r 1

Abb. I .

Polyepoxyde sind im allgemeinen weniger elastisch und besitzen schlechtere Haftung. Durch den hohen Epoxygehalt sind jedoch groi3e Modifikations-Moglich- keiten gegeben, um die physikalischen Eigenschaften zu verbessern. Trotzdem sind dann noch geniigend Epoxy- gruppen frei, um Vernetzung durchzufiihren. Die Poly- epoxyde konnen vernetzt werden durch polyfunktionelle Reagenzien, wie Dicarbonsauren, primare Amine oder Polyamine. Man erhalt stark vernetzte Strukturen. Ihre hohe Reaktivitat kann verringert werden durch partielle Reaktion der Epoxygruppen mit monofunktionellen Ver- bindungen, wie Fettsauren, sekundaren Aminen usw.

Wenn nach der Reaktion die verbleibende Epoxy- Funktionalitat nicht weniger als 2 ist, kann normal wie bei Di-epoxyden weiter vernetzt werden. Dies ist eine sehr wichtige Eigenschaft, da durch die Modifikationen Haftvermogen, Elastizitat und Loslichkeit stark variiert werden konnen.

Polyepoxyde konnen mit monofunktionellen, primaren Aminen gehartet werden im Unterschied zu Di-epoxy- den. Mit Polyaminen verlauft die Reaktion zu schnell. Es resultiert zwar ausgezeichnete Bestandigkeit, aber die Filme sind sprode.

Durch Anwendung primarer Amine verschiedener Kettenlange konnen die Flexibilitat und Schlagfestigkeit kontrolliert werden. Langkettige Amine, wie Dodecyl- amin oder Armeen CD, zeigen plastifizierende Wirkung, wahrend Isoproylamin harte Filme liefert. Die lang- kettigen Amine geben zudem auf Grund ihrer hydro- phoben Eigenschaften gute Chemikalien- und Wasser- bestandigkei t.

Polyepoxyde sind Cellobond BX 2220, Epok BX 2100.

Ein neueres Harz dieser Art mit einer Epoxy-Funk- tionalitat von 3.5 pro Mol, das ebenfalls keine OH- Gruppen enthalt, ist DEN 438 der Dow Chernicwl:

Fortsetzung dieses Aufsatzes in einer der nachsten Num- mern dieser Zeitschrift.

Einsatzmoglichkeiten tierischer Fette in der Kunstharz-Industrie Von. Chem.-Ing. J . v. S a n d e uizd W . P 6 n i t z , Diisseldorf

Der steigende Anfall tierischer Fette einerseits und der Ruckgang des Verbrauches bei den bisher gro8ten Abnehmern der Nahrungs- und Seifen-Industrie an- dererseits fiihren auf dem Fettmarkt zu einem Oberhang an Tierfetten; es drangt sicli daher die Frage auf, ob und wie diese Fette anderen Industriesparten nutzlich gemacht werden konnen'. Aus der Vielzahl der tie- rischen Fette greifen wir hier den Rindertalg und das Schweineschmalz heraus.

In der Kunstharz-Industrie werden Fette bzw. die daraus gewonnenen Fettsauren zur Modifizierung von Phthalat- und Epoxyharzen eingesetzt. Die Herstellung der Alkydharze ist in der Literatur bereits ausfuhrlich beschrieben worden e, so dai3 hier nur die wesentlichsten Verfahrenspunkte genannt werden sollen. Grundsatzlich gliedert man in zwei Prozesse:

1. Das E i n s t u f e n - V e r f a h r e n , bei dem die freien Fettsauren zusammen rnit dem Phthalsaureanhy- drid und dem Polyalkohol, z. B. Glycerin, zur Reaktion gebracht werden. Dieses Verfahren kann dadurch ver- feinert werden, dai3 die Fettsauren in mehreren Etappen

W. C. Ault u. G. Maerker, Fette . Seifen . Anstrichmittel 63, 91s [1961]. H . Wagner u. H . F. S a m , Lackkunstharze, Carl Hanser- Verlag, Miinchen 1959, 4. Aufl.

dem Phthalsaureanhydrid-Glycerin-Gemisch zugegeben werden. Dieses Verfahren fiihrt vorwiegend zu hoch- viskosen, rasch trocknenden Harzen. In der Praxis hat sich jedoch fur den uberwiegenden Teil der Alkydharz- Herstellung nachstehend genanntes Verfahren bewahrt.

2. Das M o n o g l y c e r i d - V e r f a h r e n ist ein Zweistufen-Prozei3, bei dem zuerst aus dem Polyalkohol und der Fettsaure ein Monoester gebildet wird. Man setzt am zweckma0igsten zwei Mol Polyalkohol mit einem Mol Fettsaure um3.

