DE3527038A1

DE3527038A1 - Pigmenthaltiger lack, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung

Info

Publication number: DE3527038A1
Application number: DE19853527038
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl Chem Dr Sadowski; Karlheinz Haubennestel
Original assignee: Herberts GmbH; BYK Chemie GmbH
Current assignee: BYK Chemie GmbH; Axalta Coating Systems Germany GmbH and Co KG
Priority date: 1985-07-27
Filing date: 1985-07-27
Publication date: 1987-01-29
Also published as: DE3527038C2; JPS6270459A

Description

In der nicht vorveröffentlichten EP-Anmeldung Nr. 8 41 12 971.1 sind neue als Dispergiermittel geeignete Additionsverbindungen der nachfolgend genannten Art und deren Herstellung beschrieben. Diese Verbindungen können als Dispergiermittel verwendet werden, z. B. in Lacken, Kunststoffmischungen und dergleichen, die einzuarbeitende Feststoffe, wie Pigmente, Füllstoffe, Fasern enthalten. Die Verwendung kann derart erfolgen, daß in flüssige Systeme einzuarbeitende pulver- oder faserförmige Feststoffe mit diesen Additionsverbindungen oder deren Salzen beschichtet sind. Derartige pulver- oder faserförmige Feststoffe sind solche, wie sie gemäß dem Stand der Technik mit Dispergiermitteln beschichtet wurden, insbesondere organische und anorganische Pigmente, die in Anstrichmitteln, Überzugsmitteln, Formmassen oder sonstigen Kunststoffen eingesetzt werden, anorganische oder organische Füllstoffe, die zum Füllen oder Verstärken von Anstrichmitteln, Überzugsmitteln, Formmassen oder sonstigen Kunststoffen eingesetzt werden. Durch die Verwendung der genannten Additionsverbindungen wird gemäß der älteren Anmeldung u. a. erreicht, daß die Dispersionen von Feststoffen nach dem Dipergierprozeß nicht oder nur in untergeordnetem Ausmaß zum Reagglomerieren neigen. Dies gilt auch dann, wenn zwei Anstrichmittel (Lacke), die jeweils unterschiedliche Pigmente und als Dispergiermittel die genannten Additionsverbindungen enthalten, nach dem Vermischen eine erheblich bessere Stabilisierung der Pigmente, d. h. keine Flockulation zeigen.

Es wurde jedoch beobachtet, daß beim Vermischen von Lackbestandteilen enthaltend verschiedene Pigmente nicht stets eine Ausflockung vermieden werden kann. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, einen Lack und ein Verfahren zu seiner Herstellung zu finden, bei dem insbesondere dann, wenn der Lack mehrere verschiedene Pigmente enthält, ein Ausflocken mit größerer Wahrscheinlichkeit vermieden werden kann.

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabenstellung überraschenderweise dadurch gelöst werden kann, daß der Lack Additionsverbindungen, wie sie in der oben genannten älteren Anmeldung beschrieben sind, in einer solchen Menge enthält, daß die im Lack enthaltenen Pigmentteilchen eine positive Ladung aufweisen.

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein pigmenthaltiger Lack nach Anspruch 1. Dieser Lack ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere verschiedene Pigmente enthält.

Das Verfahren zur Herstellung des verschiedene Pigmente enthaltenden Lacks erfolgt durch Vermischen der Lackbestandteile, wobei man dem Lack und/oder einem oder mehreren der Lackbestandteile Additionsverbindungen gemäß Anspruch 1 in einer solchen Menge zusetzt, daß die im Lack enthaltenen Pigmentteilchen eine positive Ladung erhalten.

Die praktische Durchführung des Verfahrens erfolgt vorzugsweise derart, daß man Lacke und/oder Pigmentpasten, die jeweils ein Pigment und Additionsverbindungen in einer solchen Menge enthalten, daß die im Lack jeweils enthaltenen Pigmentteilchen eine positive Ladung aufweisen, miteinander vermischt werden. Die Verwendung solcher Lacke ist besonders günstig für Autoreparaturlacke. Der Grund hierfür liegt darin, daß den Autoreparaturlackierern ein gewisses beschränktes Sortiment an verschieden pigmentierten Lacken zur Verfügung gestellt wird. Der Lackierer stellt dann durch Vermischen von verschieden pigmentierten Lacken die jeweils zur Reparatur gewünschte Farbnuance her. Dabei muß ein Ausflocken vermieden werden. Gemäß der Erfindung kann also dem Autoreparaturlackierer nur ein beschränktes Sortiment an verschieden pigmentierten Lacken zur Verfügung gestellt werden, deren Pigmentteilchen alle eine positive Ladung aufweisen. Der Lackierer kann so mit großer Sicherheit diese verschieden pigmentierten Lacke vermischen und seine gewünschte Nuance herstellen, ohne daß Flockulationen auftreten.

Lackbestandteile im Sinne der Erfindung sind alle Bestandteile, die üblicherweise in Lacken vorhanden sind, insbesondere Bindemittel, Lösemittel, Pigmente, übliche Lackzusatzstoffe, wobei mehrere dieser Lackbestandteile in bekannter Weise vorher schon miteinander vermischt werden können, z. B. Bindemittel und Lösungsmittel oder Pigmente und eine Menge Bindemittel und/oder Lösungsmittel unter Bildung sogenannter Pigmentpasten.

Die Teilchen von verschiedenen Pigmenten weisen eine unterschiedliche Ladung auf. Manche sind positiv, manche negativ und manche neutral. Die Ladung hängt auch ab von den jeweiligen sonstigen Bestandteilen des Mischsystems, in dem die Pigmentteilchen vorliegen. Überraschenderweise werden alle bisher untersuchten Pigmentteilchen dann positiv aufgeladen, wenn eine ausreichende Menge der genannten Additionsverbindungen zugesetzt wird. Die Feststellung, ob eine positive Ladung vorliegt, kann in einfacher Weise wie folgt durchgeführt werden:

Ein üblicher Mikroskop-Objektträger wird auf einer Seite mit Silber verspiegelt. Etwa in der Mitte in Querrichtung wird ein 1 mm breiter Streifen der Verspiegelung entfernt. Auf diesen nun durchsichtigen Teil des Objektträgers wird eine Probe des zu untersuchenden Lacks oder Lackbestandteils enthaltend Pigmentteilchen gegeben und mit einem Deckgläschen abgedeckt. An die beiden verspiegelten Enden des Objektträgers wird eine elektrische Spannung von etwa 60 V angelegt, und durch ein Mikroskop wird beobachtet, zu welcher Seite des Objektträgers die Pigmentteilchen im durchsichtigen Streifen wandern. Wenn die Pigmentteilchen zu der Seite des Objektträgers wandern, an dem der negative Pol der Spannungsquelle liegt, sind sie naturgemäß positiv geladen.

