DE4103315C1 - Producing hard layer on wax objects - by building-up layers of nitrocellulose lacquer and mixt. of silane(s) and hydrolysable titanium-, zirconium- cpds. - Google Patents
Producing hard layer on wax objects - by building-up layers of nitrocellulose lacquer and mixt. of silane(s) and hydrolysable titanium-, zirconium- cpds.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hartbeschichtung von Gegenständen aus Wachs.The invention relates to a method for hard coating of objects made of wax.
Modelle, Formen, aber auch künstlerische Gegenstände, wie Zierkerzen und Skulpturen, aus Wachs sind gegenüber mechanischen Einwirkungen sehr empfimdlich und können durch solche ihre ästhetische Wirkung oder ihren Gebrauchswert einbüßen. Dieses Problem könnte durch eine Beschichtung mit harten Materialien gelöst werden. Die Anwendung von Hartlacken auf Polysiloxanbasis auf Gegenständen aus Wachs gelingt jedoch nicht, da die Wachse im Lack löslich sind und außerdem Einbrenntemperaturen von über 90°C erforderlich sind, bei denen die meisten Wachse schmelzen. Ein direktes Auftragen von herkömmlichen Hartbe schichtungen, wie sie beispielsweise in DE-A-34 07 087, DE- A-38 28 098 und US- 47 54 012 beschrieben sind, ist wegen der Löslichkeit von Wachsen in diesen Lacken ebenfalls nicht möglich.Models, shapes, but also artistic objects, such as Decorative candles and sculptures made of wax are opposite mechanical influences very sensitive and can by such as their aesthetic impact or their utility value lose. This could be caused by a coating with hard materials can be solved. The application of Polysiloxane-based hard coatings on wax objects does not work, however, because the waxes are soluble in the paint and also baking temperatures of over 90 ° C where most of the waxes melt. A direct application of conventional Hartbe layers such as those described in DE-A-34 07 087, DE- A-38 28 098 and US-47 54 012 are described the solubility of waxes in these varnishes as well not possible.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren bereitzustellen, das eine Hartbeschichtung von Gegenständen aus Wachs ermöglicht, ohne daß diese dabei durch Lösungsmittel oder durch zu hohe Temperaturen angegriffen werden.The object of the invention is therefore a method provide a hard coating of objects made of wax, without this through Solvent or attacked by too high temperatures will.
Diese Aufgabe kann überraschenderweise durch ein Verfahren zur Hartbeschichtung von Gegenständen aus Wachs gelöst werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß auf den Gegenstand aus WachsSurprisingly, this task can be accomplished by a method for hard coating of wax objects be characterized in that on the Wax item
- a) ein herkömmlicher Nitrocellulose-Lack, dessen Siedebereichsmaximum der flüchtigen Komponenten bei Atmosphärendruck nicht über 135°C liegt und der einen Feststoffgehalt von mindestens 10 Gew.-% aufweist, aufgebracht wird, worauf man bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis 5°C unterhalb des Schmelzpunktes des Wachses bis zur Durchtrocknung des Lackschicht trocknet; und anschließenda) a conventional nitrocellulose lacquer, the Maximum boiling range of the volatile components Atmospheric pressure is not above 135 ° C and one Has a solids content of at least 10% by weight, is applied, whereupon at a temperature of Room temperature to 5 ° C below the melting point of the wax until the paint layer has dried completely dries; and subsequently
- b) ein herkömmlicher Hartbeschichtungslack, der durch hydrolytische Polykondensation eines Gemischs aus einer oder mehreren hydrolysierbaren Titan-, Zirkon- oder Aluminiumverbindungen oder von Mischungen davon und einem oder mehreren organofunktionellen Silanen, die 1 bis 3 hydrolysierbare Gruppen aufweisen, erhalten wurde, aufgebracht wird, und im Anschluß der beschichtete Gegenstand bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis zu 5°C unterhalb des Schmelzpunktes des Wachses bis zur vollständigen Härtung der Hartbeschichtung getrocknet wird.b) a conventional hard coating lacquer, which by hydrolytic polycondensation of a mixture one or more hydrolyzable titanium, zirconium or aluminum compounds or mixtures thereof and one or more organofunctional silanes, which have 1 to 3 hydrolyzable groups, obtained is applied, and then the coated object at a Temperature from room temperature up to 5 ° C below the Melting point of the wax until fully hardened the hard coating is dried.
Als Gegenstände aus Wachs werden für die Zwecke der vorliegenden Erfindung solche Gegenstande bezeichnet, die entweder ganz aus Wachs geformt sind oder die eine Wachs- Ummantelung aufweisen. Solche Gegenstände aus Wachs sind beispielsweise Kerzen, reliefartig verzierte Kerzen, Wachsskulpturen, Wachsblumen und Modelle aus Wachs. Nicht eingeschlossen sind Gegenstände, deren Oberfläche lediglich mit einer dünnen Wachspolitur versehen ist.As objects made of wax for the purposes of present invention referred to such subjects that are either made entirely of wax or they are Have sheathing. Such objects are made of wax for example candles, candles decorated in relief, Wax sculptures, wax flowers and wax models. Not included are objects whose surface is merely is provided with a thin wax polish.