Der Endpunkt der Veresterung wird durch die Los- lichkeit des Monoesters in Athanol oder Methanol an- gezeigt. Dem so entstandenen Monoester wird anschlie- fiend die entsprechende Menge der mehrbasischen orga- nischen Saure, in den meisten Fallen Phthalsaureanhy- drid. zugesetzt und bis zu dem gewunschten Veresterungs- grad weiter verkocht. Die Umsetzung zum Monoester kann mit Hilfe von Katalysatoren, wie z. B. Bleioxyd (Litharge), bei Temperaturen von ZOOo bis 270° C be- schleunigt werden. Zur Vermeidung einer Dunkelfar- bung des Harzes wird ein inertes Gas, z. B. Kohlen- dioxyd oder Stickstoff, durch das Reaktionsgemisch geleitet. Oft werden zusatzlich Reduktionsmittel ange- wendet.

3 /. u. Snnde, Paint Technol. 24, Nr. 223, 23 [1960].

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Die Praxis hat gezeigt, dai3 ein OberschuB an Poly- alkoholen zu besseren Alkydharzen fuhrt als ein Arbei- ten nach genauen stochiometrischen Verhaltnissen. Die Eigenschaften der Harze lassen sich durch das gewahlte Mengenverhaltnis in etwa steuern. Oftmals ist es auch erforderlich, spater den Oberschui3 an Polyalkoholen wieder zu entfernen, wobei man kurz vor dem Endpunkt der Veresterung ein leichtes Vakuum anlegt und den Alkohol so uberdestilliert.

Die G e w i n n u n g t i e r i s c h e r F e t t e erfolgt in der Praxis durch Kombination des Trocken- und Nai3-Verfahrens, wobei man rnit dem ersten Verfahren beginnt. Das ausgeschmolzene reine Fett wird von den fettreichen Rudtstanden, den Grie- ben, abgeschopft und als Speisetalg I weiterverwendet. Durch erneutes Anschmelzen und Pressen der Grieben iiber freiem Feuer erhalt man den Speisetalg 11. Die verbleibenden Ruck- stande werden daran anschliei3end mit Hochdruckdampf bei 3 atd mit schwefelhaltigem Wasser geprei3t; man erhalt so den technischen Talg.

Eine Reinigung des technischen Talges zur Weiter- verarbeitung in der Kunstharz-Industrie ist nicht erfor- derlich, zumal die tierischen Fette fast keine Begleit- stoffe (Phosphatide, Sterine und Farbstoffe) enthalten.

Naturlich konnen fur die Modifizierung der Alkydharze auch die Talgfettsauren eingesetzt werden. Bei den Ver- suchen wurde technischer Rindertalg vor der Verarbeitung in Rindertalg-Fettsauren und Glycerin gespalten. Urn eine vollstandige Verseifung zu erzielen, wurde mit einem Ober- schui3 von 10°/o Atznatron gearbeitet. In einem Ansatz wur- den 400 g Rindertalg rnit 60 g Xtznatron und 3000 ml Was- ser verseift. Die Verseifung wurde dadurch beschleunigt, dai3 der Rindertalg in kleinen Portionen der kochenden alka- lisd-ien Losung zugegeben wurde; die entstehenden Seifen wirken hierbei als Emulgator. Nach 8stdg. Kochen wurde Wasserloslichkeit erreicht. Nach dem Ansauern mit verd. Schwefelsaure fie1 ein festes Fettsaure-Gemisch aus. Im Scheidetrichter wurde mit heii3em Wasser bis zur neutralen Keaktion gewaschen und anschliefiend das wieder verflussigte Fettsaure-Gemisch im Vakuum destilliert.

Charakteristische Kennzahlen der Tierfet te Die Kennzahlen des den Versuchen zugrunde liegen-

den Rindertalgs waren im Vergleich zu d e n in der Literatur' genannten Daten, die in Tab. 1 wiederge- geben werden, folgende:

Tabelle 1

Z?rsanmensetzmg

Zusammen- setzung

Myristinsaure Palmitinsaure S tearinsaure Olsaure Linolsaure

Rindertalg fur Versuch

WI

2 28 25 43

2

Rinder- talg I0/"1

Hammel- talg t0/ol

Schweine- fett [OjOl

3 29 18.5 46.5

3.0

4.6 24.6 30.5 36.0

4.3

2.0 23.5 11.4 51.5 11.6

Aus Tab. 1 ist zu ersehen, dai3 in. dem Rindertalg ca. 50 O / O gesattigte Fettsauren, etwa 40 O / o einfach unge- sattigte und ein kleiner Prozentsatz zweifach ungesat- tigter Fettsauren enthalten sind. Alkydharze, die rnit diesem Rindertalg modifiziert werden, diirften demnach kaum trocknende Eigenschaften aufweisen. Sie konnen

4 Ullmanns Enzyklopadie der technischen Chemie, Urban & Schwarzenberg, Miinchen-Berlin 1956, 3. Aufl., S. 484.

FETTE . S E I F E N . A N S T R I C H M I T T E L 64. Jahrgang Nr. 10 1962

nur in Nitro-Kombinationslacken oder in Einbrenn- Systemen in Verbindung rnit Melamin- und Harnstoff- harzen eingesetzt werden.