Für die Herstellung der Additionsverbindungen gemäß der Erfindung werden als Polyisocyanate die auf diesem technischen Gebiet nach dem Stand der Technik brauchbaren Verbindungen eingesetzt. Sie müssen jedoch eine mittlere Funktionalität von 2.5 bis 6 haben. Beispiele für solche Polyisocyanate sind solche, die z. B. durch Addition von Diisocyanaten an Polyole erhalten werden können wie Handelsprodukt: Desmodur L (eingetragenes Warenzeichen) oder die durch Biuretreaktion aus Diisocyanaten erhalten werden können wie Handelsprodukt: Desmodur N (eingetragenes Warenzeichen)
oder aber die durch Cyclisierung von Diisocyanaten erhältlichen Polyisocyanate mit Isocyanurat Grundstruktur

Trimeres Isophorondiisocyanat (Isocyanurat T1890 der Firma Chemische Werke Hüls)

Wie bereits oben dargestellt, handelt es sich bei den einschlägigen Verbindungen um Handelsprodukte, die häufig nicht in reiner Form die obigen chemischen Formeln aufweisen, sondern die Gemische von gewissen Verbindungen ähnlicher Struktur darstellen. Unter mittlerer Funktionalität wird verstanden, daß die Handelsprodukte hinsichtlich der Isocyanatgruppen die angegebene Funktionalität von 2.5 bis 6, vorzugsweise 3 bis 6, aufweisen. Beispielsweise bedeutet "Funktionalität von 3", daß ein Molekül im statistischen Mittel 3 freie Isocyanatgruppen enthält. Die mittlere Funktionalität kann man experimentell dadurch ermitteln, daß man das mittlere Molekulargewicht bestimmt. Außerdem bestimmt man die NCO-Zahl und errechnet daraus das NCO-Äquivalentgewicht. Die mittlere Funktionalität ist der Quotient aus dem mittleren Molekulargewicht und dem NCO-Äquivalentgewicht.

Als Monohydroxyverbindungen der Formel I können aliphatische, cycloaliphatische und/oder araliphatische Verbindungen eingesetzt werden mit jeweils 8 bis 30 Kohlenstoffatomen. Es können auch Gemische solcher Verbindungen eingesetzt werden.
Es können geradkettige und verzweigte aliphatische oder araliphatische Verbindungen eingesetzt werden. Sie können gesättigt oder ungesättigt sein. Gesättigte Verbindungen sind bevorzugt. Die Wasserstoffatome können teilweise durch Halogene, vorzugsweise durch Fluor und/oder auch Chlor ersetzt sein. Wenn derartig substituierte Verbindungen eingesetzt werden, handelt es sich vorzugsweise um aliphatische Monoalkohole. Derartige Produkte sind im Handel erhältlich, wobei, wie dem Fachmann bekannt, die der Hydroxylgruppe nahestehenden Kohlenstoffatome in der Regel keine Halogenatome aufweisen. Beispiele für spezielle fluorierte Alkohole sind Heptadecafluorodecanol, oder C₆F₁₃CH₂CH₂OH. Die im Handel erhältlichen entsprechenden Produkte sind häufig nicht einheitlich, sondern Gemische von verschiedenen fluorierten Verbindungen, wie sie bei der technischen Synthese erhalten werden.

Als Monohydroxyverbindungen der Formel I können auch solche eingesetzt werden, die mindestens eine -O- und/oder -COO-Gruppe enthalten. Es handelt sich also um Polyether, Polyester oder gemischte Polyether-Polyester. Beispiele für Polyester sind solche, die durch Polymerisation eines Lactons, wie Propiolacton, Valerolacton, Caprolacton oder deren substituierte Derivate mittels einer Monohydroxy- Startkomponente erhalten werden könnnen. Als Startkomponente werden Monoalkohole, zweckmäßig mit 4 bis 30, vorzugsweise 4 bis 14 C-Atomen, wie n-Butanol, längerkettige, gesättigte und ungesättigte Alkohole, wie Propargylalkohol, Oleylalkohol, Lincloylalkohol, Oxoalkohole, Cyclohexanol, Phenylethanol, Neopentylalkohol, aber auch fluorierte Alkohole, wie sie oben erwähnt sind, eingesetzt. Es können auch Alkohole der zuvor beschriebenen Art und substituierte und unsubstituierte Phenole durch Alkoxilierung nach bekannten Verfahren mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid in Polyoxyalkylenmonoalkyl-, aryl-, aralkyl- und cycloalkylether überführt werden und diese Monohydroxypolyether in der vorbeschriebenen Art als Starterkomponente für die Lactonpolymerisation eingesetzt werden. Jeweils können auch Gemische von vorgenannten Verbindungen eingesetzt werden.

Diese Lactonpolymerisation wird nach bekannten Verfahren, initiiert durch z. B. p-Toluolsulfonsäure oder Dibutylzinndilaurat, bei Temperaturen von etwa 100°C bis 180°C durchgeführt und gehorcht dabei folgendem Mechanismus:

Diese Polyester haben zweckmäßig ein Molekulargewicht im Bereich von etwa 350 bis 8000, vorzugsweise 500 bis 5000, wobei durch Lactonpolymerisation in der oben beschriebenen Art erhaltene Verbindungen bevorzugt sind. Als Starteralkohole werden gesättigte Monoalkohole mit 4 bis 18 C-Atomen bevorzugt.

Andere Beispiele für Polyester sind solche, die durch Kondensation eines Glykols und einer dibasischen Säure in Anwesenheit von Monohydroxyverbindungen erhalten werden können. Die Bildung von Dihydroxypolyestern kann durch Einsatz entsprechend stöchiometrischer Mengen an Monohydroxyverbindungen, wie sie oben beschrieben wurden, zurückgedrängt werden. Die Reaktion läuft nach folgendem beispielhaften Mechanismus ab:

Zweckmäßig haben diese Polyester ein mittleres Molekulargewicht von 400 bis 2500, vorzugsweise von 800 bis 1500.

Ein weiteres Beispiel sind Polyester, die erhältlich sind durch Kondensation einer Hydroxycarbonsäure in Anwesenheit von Monohydroxyverbindungen, wie sie oben beschrieben wurden, zur Kontrolle des Molekulargewichtes. Die Reaktion läuft nach folgendem beispielhaften Mechanismus ab:

In diesem Fall beträgt das mittlere Molekulargewicht der Polyester zweckmäßig 600 bis 3000, vorzugsweise 800 bis 1500.

Als Verbindungen der Formel I können auch Monohydroxypolyether eingesetzt werden, wie sie durch Alkoxylierung von Alkanolen, Cycloalkanolen und Phenolen erhalten werden. Diese Polyester haben zweckmäßig ein Molekulargewicht im Bereich von etwa 350 bis 1500.

Durch die Umsetzung der Polyisocyanate mit den Verbindungen der Formel I wird also ein Teil der freien Isocyanatgruppen mit den Hydroxylgruppen der Verbindungen der Formel I zur Umsetzung gebracht. Zweckmäßig werden im Mittel auf je 1 Molekül Polyisocyanat mindestens 0.8, vorzugsweise etwa 1 Molekül der Formel I umgesetzt, so daß also an jedes Polyisocyanat-Molekül etwa eine Verbindung der Formel I gebunden ist. Wenn Polyisocyanate mit einer mittleren Funktionalität von mehr als 3 eingesetzt werden, kann auch eine größere Menge an Verbindungen der Formel I eingesetzt werden. Wichtig ist, daß von jedem Molekül Polyisocyanat mindestens 2, bei Polyisocyanaten mit einer mittleren Funktionalität von weniger als 4 etwa 2 Isocyanatgruppen nicht umgesetzt bleiben, von denen im einfachsten Fall durch die weiteren Umsetzungen jeweils etwa eine Isocyanatgruppe zur Vernetzung mit Verbindungen der Formel II dient und etwa eine Isocyanatgruppe mit Verbindungen der Formel III umgesetzt wird. Je nach Funktionalität der eingesetzten Polyisocyanate und der Verbindungen der Formel II können unter sinngemäßer Anwendung dieser Darlegungen die einzelnen Mengenverhältnisse ausgewählt werden.

Das so erhaltene Reaktionsprodukt wird dann mit Verbindungen der Formel II umgesetzt. Diese Umsetzung kann im gleichen Gefäß wie die Umsetzung mit den Verbindungen der Formel I erfolgen. Es ist in manchen Fällen auch möglich, die Polyisocyanate mit einem Gemisch von Verbindungen der Formel I und II zur Reaktion zu bringen. Bei der Umsetzung a) mit den Verbindungen der Formel I werden also 15 bis 50% der NCO-Gruppen der ursprünglich eingesetzten Polyisocyanate umgesetzt. Die untere Grenze liegt bevorzugt bei 20%. Die obere Grenze liegt bevorzugt bei 40%, besonders bevorzugt bei 35% und in manchen Fällen sogar bei nur 30%.

