen der obigen Farbe wurde 1 Gewichtsteil des Reaktionsproduktes, bezogen auf das Gesamtgewicht des hergestellten Reaktionsproduktes, zugefügt.

Die so hergestellte Farbe wurde verwendet, um einen gedruckten Streifen von zusammen hergestelltem Polyethylen/-Polypropylen herzustellen und zu testen und für den Vergleich wurde eine angrenzende Fläche des Streifens mit der Farbe ohne Reaktionsprodukt bedruckt. Ein Klebeband (7,6 cm stark) wurde auf den bedruckten Streifen aufgebracht, um mit den beiden Farboberflächen in Kontakt zu treten und Druck wurde ausgeübt, um einen guten Kontakt sicherzustellen.

Das Band wurde dann schnell von beiden Farben gleichzeitig abgezogen und eine visuelle Begutachtung des Streifens wurde gemacht. Es war offensichtlich, daß wenig oder nichts von der Farbe, die das Titan enthielt, weggenommen wurde, dagegen wurde fast die ganze unmodifizierte Farbe durch das Klebeband abgelöst.

Proben von Co-Extrudaten, die mit beiden Farben bedruckt sind, werden zwischen Blätter aus Aluminiumfolie gelegt und ungefähr auf 160⁰C für 10 Sekunden erhitzt. Die erhitzten Proben läßt man abkühlen und die Folie wird weggenommen und untersucht. Es war deutlich, daß weniger von der modifizierten Farbe auf die Folie übertragen wurde als von der unmodifizierten Farbe.

Beispiel 2

Ein Titanat wurde in einem Verfahren, Analog demjenigen, wie es im Beispiel 1 beschrieben ist, aus 340 g Tetran-butyltitanat und 182 g von einer ungefähr äquimolaren Mischung aus Monobutylphosphat und Dibutylphosphat hergestellt.

Das Titanat wurde zur Herstellung einer Farbe in einem ähnlichen Verfahren, wie in Beispiel 1, verwendet und ebenfalls ähnlich getestet.

Auch hier zeigte die modifizierte Farbe verbesserte Adhäsions- und hitzeresistente Eigenschaften.

Beispiel 3

Ein Titanat wurde in einer Vorrichtung, wie in Beispiel 1 beschrieben, aus 340 g Tetra-n-butyltitanat und 154 g Monobutylphosphat, welche in 308 g industriell methyliertem Spiritus unter heftigem Rühren gelöst wurden, hergestellt. Die Titanatlösung wurde zur Herstellung einer Farbe, wie im Beispiel 1 verwendet, mit der Ausnahme, daß 1,5 Gewichtsteile der Lösung zugefügt wurden und analog getestet wurden.

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Es konnte gezeigt werden, daß die modifizierte Farbe ähnlich verbesserte Eigenschaften aufweist wie diejenige ,.Farbe der Beispiele 1 und 2.

Beispiel 4

Ein Titanat wurde in einer Vorrichtung analog dem Beispiel 1 aus 284 g Tetraisopropyltitanat und 161 g einer annähernd äquimolaren Mischung von Monoisopropylphosphat und Diisopropylphosphat, die in 94 g industriell methyliertem Spiritus unter heftigem Rühren gelöst wurden, hergestellt. Das so erhaltene Titanat wurde zur Herstellung einer Farbe in ähnlicher Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt und ebenso auf ähnliche Weise getestet.

Die modifizierte Farbe wies ähnliche verbesserte Eigenschaften auf, wie diejenigen der modifizierten Farben der Beispiele 1, 2 und 3.

Claims

Patentansprü ehe

1. Ein Organotitanat, welches die Reaktionsprodukte eines Titaniumorthoesters und eines Phosphates enthält, dadurch gekennzeichnet , daß das Phosphat mindestens ein Monoalky!phosphat ist, in welchem die Alkylgruppe bis zu 6 Kohlenstoffatome enthält und in welchem das gesamte Molverhältnis P:Ti im Produkt weniger als 2 ist.

2. Ein Organotitanat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Besagte Monoalkylphosphat die allgemeine Formel (R-O)PO(OH)₀ aufweist, in welchem R₁ eine Alkylgruppe darstellt, die bis zu 6 Kohlenstoffatome und vorzugsweise bis zu 5 Kohlenstoffatome enthält.

3. Ein Organotitanat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Reaktionsprodukt aus dem besagten Txtaniumorthoester, dem besagten Monoalky!phosphat und/oder einem Dialkylphosphat gebildet wird.

4. Ein Organotitanat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Dialkylphosphat die allgemeine Formel (R₂ ⁰)(R₃O)PO(OH) hat, in welchem R₀ und R₃ jeweils eine Alkylgruppe darstellen, die bis zu 6 Kohlenstoffatome und vorzugsweise bis zu 5 Kohlenstoffatomen aufweist.

5. Ein Organotitanat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß R,, R„ und R_ jeweils die gleichen Alky!gruppen darstellen.

6. Ein Organotitanat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Besagte Titaniumorthoester die allgemeine Formel Ti(OR). aufweist, in welchem R eine Alkylgruppe darstellt, die bis zu 10 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 3 oder 4 Kohlenstoffatome aufweist.

7. Ein Organotitanat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das gesamte Molverhältnis P:Ti im Produkt weniger als 1,5 ist.

8. Ein Verfahren zur Herstellung von Organotitanat in dem ein Titaniumorthoester und ein Phosphat gemischt ist, dadurch gekennzeichnet , daß das Phosphat wenigstens ein Monoalkylphosphat ist, in welchem die Alkylgruppe bis zu 6 Kohlenstoffatome aufweist und daß das gesamte Molverhältnis P:Ti in dem Organotitanat weniger als 2 ist.

9. Ein Verfahren nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Dialkylphosphat mit dem besagten Titaniumorthoester und dem besagten Monoalkylphosphat gemischt wird.