Tabelle 2 Kennzahlen

Kenn- Rindertalg Rinder- Hammel- Schweine- zahlcn fur Versuch talg talg fett

Dichte 0.943 Erstarrungs-

punkt der Fettsauren (O C) 35

Schmelzpunkt ( O C) 43

Saurezahl 3.5 Verseifungs-

zahl 190 Acethylzahl 2.7

Brechungs- index (40" C) 1454

Unverseif- bares 0.3

Viskositat bei 50°C (cp) -

Jodzahl 33

0.936-0.9.52 0.936-0.960 0.914-0.943

38-47 39-52 34-42

37-38 ca. 40 ca. 40

0-5 0-5 0-5

196-200 192-198 196-200 - - -

40-50 31-47 50-70

1454-1459 1455-1458 1458-1461

29.6 - 24.62

Alkydharze aus Rindertalg und Phtlzalsuureaiilzydrid Die in dieser Arbeit beschriebenen Versuchskochungen

wurden im ,,Zweistufen-Verfahren" durchgefiihrt, wobei die Veresterung zum Monoglycerid im Temperatur-Bereich van 260" bis 270° C unter Kohlendioxyd-Atmosphare und stin- digem Ruhren erfolgte. Nachdem sich das Monoglycerid- Gemisch in Methanol klar gelost hatte, wurde auf 170O C abgekiihlt und Phthalsaureanhydrid zugegeben. Die Ver- esterung wurde bei 240" C vorgenommen und bei einer Saure- zahl von 3 bzw. 16 und 26 beendet. Nach erneutem Abkiihlen wurde nunmchr das Harz mit Xylol auf einen Festkorper- Gehalt von ca. 65"/0 verdunnt.

V e r s u c h s h a r z I

53 Tle. Rindertalg I7 Tle. Glycerin 30 TIC Phthalsaureanhydrid Spuren PbO

V e r s u c h s h a r z I1 V e r s u c h s h a r z 111

36 Tle. Rindertalg 25 Tle. Glycerin 39 Tle. Phthalsaureanhydrid Spuren PbO Spuren PbO

43 Tle. Rindertalg 27 Tle. Pentaerythrit 30 Tle. Phthalsaureanhydrid

Die 3 Versuchskochungen haben gezeigt, daB bei der Modifizierung der Alkydharze rnit Rinderfetten ebenso vorgegangen werden kann wie bei der Herstellung von Alkydharzen mit den herkommlichen trocknenden und nichttrocknenden Fettsauren.

Bei der Umesterung des Monoesters zeigte sich, dai3 Iangere Verkochungszeiten benotigt werden. Dariiber hinaus war zu bemerken, dai3 die Reaktionsgeschwindig- keit bei Einsatz von Glycerin grot3er ist als bei Pen- taerythrit (Versuchsharz 111). Bei dem Versuchsharz I

949

mit einem Fettgehalt von mehr als 50% war eine Tru- bung zu beobachten, die auf den stark gesattigten Cha- rakter der Fettsauren des Rindertalgs zuriickzufuhren sein durfte. Nach dem Losen des Harzes in Xylol war aber auch hier die 65Voige Losung vollig klar.

Um erste Anhaltspunkte uber die Eigenschaften des Rinderfettes als modifizierende Komponente in Alkyd- harzen zu erhalten, wurdeii diese 3 Harze einer lack- technischen Prufung unterworfen.

Tabelle 3

Liiszcngsmittel-Vertl.uglichkeit 5

Losungsmittel Harz 1 Harz I1 Harz 111

Testbenzin 1 nl 1 Xylol 1 1 1 Toluol 1 1 1 Butanol nl 1 1 Athanol nl nl nl

1 = loslich, nl = nicht loslich

Aus dieser Prufung ist zu ersehen, dais die kurzolige Type nur in Benzolkohlenwasserstoffen und die mittel- und langolige Type auch in Benzinkohlenwasserstof- fen loslich ist. In hoheren Alkoholen, wie z. B. Butanol oder Isopropylglykol, wird die Loslichkeit der Tierfett- Alkyde mit steigendem Phthalsaureanhydrid-Gehalt besser; bei niederen Alkoholen ist keine Loslichkeit ge- geben, jedoch setzen sie die Viskositat stark herab, cine Erscheinung, die man bei anderen olmodifizierten Alkyd- harzen auch antrifft.