Bei der Umsetzung b) mit den Verbindungen der Formel II werden weitere 15 bis 45% der NCO-Gruppen der ursprünglich eingesetzten Polyisocyanate umgesetzt. Die untere Grenze liegt bevorzugt bei 20%. Die obere Grenze liegt zweckmäßig bei 40%, bevorzugt bei 35% und in manchen Fällen bevorzugt bei 30%.

Insgesamt werden jedoch bei den Reaktionen a) und b) mindestens 40% und höchstens 75% der NCO-Gruppen der ursprünglich eingesetzten Polyisocyanate umgesetzt, wobei die untere Grenze bevorzugt bei 45% liegt. Die obere Grenze liegt zweckmäßig bei 65%, bevorzugt bei 55% und in manchen Fällen bevorzugt bei 50%. Wenn also beispielsweise gemäß a) die ursprünglich eingesetzten Isocyanate mit Verbindungen der Formel I in solchen Mengen zur Reaktion gebracht werden, daß 15% der NCO-Gruppen umgesetzt sind, müssen bei der Umsetzung b) die Verbindungen der Formel II in solchen Mengen eingesetzt werden, daß dabei mindestens 25% der NCO-Gruppen der ursprünglich eingesetzten Polyisocyanate umgesetzt sind, insgesamt also 15+25=40%.

Die Verbindungen der Formel II unterscheiden sich von denjenigen der Formel I im wesentlichen dadurch, daß sie zwei oder drei funktionelle Gruppen enthalten, die mit den Isocyanatgruppen reagieren. Bevorzugt sind diese funktionellen Gruppen Hydroxylgruppen, weil diese Verbindungen leicht zugänglich und im Handel erhältlich sind und die erhaltenen Reaktionsprodukte gut löslich in Lösungsmitteln sind, die beim späteren Einsatz der Dispergiermittel gemäß der Erfindung zur Anwendung kommen.

Beispiele für Verbindungen der Formel II sind Diole und Triole bzw. Diame, Dialkanolamine, Monoalkanolamine mit 2 bis 12 C-Atomen, Dihydroxydialkylsulfide und Dihydroxysulfone, wie Butandiol, Hexandiol, Cyclohexandimethanol, Neopentylglykol, Ethylenglykol, alkylsubstituierte Dialkanolamine, Glycerin, Trimethylolpropan, Fettsäuredialkanolamide, Thiodiglykol, Di(4-Hydroxyphenyl)-sulfon. Eine bevorzugte Gruppe von Verbindungen der Formel II sind Polyoxyalkylenglykole zweckmäßig mit Alkylenteilen von 2 bis 4, vorzugsweise 2 Kohlenstoffatomen, und vorzugsweise mit Molekulargewichten im Bereich von zweckmäßig 400 bis 2000, vorzugsweise 600 bis 1500. Ethoxilate mit 3 Hydroxylgruppen erhält man durch Polymerisation unter Verwendung von trifunktionellen Alkoholen als Starterkomponente. Bevorzugt als Polyoxyalkylenglykole sind Polyethylenglykole.

Als Verbindungen der Formel II können auch solche eingesetzt werden, die durch Polymerisation eines Lactons, wie es bereits oben erwähnt wurde, mittels Di- oder Trihydroxy-Startkomponenten erhalten werden können. Zweckmäßig haben diese Polyesterpolyole ein mittleres Molekulargewicht von 800 bis 2000. Als Startkomponente ist Butandiol oder Ethylenglykol bevorzugt. Es können aber auch die oben genannten Diole oder Triole als Startkomponenten in Frage kommen.

Die Verbindungen der Formel II bewirken eine Vernetzung zwischen den Reaktionprodukten aus Polyisocyanat und Verbindungen der Formel I. Im einfachsten Falle werden die Ausgangsprodukte in solchen Mengen eingesetzt, daß die Verbindungen der Formel II das Zentrum des Moleküls darstellen, und daß an die Verbindungen der Formel II über die Gruppen E die Polyisocyanate gebunden sind, deren verbleibende Isocyanatgruppen mit Verbindungen der Formel I und der Formel III umgesetzt sind bzw. werden. Es kann naturgemäß auch eine gewisse Übervernetzung oder Untervernetzung vorliegen. Deshalb können 0.8 n bis 1.1 n (n hat die gleiche Bedeutung wie in Formel II) Moleküle Polyisocyanat auf ein Molekül der Formel II entfallen.

Eine Übervernetzung kann in gewissem Umfang dadurch verhindert werden, daß in verdünnten Lösungen in stark polaren, aprotischen Lösungsmitteln gearbeitet wird wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid und N-Methyl- pyrrolidon.

Die so erhaltenen Reaktionsprodukte werden mit Verbindungen der Formel III in einer solchen Menge umgesetzt, daß auf jede verbleibende in den Stufen a) und b) noch nicht umgesetzte Isocyanatgruppe mindestens ein Molekül der Formel III entfällt. Wenn die Verbindungen der Formel III nur eine Gruppe enthalten, die mit den Isocyanatgruppen reagieren kann, ist ein Überschuß nicht erforderlich; vielmehr wird auf jede noch nicht umgesetzte Isocyanatgruppe etwa 1 Molekül der Formel III eingesetzt. Wenn die Verbindungen der Formel III mehr als eine Gruppe enthalten, die mit den Isocyanaten reagieren kann, reicht es auch aus, wenn auf jede noch nicht umgesetzte Isocyanatgruppe 1 Molekül der Formel III entfällt, jedoch sollte kein Unterschuß eingesetzt werden, um eine unerwünschte Vernetzung zu vermeiden. Ein geringfügiger Überschuß zur Vermeidung von einer unerwünschten Vernetzung kann zweckmäßig sein. Im allgemeinen reicht ein Überschuß von etwa 10, vorzugsweise 5 Mol.% aus. Bevorzugt steht in Formel III, Q für -NH₂. Weiterhin ist bevorzugt, daß in Formel III Z eine ein- oder zweikernige Heterocyclische Gruppe ist, von der ein Ringstickstoffatom, vorzugsweise über eine Alkylengruppe mit 2 bis 5 C-Atomen, an die Gruppe Q gebunden ist. Bevorzugte Heterocyclen sind Triazol, Pyrimidin, Imidazol, Pyridin, Morpholin, Pyrrolidin, Piperazin, Benzimidazol, Benzothiazol und/oder Triazin ist. Sie können Substituenten aufweisen, wie bis zu 3, vorzugsweise 1 der folgenden Gruppen: Alkyl- und/oder Alkoxy- Gruppen mit 1 bis 6, vorzugsweise 1 bis 4 C-Atomen (wobei eine Methoxygruppe bevorzugt ist), Aminogruppen (dies führt zu mehrfunktionellen Verbindungen hinsichtlich der Umsetzung mit den Isocyanaten).

Die oben genannten Heterocyclen können direkt mit der Gruppe Q verknüpft sein. Sie können aber auch mittels einer auf diesem Gebiet üblichen Gruppe verbunden sein, wie Alkylengruppen mit 2 bis 8, vorzugsweise 2 bis 4 C-Atomen oder Polyethergruppen mit der gleichen Zahl C-Atomen. Das gleiche gilt für die tertiäre Aminogruppe. Grundsätzlich können als Verbindungen der Formel III diejenigen eingesetzt werden, die auch auf diesem Gebiet der Technik bereits zur Herstellung von anderen Dispergiermitteln verwendet wurden, z. B. wie sie in der US-A-40 32 698 beschrieben sind. Beispiele für Verbindungen der Formel III sind N,N-Diethyl-1,4-butandiamin, 1-(2-Aminoethyl) piperazin, 2-(1-Pyrrolidyl)-ethylamin, 4-Amino-2-methoxy-pyrimidin, 2-Dimethylaminoethanol, 1-(2-Hydroxyethyl)piperazin, 4-(2-Hydroxyethyl) morpholin, 2-Mercaptopyrimidin, 2-Mercaptobenzimidazol. Besonders bevorzugt sind N,N-Dimethyl-1,3-propandiamin, 4-(2-Aminoethyl)pyridin, 2-Amino-6-methoxybenzothiazol, 4-Aminomethyl)pyridin, N,N-Diallylmelamin, 3-Amino-1,2,4-triazol, 1-(3-Aminopropyl)imidazol, 4-(2-Hydroxyethyl) pyridin, 1-(2-Hydroxyethyl)imidazol, 3-Mercapto-1,2,4-triazol. Charakteristisch für diese Verbindungen ist, daß sie pro Molekül mindestens 1 Zerewitinoff-Wasserstoffatom enthalten, das bevorzugt mit den Isocyanatgruppen reagiert, und daß sie darüber hinaus eine stickstoffhaltige basische Gruppe besitzen, die nicht zur Harnstoffbildung mit Isocyanatgruppen befähigt ist. Diese basischen Gruppen werden gemäß dem Stand der Technik auch durch ihren pKa-Wert gekennzeichnet (vergl. US-A-38 17 944; 40 32 698 und 40 70 388). Bevorzugt sind Verbindungen mit basischen Gruppen mit einem pKa-Wert von 2 bis 14, besonders bevorzugt von 5 bis 14, und ganz besonders bevorzugt von 5 bis 12. Der pKa-Wert kann Tabellenwerken entnommen werden. Die vorstehend angegebenen Grenzwerte beziehen sich auf die Messung des pKa-Werts bei 25°C in einer 0.01-molaren Konzentration in Wasser. Diese basischen Gruppen verleihen den Additionsverbindungen gemäß der Erfindung ebenfalls eine Basizität, wie auch auf diesem technischen Gebiet bekannt ist (vergl. die oben genannten US-Patentschriften). Durch diese basischen Gruppen sind die Additionsverbindungen zur Salzbildung befähigt. Sie können im Sinne der Erfindung als Dispergiermittel auch in Form von derartigen Salzen eingesetzt werden.

Diese Salze werden aus dem erhaltenen Reaktionsprodukt durch Neutralisation mit organischen oder anorganischen Säuren oder durch Quaternisierung erhalten. Bevorzugt sind Salze mit organischen Monocarbonsäuren.

Alle Reaktionen können, wie gemäß dem Stand der Technik, in Gegenwart von geeigneten, die Reaktion nicht störenden, Lösungsmitteln durchgeführt werden, z. B. Kohlenwasserstoffen wie Xylolen, Ethern einschließlich Dioxan und Dimethylformamid usw. Weiterhin können die Umsetzungen in Gegenwart von üblichen Katalysatoren durchgeführt werden wie Dibutylzinndilaurat, Eisenacetylacetonat, Triethylendiamin. Es wird insofern auf die eingangs zitierten Patentschriften verwiesen.

Durch Variation der Substituenten der Formel I und II und/oder deren Mengenverhältnissen kann die Verträglichkeit der erfindungsgemäßen Additionsverbindungen auf die unterschiedlichsten polymeren Verbindungen abgestimmt werden, welche in Überzugs- und Formmassen vorliegen, in denen die Additionsverbindungen gemäß der Erfindung zur Anwendung kommen. Wenn z. B. in einem Lack das Bindemittel ein Polyester ist, ist es zweckmäßig, solche Additionsverbindungen gemäß der Erfindung hierfür einzusetzen, die in ihrem Molekül aufgrund der in den Ausgangsverbindungen der Formel I und II enthaltenen Gruppen auch Polyestergruppen oder ähnliche Gruppen enthalten, die - wie dem Fachmann bekannt ist - mit Polyestern verträglich sind. Das gleiche gilt sinngemäß für z. B. Polyethylene oder Polyamide. Hiermit sind besonders verträglich solche Additionsverbindungen gemäß der Erfindung, die wenig polare Gruppen enthalten. Sinngemäß gilt dies für die Substituenten der Formel III, die von besonderem Einfluß sind auf die Affinität der Additionsverbindungen gemäß der Erfindung zu den verwendeten Pigmenten, die dispergiert werden sollen.

In den nachfolgenden Herstellungsbeispielen A bis G wird die Herstellung von Verbindungen der Formel I erläutert.

Teile sind Gewichtsteile, sofern nichts anderes gesagt ist. Bei molekular uneinheitlichen Verbindungen, wie Polymeren, sind die angegebenen Molekulargewichte Durchschnittswerte nach Zahlenmittel (_n). Die Molekulargewichte bzw. mittleren Molekulargewichte _n können nach üblichen Verfahren bestimmt werden, z. B. durch Ermittlung der OH-Zahl, der Amin-Zahl oder kryoskopisch.

Der NCO-Gehalt der zum Einsatz kommenden Polyisocyanate sowie der Reaktionsverlauf der Addition wird durch Methoden ermittelt, wie sie beschrieben sind bei Paul Patai "The Chemistry of Cyanates and their Thioderivates", Part 1, Chapter 5, 1977.

Die heterocyclischen Gruppen der Verbindung III, für die das Symbol Z steht, können, wie oben erwähnt, mit der Gruppe Q direkt oder über eine Alkylengruppe gebunden sein. Es ist bevorzugt, daß diese heterocyclischen Gruppen über ein Ringstickstoffatom und eine Alkylengruppe, vorzugsweise mit 2 bis 5 C-Atomen an die Gruppe Q gebunden sind. Die heterocyclische Gruppe kann naturgemäß neben diesem Ringstickstoffatom noch weitere Heteroatome einschließlich weiterer Ringstickstoffatome enthalten. Diese weiteren Ringstickstoffatome können gegebenenfalls auch noch ein Wasserstoffatom gebunden enthalten (z. B. beim N-Alkylpiperazin). Die heterocyclischen Gruppen können aber, wie beim Benzimidazol, auch mittels eines Ringkohlenstoffatoms an die Gruppe Q, gegebenenfalls über eine Alkylengruppe, gebunden sein. Die Art der Bindung hängt im wesentlichen ab von der jeweiligen Konstitution der heterocyclischen Gruppen und den Reaktionsfähigkeiten der einzelnen Atome, wie dies dem organischen Chemiker bekannt ist.

Herstellungsbeispiel A

Unter Schutzatmosphäre werden 2.1 Teile eines handelsüblichen Heptadecafluorodecanols mit einem mittleren Molekulargewicht von 445 mit 5.9 Teilen 2-Ethylhexanol, 92 Teilen Valerolacton bei 60°C homogenisiert. Man setzt 0.004 Teile Dibutylzinndilaurat zu und erhitzt innerhalb einer Stunde auf 180°C. Man rührt bei dieser Temperatur, bis ein Festkörpergehalt von 98% erreicht ist.

Das farblose bis leicht gelbliche Produkt ist bei Raumtemperatur fest und schmilzt bei 60 bis 70°C.

Herstellungsbeispiel B

Im Reaktor werden 11.1 Teile Phenylethylalkohol und 88.9 Teile Caprolacton bei Raumtemperatur homogenisiert und unter Stickstoff mit 0.002 Teilen Dibutylzinndilaurat als Katalysator versetzt. Innerhalb einer Stunde wird auf 160°C erwärmt und bei dieser Temperatur gerührt. Die Reaktion ist beendet, sobald ein Festkörpergehalt von 99% erreicht ist.