Tabelle 4

Rolisto~-Veftraglichkeit

Produkt Harz I Harz I1 Harz I11

Harnstoffharz,

Harnstoff harz,

Melaminharz + Phenolharz,

Phenolharz,

Ricinenalky dharz,

Nitrocellulose,

nicht plastifiziert + plastifiziert -

Melamin-Nonylather + nicht plastifiziert + plastifiziert + mittelfett + esterloslich +

+ +

+ + + + + + + +

+ = vertraglich im Verhaltnis 1 : 1, - - - unvertraglidh

Der Tab. 4 ist zu entnehmen, dai3 die nichttrocknenden Tierfett-Alkydharze auf Grund ihrer Vertraglichkeit mit Nitrocellulose sowie mit nichtplastifizierten Harn- stoff - und Melaminharzen in Nitrolacken, in ofentrock- nenden Lacksystemen, in Isocyanat-Kombinationslacken und saurehartenden Lacken ohne weiteres eingesetzt werden konnen. Nachfolgend werden die einzelnen Systeme anwendungstechnisch gepriift.

Alle Tabellen wurden zusammengestellt nach /. v. Sande, Paint Technol. 1960, Nr. 223, S. 23.

Einsntz der Verszichsharze in Nitro-Kombinationsl~~k~n Die Wahl der Verwendungsgebiete der Versuchsharze

wird einmal dadurch bestimmt, dai3 der Rindertalg als nichttrocknend zu bezeichnen ist; zum anderen durch die Loslichkeit dcr Versuchsharze und ihre Vertraglichkeit mit anderen Rohstoff en. Sinnvoll erschien daher zuerst der Einsatz als plastifizierende Komponente in Nitro- Kombinationslacken. Folgende Losung wurde fur die Versuchslacke hergestellt:

30 Tle. Kollodiumwolle E 510, butanolfeucht 13 Tle. Butylacetat 18 Tle. Athylacetat 15 Tle. Xylol 6 Tle. Athylglykolacetat 3 Tle. Butanol

Zu diesen 85 Tlen. Stammlosung wurden jeweils 15 Tle. der G5"/uigen Versuchs-Harzlosungen gcgeben, so daB dieser farb- lose Nitro-Kombinationslack einen Festkarper-Gehalt von ca. 30 " / o aufwies.

Das Verhaltnis von Kollodiumwolle zu Alkydharz betrug 2 : 1. Die 3 Lacke wurden auf Glasplatten aufgegossen. Sie zeigten guten Verlauf und keinerlei Film-Storungen. Bei anschliegender Alterung dieser Glasaufgiisse - 48 Std. bei 60°C - waren weder Ausschwitzen noch Triibungen oder Film-Veranderungen festzustellen. Die Haftung war noch gut. Anschlienend wurden mit den Lacken NuBbaumholzer von einer GroBe 20 X 30 cm dreimal im Spritzverfahren mit jewciligem Zwischenschliff lackiert. Der 1 . Lack-Auftrag war schon nach 1.5 Min. durchgetrocknet und schleiffahig, der 2. und 3. Auftrag waren aber jeweils erst nach 30 Min. durch- getrocknet. Alle 3 Lacke zeigten guten Verbund und aus- gezeichnete Fiillkraft. Je ein Musterbrettchen wurde nach 4stdg. Alterung bei 60" C im Trockenschrank dem Cold- Check-Test unterworfen. Nach 24maligem Wechsel von 'iastdg. Lagerung bei -6" C und darauffolgender lstdg. Lagerung bei 60" C wiesen alle Ladtierungen keinerlei Scha- den auf.

Das Ergebnis ist insofern erstaunlich, da bewui3t auf den Einsatz gelatinierender Weichmacher verzichtet wurde. Eine Beurteilung der plastifizierenden Eigenschaft der Rinderfett-Alkydharze ist auf diese Weise einwand- frei rnoglich.

Einsatz der Versuchsharze in Isocyanat-Kombinationen

Die Harze I und I11 wurden mit Desmodur L 7 5 O / o im Verhaltnis 3 : 1 gemischt und mit einem Losungsmittel- Gemisch aus Butylacetat und Xylol auf eine Spritz- Viskositat von 15 Sek. (4 mm DIN-Becher) eingestellt. Die rnit diesen Klarlacken gespritzten Musterbrettchen zeigten in der Trocknung unterschiedliches Verhalten.

Wahrend die Harztype I11 schon nach etwa 30 Min. klebfrei getrocknet war und fortschreitend eine einwand- freie Durchhartung erfolgte, blieb bei Harz I diese Trocknung aus. Noch nach mehreren Stunden war die Oberflache klebrig. Mit der durchgeharteten Harz-III- Lackierung wurde der Zigaretten-Test durchgefuhrt, der nach 1 Min. Einwirkung eine leichte Braunfarbung ergab, ohne jedoch den Film anzugreifen. Auch der Alkohol-Test zeigte ein befriedigendes Ergebnis. Ein mit einer 40"ioigen Alkohol-Losung getrankter Watte- bausch wirkte 15 Min. auf die Lackierung der Muster- brettchen ein und hinterliei3 keinerlei Markierungen.

F E T T E . S E I F E N . A N S T R I C H M I T T E L 64. Jahrgang Nr. 10 1962 950

Verwendung der Versuchsharze in Einbrenn-Systemen Die Einbrennlacke wurden nach folgendem Rezept

angesetzt :

70 O / o Versuchsharz, 65O/oig in Xylol, 30 O/o Harnstoffharz, plastifiziert, 6Oo/oig in Butanol, 80 O/o Titandioxyd, Anatas.

Diese Lacke wurden mit einem Losungsmittel-Gemisch aus Butanol/XylollXthylglykol auf eine Verarbeitungs- Viskositat von ca. 21 Sek. im 4mm DIN-Becher ein- gestellt.

Fur die nachfolgenden Prufungen wurden Glasplatten und DIN-Bleche mit den pigmentierten Lacken gespritzt und bei 140°C im Umluftofen 30 Min. eingebrannt. Die Trockenfilmstarke betrug etwa 6 0 ~ . Die so einge- brannten Lacke zeigen eine einwandfreie Oberflache mit einem Glanzgrad von 100°/o (gemessen nach Lange) und reinweii3em Farbton.

Parallel dazu wurde eine Lackfarbe ohne Zusatz eines Harnstoffharzes hergestellt, auf Musterbleche aufgetra- gen und eingebrannt. Es konnte keine ausreichende Durchhartung und storungsfreie Oberflache erzielt wer- den. Die Lackierung liei3 sich ohne einen besonderen Kraftaufwand mit dem Fingernagel abschieben.

Tabelle 5

Pendethartc nach Konig

Versuchsharz Ofentrodcnung bei 140° C, 30 Min. [Sek.]

Harz I Harz I1 Harz I11

39 74 85

Alle 3 Lackierungen wurden anschliei3end bei 1 80° C ' 1 2 Std. nachgebrannt. Eine merkliche Veranderung der Pendelharte war jedoch nicht zu verzeichnen.

Tabelle 6 Eindringhurte nach Siemens-Buchholz

Nach Ofentrocknung von 30 Min., 140° C Versuchsharz Eindrucklange Eindruckharte

[mml

Harz I 2.0 Harz I 1 1.3 Harz 111 I .4

40 77 71

Tabelle 7 Erichsen-Tiefung (halbautonaatisch)

Versuchsharz Nach Ofentrocknung von 30 Min., 140° C [mml

Harz I Harz I1 Harz I11

5.6 5.5 4.3

Abriebpriifung mit Seesand Bei dieser Priifung liei3 man Seesand aus einer Fall-

hohe von 15cm auf die lackierten Bleche, die in einem Winkel von 45O zur Senkrechten gelagert waren, ab- laufen.

Alle 3 Lackierungen waren bei einer Einwirkungszeit von 'I, Std. noch unverletzt, so da8 die Versuche ab- gebrochen wurden. Zum Vergleich hierzu sei erwahnt, dai3 z. B. ein pigmentierter Leinolfilm nach 20 Sek. zer- stort ist.

Vergil bung Die 3 Lackfarben wurden zur Priifung der Erhaltung

des Farbtones bei folgenden Temperaturen im Umluft- ofen eingebrannt:

30 Min. 140° C 30 Min. 180° C 15 Min. 250° C, 45 Min. 2 W C

Erst unter den zuletzt genannnten Bedingungen (15 bis 45 Min. bei 250° C ) waren deutliche Braunfarbung sowie erheblicher Glanzverlust festzustellen, wobei sich die mechanischen Werte nicht merklich verschlechtert hatten. Bei allen Einbrennstufen waren gute Elastizitat und Haftung gegeben.

Gitterschnittprobe nach Siemens

fung als gut bezeichnet werden.

Kurzbewitterung

Lackaufbau versehen:

Bei allen 3 Lackierungen kann die Gitterschnittpru-

Fur diese Prufung wurden Prufbleche mit folgendein

1 X Rostschutz-Grundfarbe, lufttrocknend 2X Deckladc auf Basis der 3 Versuchsharze, wobei diese

jeweils 30 Min. bei 14OoC eingebrannt wurden.

Nach 48stdg. Alterung bei 6OoC wurde die drei- wochige Bewitterung wie folgt durchgefuhrt:

7 Tage UV-Bestrahlung, 3 Tage Wasserdampfatmosphare bei 50° C, 7 Tage Lagerung in Wasser (200 C), 3 Tage Lagerung in der Kuhltruhe bei -20° C.

Lackierung mit Harz I :

ubersat, leichte Verfarbung. Starker Glanzabfall, Oberflache mit zahlreichen Blaschen

Lackierung mit Harz I I :

Rlaschenbildung, leichte Vergilbung.