Der Polyester kann in 100%iger Form mit einem Schmelzbereich von 50 bis 60% gehandhabt werden oder z. B. als 50%ige Mischung in Xylol. Die letztere Modefikation ist bei Raumtemperatur fest, mit einem Schmelzbereich von 40 bis 50°C.

Herstellungsbeispiel C

Unter Schutzatmosphäre homogenisiert man 7.2 Teile n-Octanol, 92.8 Teile Caprolacton und 0.003 Teile Dibutylzinndilaurat und erhitzt innerhalb einer Stunde auf 160°C. Die Additionsreaktion ist beendet, sobald ein Festkörpergehalt von über 99% erreicht ist. Bei dieser Temperatur ist dieser Festkörper nach 10 bis 12 Stunden erreicht. Das Produkt ist bei Raumtemperatur ein farbloser Feststoff, der bei 50 bis 60°C schmilzt.

Herstellungsbeispiel D

Unter Schutzatmosphäre werden 2.9 Teile Isononanol, 97.1 Teile Caprolacton und 0.002 Teile Dibutylzinndilaurat homogenisiert und innerhalb einer Stunde auf 170°C erhitzt. Die Additionsreaktion ist beendet, sobald der Festkörpergehalt über 99,5% ansteigt, was nach 8 bis 10 Stunden erreicht ist. Das Produkt ist bei Raumtemperatur ein farbloser Feststoff, der bei 60 bis 70°C schmilzt.

Herstellungsbeispiel E

Unter Sauerstoffausschluß werden in 100 Teilen Xylol 10.5 Teile n-Octanol, 89.5 Teile 12-Hydroxystearinsäure und 0.04 Teile Tetrabutyltitanat homogenisiert (12- Hydroxystearinsäure: OH-Zahl 160 mg KOH/g, Säurezahl 182 mg KOH/g). Man erhitzt unter Normaldruck und destilliert das entstehende Reaktionswasser innerhalb von 7 bis 10 Stunden azeotrop ab. Das Produkt kann in der anfallenden Form weiter umgesetzt werden. Zur Darstellung des 100%igen Produktes wird das Lösungsmittel im Vakuum schonend abgezogen.

Herstellungsbeispiel F

38 Teile Adipinsäure, 52.7 Teile Dodecandiol, 9.3 Teile Octanol, 0.01 Teile p-Toluolsulfonsäure und 30 Teile Toluol werden homogenisiert und erhitzt. Das entstehende Reaktionswasser wird durch azeotrope Destillation innerhalb von 5 bis 6 Stunden aus dem Gleichgewicht entfernt, wobei die Temperatur 140 bis 150°C erreicht. Anschließend wird das Lösungsmittel unter Vakuum schonend abgezogen. Bei Raumtemperatur ist der Polyester fest und schmilzt bei 70 bis 80°C.

Herstellungsbeispiel G

Unter Schutzatmosphäre werden 23.4 Teile eines alkalifreien und getrockneten Nonylphenolethoxylats mit einem mittleren Molekulargewicht von 445 mit 76.6 Teilen Caprolacton und 0.004 Teilen Dibutylzinndilaurat homogenisiert. Man erwärmt auf 150°C und rührt 20 Stunden bei dieser Temperatur. Das farblose, wachsartige Produkt hat einen Festkörpergehalt von 98%.

Herstellungsbeispiele für Verbindungen der Formel II Herstellungsbeispiel I

9.6 Teile Trimethylolpropan und 90.4 Teile Caprolacton werden bei 170°C nach Zusatz von 0.003 Teilen Dibutylzinndilaurat als Katalysator 6 bis 8 Stunden umgesetzt, bis ein Polyester mit einem mittleren Molekulargewicht von 1400 erhalten wird.

Herstellungsbeispiel II

Unter Schutzatmosphäre werden 9 Teile 1,4-Butandiol, 91 Teile Caprolacton und 0.002 Teile Dibutylzinndilaurat homogenisiert und innerhalb einer Stunde auf 160°C erwärmt. Bei dieser Temperatur ist die Additionsreaktion beendet, sobald der Festkörpergehalt 99% übersteigt. Das resultierende Polyesterdiol hat ein mittleres Molekulargewicht von 1000.

Beispiel 1

Unter Schutzatmosphäre werden 7.2 Teile Desmodur N (75%ig in Ethylglykolacetat/Xylol 1:1) mit 10 Teilen Ethylglykolacetat und 16.9 Teilen eines Caprolactonpolyesters mit mittlerem Molekulargewicht von 1800 (Herstellungsbeispiel C), gelöst in 20 Teilen Xylol, homogenisiert, mit 0.004 Teilen Dibutylzinndilaurat versetzt und bei 60°C bis zur vollständigen Umsetzung der OH-Gruppen gerührt.
Zur Verknüpfungsreaktion verdünnt man mit 10 Teilen Xylol und gibt 0.8 Teile 1,12-Diaminododecan, gelöst in 10 Teilen N-Methylpyrrolidon, zügig zu.
Nach Abreaktion von 66% der ursprünglich eingesetzten NCO-Gruppen verdünnt man mit 13.2 Teilen Xylol und addiert 1.9 Teile N,N-Diallylmelamin, gelöst in 10 Teilen N-Methylpyrrolidon. Man erwärmt auf 70°C und rührt bei dieser Temperatur eine Stunde.
Das Endprodukt ist mittelviskos und farblos klar bis leicht trübe.

Beispiel 2

Unter Schutzatmosphäre werden 10.4 Teile Desmodur N (75%ig in Ethylglykolacetat/Xylol 1:1) mit 10 Teilen Ethylglykolacetat verdünnt und mit 15 Teilen eines Caprolactonpolyesters mit einem mittleren Molekulargewicht von 1100 (Herstellungsbeispiel B), gelöst in 20 Teilen Xylol, versetzt. Nach Zugabe von 0.004 Teilen Dibutylzinndilaurat wird auf 60°C erwärmt.
Nachdem 33% der eingesetzten NCO-Gruppen abreagiert sind, gibt man 0.6 Teile Trimethylolpropan, gelöst in 30 Teilen Xylol, zu.
Sobald 66% der NCO-Gruppen umgesetzt sind, gibt man 1.6 Teile 4(2-Hydroxyethyl)pyridin, gelöst in 12.4 Teilen Ethylglykolacetat zu, erwärmt auf 70°C und rührt bei dieser Temperatur eine Stunde.
Das Endprodukt ist farblos und mittelviskos.

Beispiel 3

Unter Schutzatmosphäre werden 10.3 Teile Desmodur N (75%ig in Ethylglykolacetat/Xylol 1:1) mit 20 Teilen Ethylglykolacetat und 10.2 Teilen eines handelsüblichen Methoxypolyethylenglykols mit mittlerem Molekulargewicht von 750, gelöst in 15 Teilen Xylol, homogenisiert, mit 0.004 Teilen Dibutylzinndilaurat versetzt und auf 50°C erwärmt.
Nach Abreaktion eines Drittels der NCO-Gruppen werden 5.4 Teile Polyethylenglykol 800, gelöst in 15 Teilen Xylol, zugesetzt.
Nachdem 66% der eingesetzten NCO-Gruppen umgesetzt sind, wird mit 12.4 Teilen Xylol verdünnt und 1.7 Teile 1(2- Aminoethyl)piperazin, gelöst in 10 Teilen Ethylglykolacetat, zugesetzt. Man rührt bei 70°C zwei Stunden.
Das Produkt ist gelblich und leicht viskos.