Lackierzmg mit Harz 111: Kein Glanzverlust und einwandfreie Farbtonhaltung. Die

Filmoberflache befand sich in gutem Zustand.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dai3 die me- chanischen Prufungen im groi3en und ganzen zufrieden- stellende Ergebnisse gebracht haben und dai3 somit diese Harze in Einbrenn-Systemen eingesetzt werden konnen. Gegenuber den Ricinen-Typen ist jedoch das Haftungsvermogen nicht ausreichend, so dai3 von Fall zu Fall Verbesserungsversuche notwendig sein werden. Bei der Kurzbewitterung zeigt das mittelfette Harz I11 die besten Eigenschaften; die Ergebnisse sind ahnlich den bei den herkommlichen ofentrocknenden Alkyd- harzen beobachteten.

Starker Glanzabfall, gleichfalls uber der ganzen Oberflache

F E T T E . S E I F E N . A N S T R I C H M I T T E L 64. Jahrgang Nr. 10 1962 951

Alkydharz-Kodmngen mit Isophthalsaure, Rindertalg und Schweinesdtmalz Die zufriedenstellenden Ergebnisse - auch bei den

Priifungen der drei Versuchsharze in Einbrennlak- ken - schienen eine Fortfiihrung der Versuche rnit Isophthalsaure zu rechtfertigen, da Isophthalsaure in oftentrocknenden Alkydharzen theoretisch groi3ere Vor- teile gegeniiber Phthalsaureanhydrid aufweist. Auf Grund des hoheren Schmelzpunktes (Isophthalsaure Schmp. ca. 340° C; Phthalsaureanhydrid Schmp. ca. 1 70' C ) ist eine groi3ere Hitzbestandigkeit, eine bessere Farbtonhaltung und Elastizitat zu erwarten.

Rindertalg bzw. Schweineschmalz wurde zusammen rnit dem Katalysator (PbO) auf 180°C erhitzt. Bei dieser Tem- peratur wurde die errechnete Menge Glycerin (1) zugegeben, weiter erhitzt und bei ca. 270°C umgeestert. Nach Erreichen der Alkohol-Vertraglichkeit (Monoglycerid-Gemisch : Me- thanol = 1 : 5 = blank) wurde auf 200' C abgekiihlt. Isophthal- saure wurde wahrend dieses Prozesses mit einer kleinen Menge Glycerin (2) angeteigt und dem Monoglycerid-Ge- misch zugesetzt. In ca. 3 bis 4 Std. wurde die Temperatur rasch auf 230' C erhoht und die Verkochung zu Ende gefuhrt. Die hier genannte Veresterungstemperatur von 230' C ist aber nur fur mittel- bis langolige Harze zutreffend. Bei den kurzoligen Typen darf sie nur bei ca. 210' bis 220' C liegen, da bei hoherer Temperatur die Gefahr des Gelierens besteht. Um dies auszuschlieflen, wurde dariiber hinaus mit einem sog. ,,Kettenabbrecher" gearbeitet. In den folgenden Ver- suchen wurde dafiir Benzoesaure verwendet und rnit einem Anteil von ca. 10 Oio, auf den Isophthalsaure-Gehalt berech- net, zugesetzt.

Als Ratalysator wurde - wie auch schon bei den Phthalsaureanhydrid-Harzen - Bleioxyd (Litharge) verwendett Der Zusatz betrug 0.5 g auf 1000 g Harz. Mit dieser Menge wurde eine ausgezeichnet helle Farbe erzielt. Es ist jedoch auch ohne weiteres moglich, die Katalyse rnit den Oxyden oder Hydroxyden der Erd- alkalimetalle durchzufuhren 7.

Der Neigung zur Triibung und Schleierbildung be- sonders der fetteren Harze, wie sie schon bei dem Ver- suchsharz I festgestellt wurde, konnte dadurch begeg- net werden, dai3 man die erste Stufe der Verkochung beschleunigte, so dai3 die Veresterung mit der Phthal- saure friiher stattfand.

Zur Erzielung zufriedenstellender Farbzahlen (max. 10 mg Jod, gemessen in einer 50'ioigen Losung in Xylol) wurde aul3erdem rnit den bei der Kunstharz-Kochung bekannten Reduktionsmitteln und in inerter Gas-Atmo- sphare gearbeitet.

Die sonst bei der Alkydharz-Herstellung iiblichen Kennzahlen, wie z. €3. Viskositat und Farbzahl, wurden nicht besonders beachtet.

V e r s u c h s h a r z IV 45 TIe. Rindertalg Spuren Bleioxyd 15 Tle. Glycerin (1)

40 Tle. Isophthalsaure 8 Tle. Glycerin (2)

Endsaurerahl: 14

Hausmitteilungen der Amoco Chemicals Corp., Chicago/ USA. ' Hausmitteilungen der Monsnnto Cormp., USA.