Beispiel 4

Unter Schutzatmosphäre werden 9.1 Teile Desmodur N (75%ig in Ethylglykolacetat/Xylol 1:1), 17.7 Teile Ethylglykolacetat, 0.003 Teile Dibutylzinndilaurat und 13 Teile eines Caprolactonpolyesters mit einem mittleren Molekulargewicht von 1100 (Herstellungsbeispiel B), gelöst in 10 Teilen Xylol, homogenisiert und auf 50°C erwärmt. Nach Anlagerung des Polyesters werden 3.7 Teile eines ethoxilierten Oleylamins mit einem mittleren Molekulargewicht von 630, gelöst in 30 Teilen Xylol, addiert. Sobald 65% der NCO-Gruppen abreagiert sind, setzt man 1.5 Teile 4(2-Aminoethyl)pyridin, gelöst in 15 Teilen N-Methylpyrrolidon, zu und rührt zur Vervollständigung der Reaktion eine Stunde.

Beispiel 5

Unter Schutzatmosphäre werden 7.6 Teile Desmodur N (75%ig in Ethylglykolacetat/Xylol 1:1), 18.1 Teile Xylol und 13.8 Teile eines Adipinsäure-Dodecandiol-, Octanol-Polyesters mit einem mittleren Molekulargewicht von 1400 (Herstellungsbeispiel F), gelöst in 10 Teilen Xylol, homogenisiert, mit 0.003 Teilen Dibutylzinndilaurat versetzt und auf 40°C erwärmt. Nachdem 30% der NCO-Gruppen abreagiert sind, werden 4.5 Teile des in Herstellungsbeispiel I beschriebenen Trimethylolpropan- Caprolactonpolyesters, gelöst in 30 Teilen Xylol, zugegeben.
Nach Addition der Hydroxylgruppen gibt man 1 Teil N,N- Dimethyl-1,3-propandiamin, gelöst in 15 Teilen N-Methyl- pyrrolidon, zu, erwärmt auf 60°C und rührt eine Stunde.
Das Produkt ist hoch-viskos und farblos.

Beispiel 6

Unter Schutzatmosphäre werden 12.9 Teile Desmodur L (67%ig in Ethylglykolacetat/Xylol 1:1) mit 20 Teilen Ethylglykolacetat/Xylol (1:1) verdünnt. 9 Teile eines handelsüblichen Methoxypolyethylenglykols mit mittlerem Molekulargewicht von 750, gelöst in 10 Teilen Xylol, sowie 0.003 Teile Dibutylzinndilaurat werden zugesetzt.
Nachdem bei 50°C 33% der NCO-Gruppen abreagiert sind, werden 6 Teile des in Herstellungsbeispiel II beschriebenen Caprolactonpolyesters mit mittlerem Molekulargewicht von 1000, gelöst in 20 Teilen Xylol, addiert. Die Reaktion ist beendet, sobald 66% der NCO-Gruppen reagiert haben. Zur Addition an die verbleibenden NCO-Gruppen werden 1.4 Teile 1(2-Hydroxyethyl)imidazol, gelöst in 20.7 Teilen Xylol, zugesetzt, und es wird bei 70°C zwei Stunden gerührt.
Das farblose klare Produkt ist leicht viskos.

Beispiel 7

Unter Schutzatmosphäre löst man bei 50°C 14.3 Teile eines Adipinsäure-Dodecandiol-Octanol-Polyesters mit mittlerem Molekulargewicht von 1400 (Herstellungsbeispiel F) in einer Mischung aus 15 Teilen Ethylglykolacetat und 10 Teilen Xylol. Man kühlt auf 20°C und gibt unter Rühren 11.1 Teile Desmodur L (67%ig in Ethylglykolacetat/Xylol 1:1) und 0.003 Teile Dibutylzinndilaurat zu. Man erwärmt langsam auf 50°C und kontrolliert den Reaktionsfortgang durch NCO-Bestimmung. Nach Abreaktion eines Drittels der eingesetzten NCO- Gruppen gibt man 2.1 Teile Polyethylenglykol mit mittlerem Molekulargewicht von 400, gelöst in 20 Teilen Xylol, zu und läßt das zweite Drittel der NCO-Gruppen abreagieren. Anschließend verdünnt man mit 11.4 Teilen Xylol und setzt 1.1 Teile N,N-Dimethyl-1,3-Diaminopropan, gelöst in 15 Teilen N-Methylpyrrolidon, zu. Die Reaktionsmischung wird eine Stunde bei 50°C gerührt.

Beispiel 8

Unter Schutzatmosphäre homogenisiert man 8.8 Teile Desmodur L (67%ig in Ethylglykolacetat/Xylol 1:1) in 15 Teilen Ethylglykolacetat und gibt 15.5 Teile eines Nonylphenolethoxylat- gestarteten Caprolactonpolyesters (Herstellungsbeispiel G), gelöst in 12.2 Teilen Xylol, und 0.002 Teile Dibutylzinndilaurat zu. Man erwärmt auf 50°C und rührt, bis 30% der NCO-Gruppen abreagiert sind. Anschließend verdünnt man mit 20 Teilen Xylol und gibt 2.7 Teile handelsübliches Polytetrahydrofurandiol mit mittlerem Molekulargewicht von 650, gelöst in 10 Teilen Xylol, zu.
Sobald 66% der eingesetzten NCO-Gruppen umgesetzt sind, gibt man 0.9 Teile 4(Aminomethyl)pyridin, gelöst in 15 Teilen Xylol, zu, erwärmt auf 70°C und rührt eine Stunde bei dieser Temperatur.
Das farblose Produkt ist sehr niedrig-viskos.

Beispiel 9

Unter Schutzatmosphäre werden 12.4 Teile Ethylglykolacetat, 11 Teile Desmodur L (67%ig in Ethylglykolacetat/Xylol 1:1) und 14.2 Teile eines Adipinsäure-Dodecandiol-Octanol-Polyesters mit einem mittleren Molekulargewicht von 1400 (Herstellungsbeispiel F), gelöst in 20 Teilen Xylol, homogenisiert und mit 0.003 Teilen Dibutylzinndilaurat versetzt. Man erwärmt auf 50°C und addiert den Polyester an das Desmodur L.
Nach diesem Reaktionsschritt gibt man 2.2 Teile eines handelsüblichen Cocossäurediethanolamids, gelöst in 30 Teilen Ethylglykolacetat/Xylol (1:1) zu. Das Cocossäurediethanolamid hat ein mittleres Molekulargewicht von 440.
Sobald zwei Drittel der eingesetzten NCO-Gruppen abreagiert sind, setzt man zügig 1.3 Teile 1(3-Aminopropyl)imidazol, gelöst in 10 Teilen NMP, zu, erwärmt auf 70°C und rührt eine Stunde bei dieser Temperatur.
Das mittel-viskose Produkt ist klar bis leicht trübe.

Beispiel 10

Unter Schutzatmosphäre und Feuchtigkeitsausschluß werden 7.9 Teile Poly-Isophorondiisocyanat (70%ig in Ethylglykolacetat/ Xylol 1:1) in 10 Teilen Ethylglykolacetat gelöst und mit 15 Teilen eines Valerolactonpolyesters mit einem mittleren Molekulargewicht von 2000 (Herstellungsbeispiel A), gelöst in 20 Teilen Xylol, homogenisiert. Man gibt 0.003 Teile Dibutylzinndilaurat zu und erwärmt auf 50°C.
Nach Abreaktion der OH-Gruppen setzt man 3.7 Teile Polypropylenglykol mit einem mittleren Molekulargewicht von 1000, gelöst in 20 Teilen Xylol, zu.
Nachdem 66% der eingesetzten NCO-Gruppen abreagiert sind, setzt man 7.6 Teile Xylol und 0.8 Teile 3-Mercapto- 1,2,4-triazol, gelöst in 15 Teilen N-Methylpyrrolidon, zu und rührt eine Stunde bei 60°C.
Die Produktlösung ist niedrig-viskos und leicht bräunlich gefärbt.