V e r s u c h s h a r z V 38 Tle. Rindertalg Spuren Bleioxyd 17 Tle. Glycerin (1) 45 Tle. Isophthalsaure

8 Tle. Glycerin (2)

I:ndsaurezaiit: 17

V e r s u c h s h a r z VI 31 Tle. Rindertalg Spuren Bleioxyd 19 Tle. Glycerin (1) 50 Tle. Isophthalsaure 9 Tle. Glycerin (2)

bndsutrrezahl: 25

V e r s u c h s h il r z VII 38 Tle. Schweineschmalz Spuren Bleioxyd 17 Tle. Glycerin (1) 45 Tle. Isophthalsaure 8 Tle. Glycerin (2)

Endsiiurezahl: 17

V e r s u c h s h a r z VIII 31 Tle. Schweineschmalz Spuren Bleioxyd 19 Tle. Glycerin (1) 50 Tle. Isophthalsaure 9 Tle. Glycerin (2)

~lindsizireralil: 17

Alle Versuchsharze wurden als Festharze abgezogen. Nach l'/,monatiger Lagerung zeigten sich trotz der geschilderten Maanahmen bei den Harzen IV, V und VII Triibungen, wie sie z. B. bei den Erdnui3-Alkyd- harzen bekannt sind. In der 65'/oigen Xylol-Losung waren alle Harze auch nach mehrmonatiger Lagerung blank. Es ist anzunehmen, dai3 diese Trubungen in den Festharzen aus dem hohen Anteil gesattigter Fettsauren, die in den Tierfetten enthalten sind, resultieren. Auch durch kurzes Erwarmen auf 40' bis 60'C konnte die Triibung bei den 1OOOioigen Harzen wieder beseitigt wer- den. Auf die lacktechnischen Eigenschaften der Harze diirfte diese Erscheinung ohne Einflui3 sein.

Einsatz der Versuchsharze IV bis V I I I in Einbrenn- Zacken Die Versuchsharze wurden rnit folgendem Losungs-

mittel-Gemisch auf eine 6O0/oige Losung eingestellt:

Losungsmittel-Gemisch: 40 Tle. Xthylacetat 30 Tle. Xylol 30 Tle. Butanol

Die Losungen der Versuchsharze wurden anschliei3end mit Titandioxyd pigmentiert, auf der Trichtermiihle abgerieben und mit einem Melaminharz versetzt.

Stammlack: 50 Tle. Versuchsharz, 60 O / o in L 10 Tle. Melaminharz, 55 O i o 25 TIe. Titandioxyd A

Die fertigen Lackfarben wurden mit dem Losungs- mittel-Gemisch auf eine Verarbeitungsviskositat von ca. 20 bis 22 Sek. (4mm DIN-Becher bei 2OoC) eingestellt und mit der Spritzpistole auf Tiefziehbleche und Glas- platten aufgetragen. Nach 10 bis 15 Min. Abliiftzeit wurde ein Drittel der Lackierungen bei 18OOC 15 Min., ein Drittel bei 2OOOC 20 Min. und ein weiteres Drittel bei 21OOC 15 Min. im Umluftofen eingebrannt. Die

FETTE . S E I F E N ' A N S T R I C H M I T T E L 64. Jahrgang Nr. 10 1962 952

Trockenfilmstarke betrug bei allen Lackierungen durch- schnittlich 50 bis 60 Mikron (gemessen rnit dem ELCO- Meter).

Tabelle 8 Pendelharte nach Konig

Versuchs- Bei Ofentrocknung von: harz 15', 180° C 20', 200° C 15', 210° c

[Sek.] [Sek.] [Sek.]

Harz IV 51 78 87 Harz V 50 78 7 1 Harz VI 36 110 75 Harz VII 55 94 95 Harz VIII 95 131 126

Tabelle 9 Erichsen-Tiefung fhalbautomatisch)

Bei Ofentrocknung von: 15', 180° C 20', 200° c 15', 210° c

Versuchs- nach nach nach harz 1 Tag 10Tagen 1 Tag 1 Tag 10Tagen

[mml [mml [mml

Harz IV 9.0 6.5 5.0 7.5 6.8 Harz V 9.1 5.7 5.1 7.8 5.5 Harz VI 4.0 4.0 3.4 5.5 2.6 Harz VII 6.4 6.9 4.0 6.8 6.9 Harz VIII 4.2 5.0 3.8 3.5 4.4

'Tabelle 10 Ritzharte nach Clemens

Bei Ofentrodcnung von 20', 200° C Versuchsharz [gl

Harz IV Harz V Harz VI Harz VII Harz VIII

2500 2500 2500 1500 3500

Gitterschnzittfirobe nach Siemens Gegenuber den Versuchsharzen I bis 111, die 30 Min.

bei 140° C im Umluftofen eingebrannt worden waren, zeigten alle Isophthalsaure-Harze bei allen Einbrenn- Bedingungen ein besseres Haftvermogen, wobei inner- halb dieser Versuchsreihe die Harze IV und V die beste Haftung aufwiesen. Beriicksichtigt man beim Versuchs- harz VIII die uberaus hohe Pendel- und Ritzharte, so kann das Ergebnis auch hier noch als zufriedenstellend bezeichnet werden. Innerhalb der verschiedenen Ein- brenn-Bedingungen bestehen keine gro5eren Unter- schiede.

Die Lackierungen wurden zur Prufung der Farbton- haltung mit der Vergilbungsskala der BASF verglichen. Bei allen Einbrenn-Bedingungen konnte gegenuber der BASF-Skala keine Vergilbung festgestellt werden (Far- be = 0). Im Vergleich untereinander zeigten sich jedoch im Farbton geringfiigige Unterschiede, die bei den Har- Zen IV und V am deutlichsten in Erscheinung traten. Man kann daraus schlieGen, dai3 einerseits die Gilbungs- Bestandigkeit vom Fettsaure-Anteil abhangig ist und bei einem hoheren Prozentsatz Fettsauren schlechter wird. und zum anderen Schweineschmalz (Versuchsharze VII und VIII) gilbungsbestandiger ist als Rindertalg.

F E T T E . S E I F E N * ANSTRICHMITTEL 64. Jahrgang Nr. 10 1962

Neben der Farbton-Bestandigkeit wurde auch der Glanzgrad beobachtet und nach Lunge elektrisch gemes- sen. Bei den Versuchsharzen VII und VIII betrug er 100°/o, bei den Harzen IV, V und VI nur 94Vo. Inner- halb des gesamten Temperaturbereiches von 180° bis 2 I Oo C konnte kein Unterschied festgestellt werden.

Nach diesen Ergebnissen zu urteilen, sind die Ver- suchsharze VI bis VIII ohne weiteres bis zu einer Tem- peratur von 210° C bei einer Belastung von annahernd 30 Min. einsetzbar, wobei ein geringer Haftungs- und Elastizitits-Verlust in Kauf genommen werden mu&, der aber bei weitem nicht so gro5 ist wie bei den Harzen 1-111.

lsophthalat-Harze in Nitro-Kombinationslackela Fur die Herstellung der Nitro-Kombinationslacke

wurde wiederum die bereits beschriebene Losung ver- wendet. Zu jeweils 85 Tlen. dieser Nitrocellulose-Stamm- losung wurden 15 Tle. der einzelnen Versuchsharze, 65O/oig in Xylol gelost, zugesetzt, so dal3 bei einem Festkorper-Gehalt von ca. 30 O/o in dem farblosen Nitro- cellulose-Lack ein Kollodiumwolle-Alkydharz-Verhal tnis von 2 : 1 (fest) gegeben war.

Die weichmacherfreien Kombinationslacke wurden auf Glasplatten aufgegossen und zeigten wahrend und nach der Trocknung bei einwandfreiem Verlauf keinerlei Filmstorungen.

Die Aufgusse wurden nach 24stdg. Lagerung 48 Std. bei 60° C im Umluftofen gealtert. Weder ein Ausschwit- Zen irgendwelcher Bestandteile der Harze, no& Trubun- gen bzw. Schleierbildungen waren festzustellen. Die Haf- tung auf den Glasplatten war gut und zeigte gegeniiber einem Nitrocellulose-Kombinationslack, der rnit einem mittelfetten Kokosalkydharz elastifiziert worden war, keine schlechteren Ergebnisse. Die Losungsmittel-Abgabe der Tierfett-Alkydharze ist sogar schneller.

Die Versuchsreihe wurde nach diesen Ergebnissen da- hingehend erweitert, da5 den Nitrocellulose-Lacken rnit den Versuchsharzen einige Prozent gelatinierender Weichmacher (Dibutylphthalat) zugesetzt wurde. Die Tierfett-Harze weisen keine gelatinierenden Eigenschaf- ten auf. Im Vergleich zu den weichmacherlosen Nitro- cellulose-Lacken zeigten die Glasaufgusse aber lediglich einen etwas besseren Glanz.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dai3 die Iso- phthalat-Harze gegeniiber den Tierfett-Typen aus Phthalsaureanhydrid keine wesentlichen Vor- oder Nachteile beim Einsatz in Nitro-Kombinationslacken aufwiesen. Beide Harzgruppen sind rnit Nitrocellulose einwandfrei vertraglich und auf Grund der schnellen Losungsmittel-Abgabe und Brillanz fur den Einsatz in Nitrocellulose-Lacken geradezu pradestiniert. Die plasti- fizierende JNirkung ist starker als bei entsprechend fet- ten Kokosalkyden.

Man kann also die eingangs gestellte Frage nach der Einsatzmoglichkeit tierischer Fette in der Kunstharz- Industrie dahingehend beantworten, da5 diese Fette ohne weiteres zur Modifizierung von Alkydharzen ein- gesetzt und dabei Produkte mit befriedigenden lacktech- nischen Eigenschaften erzielt werden konnen. Der Oher- hang an Tierfetten auf dem Markt konnte damit auch von der Kunstharz-Industrie abgebaut werden.

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