Beispiel 11

Unter Feuchtigkeitsausschluß werden in 20 Teilen Ethylglykolacetat 14.1 Teile Desmodur HL (60%ig in Butylacetat) gelöst, mit 11.6 Teilen eines 1100 Caprolactonpolyesters (Herstellungsbeispiel B), gelöst in 20 Teilen Xylol und 0.003 Teilen Dibutylzinndilaurat, versetzt und langsam auf 60°C erwärmt.
Sobald 30% der eingesetzten NCO-Gruppen abreagiert sind, ist die erste Stufe beendet.
Zur Kopplung setzt man 3.4 Teile handelsübliches Polytetrahydrofurandiol, mit einem mittleren Molekulargewicht von 650, gelöst in 14.4 Teilen Xylol, zu.
In der letzten Stufe, die sich nach Abreaktion von 60% der eingesetzten NCO-Gruppen anschließt, addiert man 1.5 Teile 3-Mercapto-1,2,4-triazol, gelöst in 15 Teilen N- Methylpyrrolidon, erwärmt auf 70°C und rührt bei dieser Temperatur eine Stunde.

Beispiel 12

Die Reaktion erfolgt bei 50°C unter Schutzatmosphäre. 14.4 Teile Desmodur HL (60%ig in Butylacetat) werden in 15 Teilen Ethylglykolacetat gelöst und mit 9.9 Teilen eines Phenylethylalkohol- gestarteten Caprolactonpolyesters mit einem mittleren Molekulargewicht von 1100 (Herstellungsbeispiel B) versetzt. Der Polyester ist in 13 Gewichtsteilen Xylol angelöst.
Nach vollständiger Polyesteraddition, was durch Abnahme der NCO-Gruppen ersichtlich ist, setzt man 4.5 Teile Polyethylenglykol mit einem mittleren Molekulargewicht von 1000 zu. Zur Abreaktion der verbliebenen NCO-Gruppen setzt man 2.3 Teile 1(2-Aminoethyl)piperazin zu und verdünnt mit Xylol auf 30% Festkörper.
Das Produkt ist eine leicht trübe, viskose Lösung.

Beispiel 13

Unter Schutzgas werden 10.1 Teile Desmodur HL (60%ig in Butylacetat) mit 30 Teilen einer Mischung aus Xylol/Ethylglykolacetat (1:1) verdünnt und mit 12.7 Teilen eines Polyesters mit mittlerem Molekulargewicht von 2000 (Herstellungsbeispiel A) versetzt. Nach Zugabe von 0.003 Teilen Dibutylzinndilaurat wird die Additionsreaktion bei Raumtemperatur durchgeführt.
Nachdem 25% der NCO-Gruppen abreagiert sind, werden in der zweiten Stufe 4.7 Teile eines Polyethylenglykols mit einem mittleren Molekulargewicht von 1500 addiert.
Nachdem die Hälfte der NCO-Gruppen abreagiert sind, verdünnt man mit Xylol auf einen Endproduktfestkörper von 25%, setzt 1.5 Teile 4(2-Aminoethyl)pyridin zu, erwärmt auf 60°C und rührt bei dieser Temperatur eine Stunde.
Das Produkt ist leicht gelb gefärbt und viskos.

Beispiel 14

Die Reaktion wird bei 50°C unter Schutzatmosphäre durchgeführt. 6.3 Teile Desmodur HL (60%ig in Butylacetat) werden mit einer Mischung aus 15 Teilen Ethylglykolacetat und 36 Teilen Xylol verdünnt. 0.7 Teile eines Polyethylenglykols mit einem mittleren Molekulargewicht von 400 und 19.6 Teile eines Caprolactonpolyesters mit einem mittleren Molekulargewicht von 5000 (Herstellungsbeispiel D) werden in geschmolzenem Zustand zugegeben. Zur Beschleunigung der Reaktion werden 0.002 Teile Dibutylzinndilaurat addiert.
Nach Abreaktion alller OH-Gruppen setzt man 0.9 Teile 4(2-Hydroxyethyl)pyridin zu und stellt mittels Xylol einen Festkörper von 25% ein. Zur Vervollständigung der Reaktion wird eine Stunde bei 60°C gerührt.
Das Produkt ist niedrig-viskos und farblos.

Beispiel 15

Unter Schutzatmosphäre werden 10.7 Teile Desmodur HL (60%ig in Butylacetat) mit 16.2 Teilen eines Heptadecafluorodecanol/ 2-Ethylhexanol-gestarteten Valerolactonpolyesters mit einem mittleren Molekulargewicht von 2000 (Herstellungsbeispiel A), gelöst in 15.7 Teilen Xylol, homogenisiert. Man setzt 0.001 Teile Dibutylzinndilaurat zu und addiert den Polyester bei 50°C.
Nach Beendigung dieser Reaktion verdünnt man mit 20 Teilen Ethylglykolacetat und gibt 0.3 Teile 1,4-Butandiamin, gelöst in 20 Teilen Xylol, zu.
Sobald 55% der eingesetzten NCO-Gruppen abreagiert sind, wird die leicht exotherme Reaktion abgebrochen, indem man 2.1 Teile 2-Amino-6-methoxybenzothiazol, gelöst in 15 Teilen NMP, zugibt. Man erwärmt auf 70°C und rührt eine Stunde.
Das Produkt ist leicht viskos und gelblich klar gelöst.

Beispiel 16

Unter Schutzatmosphäre werden zu 20 Teilen Ethylglykolacetat/ Xylol (1:1) 16.1 Teile Desmodur IL (51%ig in Butylacetat) und 11 Teile eines Caprolactonpolyesters 1800 (Herstellungsbeispiel C), gelöst in 20 Teilen Xylol, zugesetzt und nach Katalysierung durch 0.002 Teile Dibutylzinndilaurat wird bei Raumtemperatur addiert.
Nachdem 20% der NCO-Gruppen verbraucht sind, werden 3.8 Teile des in Herstellungsbeispiel II beschriebenen Polycaprolactonpolyesters, gelöst in 17.1 Teilen Xylol, zugegeben. Nach Abnahme der eingesetzten NCO-Gruppen auf 55% werden 10 Teile Xylol und 2.0 Teile 4(2-Aminoethyl)pyridin, gelöst in 10 Teilen Diisobutylketon, zugegeben. Man erwärmt auf 50°C und rührt eine Stunde.
Das farblose bis leicht gelbliche Produkt ist niedrig viskos.

Beispiel 17

Unter Schutzatmosphäre und Feuchtigkeitsausschluß werden 9 Teile Desmodur IL (51%ig in Butylacetat) mit 17 Teilen eines Polyesters mit mittlerem Molekulargewicht von 5000 (Herstellungsbeispiel D), gelöst in 25 Teilen Xylol, homogenisiert und mit 0.003 Teilen Dibutylzinndilaurat versetzt. Die Reaktion wird bei 60°C durchgeführt.
Nach der Polyesteraddition setzt man 2.5 Teile Polypropylenglykol mit einem mittleren Molekulargewicht von 1000, gelöst in 30 Teilen Xylol, zu. Zur Beschleunigung der Reaktion werden 0.002 Teile Dibutylzinndilaurat zudosiert. Nach Abreaktion der Hydroxygruppen wird mit 5.6 Teilen Xylol verdünnt und an die verbleibenden NCO-Gruppen werden 0.9 Teile 3-Mercapto-1,2,4-triazol, gelöst in 10 Teilen N-Methylpyrrolidon, addiert.
Das Produkt ist mittel-viskos und gelblich gefärbt.

Beispiel 18

Unter Schutzatmosphäre werden 15.5 Teile Desmodur IL (51%ig in Butylacetat) mit 13.3 Teilen eines Polyesters mit mittlerem Molekulargewicht von 1800 (Herstellungsbeispiel C), gelöst in 15 Teilen Xylol, homogenisiert, mit 0.003 Teilen Dibutylzinndilaurat versetzt und auf 50°C erwärmt.
Nach Addition des Polyesters, was durch Verringerung der NCO-Gruppen um 25% ersichtlich ist, verdünnt man mit 20 Teilen Xylol und setzt 0.7 Teile 1,12-Diaminododecan zu. Nach der exothermen Addition werden 14 Teile Xylol und 1.5 Teile N,N-Dimethyl-1,3-propandiamin, in 20 Teilen N-Methylpyrrolidon gelöst, zugegeben. Man rührt noch eine Stunde bei 70°C.
Das Produkt ist mittel-viskos und leicht trübe.

Beispiel 19

Unter Schutzatmosphäre werden 15.5 Teile Desmodur IL (51%ig in Butylacetat) mit 30 Teilen Xylol/Butylacetat (4:1) und 26.6 Teilen eines Polyesters mit einem mittleren Molekulargewicht von 1800 (Herstellungsbeispiel C) homogenisiert. Man setzt 0.003 Teile Dibutylzinndilaurat zu, erwärmt auf 50°C, wobei die Hälfte der NCO-Gruppen abreagiert. 0.3 Teile 1,4-Butandiol, gelöst in 30 Teilen Xylol, werden zugesetzt. Nachdem so 75% der NCO-Gruppen abreagiert sind, gibt man 0.6 Teile 3-Amino-1,2,4-triazol, gelöst in 10 Teilen N-Methylpyrrolidon, zu. Mit Xylol stellt man einen Festkörper von 30% ein.
Das mittel-viskose, gelbliche Produkt wird bei 60°C eine Stunde gerührt.

Anwendungsbeispiele

In eine übliche Lackbindemittellösung (48 Gew.-%ige Lösung eines üblichen Acryllackharzes) werden mit Hilfe üblicher Dispergatoren die in Tabelle 1, mittlere Spalte angegebenen Mengen verschiedener Pigmente unter Rühren eindispergiert.

Es ergaben sich die aus Tabelle 2 ersichtlichen Ladungszustände der einzelnen Pigmentdispersionen, sowie die Flockulationsstabilitäten von Mischungen je zweier Pigmentdispersionen. Danach wurden den wie oben hergestellten Pigmentdispersionen die in Tabelle 1, rechte Spalte, angegebenen Mengen der Additionsverbindung gemäß Beispiel 13 unter Rühren zugesetzt.

Es ergaben sich die aus Tabelle 3 ersichtlichen Ladungszustände der einzelnen Pigmentdispersionen, sowie die Flockulationsstabilitäten von Mischungen je zweier Pigmentdispersionen.

Aus den Tabellen ist ersichtlich, daß beim Mischen von unflockulierten Einezldispersionen flockulierte Mischungen auftreten, wenn die Einzeldispersionen keine Additionsverbindung enthalten und verschiedene Ladungszustände aufweisen.

Wenn dagegen die Einzeldispersionen durch Zusatz von Additionsverbindung auf einem positiven Ladungszustand eingestellt und dann vermischt werden, sind die entsprechenden Mischungen flockulationsstabil.

Die Mischungen der Pigmentdispersionen wurden durch Vermischen von jeweils gleichen Gewichtsteilen der Einzeldispersionen hergestellt.

In den Tabellen 1 bis 3 wurden die verwendeten Pigmente mit folgenden Ziffern bezeichnet:

Tabelle 1

Tabelle 2

Tabelle 3

Claims

1. Pigmenthaltiger Lack enthaltend Stabilisatoren zur Verhinderung der Ausflockung der Pigmente, dadurch gekennzeichnet, daß er als Stabilisatoren Additionsverbindungen oder deren Salze, die dadurch erhältlich sind, daß Polyisocyanate mit einer mittleren Funktionalität von 2.5 bis 6

a) mit Monohydroxyverbindungen der Formel I wobei Y die folgenden Bedeutungen hat:

i) aliphatische und/oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffgruppen mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen, deren Wasserstoffatome teilweise durch Halogene und/oder Arylreste ersetzt sein können,
ii) mindestens eine -O- und/oder -COO-Gruppe enthaltende aliphatische, cycloaliphatische und/oder aromatische Gruppen mit Molekulargewichten von 350 bis 8000, wobei die Wasserstoffatome teilweise durch Halogene ersetzt sein können,

in einer solchen Menge umgesetzt werden, daß 15 bis 50%, vorzugsweise 20 bis 40% und besonders bevorzugt 20 bis 35% der NCO-Gruppen umgesetzt sind,

b) das erhaltene Reaktionsprodukt mit Verbindungen der Formel II wobei E für -OH, -NH₂ und/oder -NHR (worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellt), und n für 2 oder 3 stehen, und G eine mindestens 2 Kohlenstoffatome enthaltende aliphatische, cycloaliphatische und/oder aromatische Gruppe mit Molekulargewichten von höchstens 3000 darstellt, die -O-, -COO-, -CONH-, -S- und/ oder -SO₂-Gruppen enthalten kann, in einer solchen Menge umgesetzt wird, daß weitere 15 bis 45%, vorzugsweise 20 bis 40% und besonders bevorzugt 20 bis 35% der NCO-Gruppen der ursprünglich eingesetzten Polyisocyanate umgesetzt sind, jedoch die Summe der NCO-Umsetzungsgrade der Umsetzungen a) und b) mindestens 40% und maximal 75%, vorzugsweise 45 bis 65% und besonders bevorzugt 45 bis 55% beträgt,

c) das erhaltene Reaktionsprodukt mit Verbindungen der allgemeinen Formel III worin Q für -OH, -NH₂, -NHR (worin R für eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht) oder -SH steht und Z eine aliphatische Gruppe mit 2 bis 10 C-Atomen mit mindestens einer tertiären Aminogruppe oder eine heterocyclische Gruppe mit mindestens einem basischen Ringstickstoffatom ist, das kein Wasserstoffatom enthält, wobei die heterocyclische Gruppe über eine Alkylengruppe mit bis zu 10 C-Atomen an die Gruppe Q gebunden sein kann, in einer solchen Menge umgesetzt wird, daß auf jede verbleibende in den Stufen a) und b) noch nicht umgesetzte Isocyanatgruppe mindestens ein Molekül der Verbindung Z-Q entfällt, in einer solchen Menge enthält, daß die im Lack enthaltenen Pigmentteilchen eine positive Ladung aufweisen.

2. Lack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lack mehrere verschiedene Pigmente enthält.

3. Verfahren zur Herstellung von einem Lack nach Anspruch 2 durch Vermischen der Lackbestandteile, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Lack und/oder einem oder mehreren der Lackbestandteile Additionsverbindungen gemäß Anspruch 1 in einer solchen Menge zusetzt, daß die im Lack enthaltenen Pigmentteilchen eine positive Ladung erthalten.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Lacke und/ oder Pigmentpasten, die jeweils ein Pigment und Additionsverbindungen in einer solchen Menge enthalten, daß die im Lack jeweils enthaltenen Pigmentteilchen eine positive Ladung aufweisen, miteinander vermischt.

5. Verwendung von einem Lack nach Ansprüchen 1-4 als Autoreparaturlack.