Zur Definition des Begriffes "Wachs" wird auf Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, Verlag Chemie GmbH, Weinheim, 4. Auflage, Band 24, Seite 3 verwiesen, wo sich auf den Seiten 1 bis 49 auch Beschreibungen der ver schiedenen natürlichen, halbsynthetischen und synthetischen Wachse finden. Für die oben genannten Gegenstände aus Wachs werden vorwiegend Bienenwachs (durchschnittlicher Schmelzpunkt 62-65°C), makrokristallines Paraffin (Paraffinwachs; Schmelzpunkt von ungefähr 48°C bis unge fähr 64°C), plastisches Mikrowachs (Schmelz- bzw. Erstar rungspunkt zwischen ungefähr 72 und ungefähr 75°C), Fischer-Tropsch-Wachse, Polyolefinwachse und deren Mischungen verwendet. Diese Wachse und Wachsgemische, aber auch andere zur plastischen Gestaltung geeigneten Wachse und Wachsgemische, sind für das erfindungsgemäße Hartbe schichtungsverfahren als Substrat verwendbar, da sie sich bei Raumtemperatur durch geringe Löslichkeit in solchen Nitrocellulose-Lacken, die hauptsächlich niedrig siedende und damit leicht verdunstende Lösungsmittel enthalten und einen Feststoffanteil von mehr als 10% aufweisen, auszeichnen.The definition of the term "wax" is based on Ullmanns Encyclopedia of technical chemistry, Verlag Chemie GmbH, Weinheim, 4th edition, volume 24, page 3, wherever on pages 1 to 49 also descriptions of the ver different natural, semi-synthetic and synthetic Find waxes. For the above wax items beeswax (average Melting point 62-65 ° C), macrocrystalline paraffin (Paraffin wax; melting point from approx. 48 ° C to approx at 64 ° C), plastic micro wax (melting or solidification between about 72 and about 75 ° C), Fischer-Tropsch waxes, polyolefin waxes and their Mixtures used. These waxes and wax mixtures, however also other waxes suitable for sculptural design and wax mixtures are for the Hartbe invention Layering process can be used as a substrate, since they are at room temperature due to low solubility in such Nitrocellulose varnishes, mainly low-boiling and therefore contain easily evaporating solvents and have a solids content of more than 10%, award.
Für die Grundierungsbeschichtung wird im erfindungsgemäßen Verfahren ein herkömmlicher Nitrocellulose-Lack verwendet. Wichtig ist, daß der Lack einen Feststoffgehalt von mehr als 10%, wobei 30% vorzugsweise nicht überschritten werden, bevorzugt ungefähr 15-18%, z. B. 16%, aufweist, und daß das Lösungsmittel bzw. das Lösungsmittelgemisch des Lackes leicht flüchtig ist, d. h. der Lack einen Siedebereich der flüchtigen Komponenten aufweist, dessen Maximum bei Atmosphärendruck nicht über 135°C liegt. Bevorzugt liegt das Maximum des Siedebereichs der flüchtigen Komponenten unter 125°C mit einem Hauptsiedebereich (d. h. dem Bereich, in dem die Hauptmenge der flüchtigen Komponenten destilliert werden kann) zwischen 85 und 115°C. Bevorzugt enthält der Nitrocellulose-Lack Lösungsmittelgemische, die vorwiegend niedrig siedende Ketone, z. B. Aceton, Methylethylketon, Diethylketon, enthalten.For the primer coating in the invention Process uses a conventional nitrocellulose varnish. It is important that the paint has a solids content of more than 10%, with 30% preferably not being exceeded, preferably about 15-18%, e.g. B. 16%, and that Solvent or the solvent mixture of the paint is volatile, d. H. the paint has a boiling range of volatile components, the maximum at Atmospheric pressure does not exceed 135 ° C. Preferably lies the maximum of the boiling range of the volatile components below 125 ° C with a main boiling range (i.e. the range in which the bulk of the volatile components can be distilled) between 85 and 115 ° C. Prefers the nitrocellulose lacquer contains solvent mixtures that predominantly low-boiling ketones, e.g. B. acetone, Methyl ethyl ketone, diethyl ketone included.
Weiter werden Nitrocellulose-Lacke besonders bevorzugt, die vorwiegend auf mittelviskoser Collodiumwolle basieren. Am meisten bevorzugt werden Möbellacke, die mittelviskose Collodiumwolle, einen Feststoffgehalt von ungefähr 15-18% und als überwiegende Lösungsmittelanteile niedrig siedende Ketone enthalten.Nitrocellulose lacquers are also particularly preferred mainly based on medium viscosity collodion wool. At the Most preferred are furniture varnishes, the medium viscosity Collodion wool, a solids content of approximately 15-18% and as predominant solvent components, low-boiling Ketones included.
Die aufgetragene Menge des Nitrocellulose-Lacks sollte bevorzugt ungefähr 10 bis 60 g/m2, mehr bevorzugt ungefähr 25 bis 35 g/m2, gemessen nach Trocknung, betragen. Zweckmäßigerweise werden in einem Sprühvorgang ungefähr 8-12 g/m2 aufgetragen. Dies bedeutet, daß bei einem Aufbringen von ungefähr 30 g/m2 zweckmäßigerweise drei auf einanderfolgende Sprühvorgänge durchgeführt werden. Zwischen den einzelnen Sprühvorgängen sollte eine Ablüftpause von ungefähr 3 bis 7 Minuten, bevorzugt von ungefähr 5 Minuten, eingelegt werden, wobei die Hauptmenge der flüchtigen Komponenten der erfindungsgemäß verwendeten Nitrocellulose-Lacke bei dieser bevorzugten Vorgehensweise bei Raumtemperatur innerhalb von 20 bis 25 Sekunden oder weniger verdunstet.The applied amount of the nitrocellulose lacquer should preferably be approximately 10 to 60 g / m 2 , more preferably approximately 25 to 35 g / m 2 , measured after drying. Approximately 8-12 g / m 2 are expediently applied in one spraying process. This means that with an application of approximately 30 g / m 2, three successive spray processes are expediently carried out. Between the individual spraying processes, a flash-off period of approximately 3 to 7 minutes, preferably of approximately 5 minutes, should be taken, the majority of the volatile components of the nitrocellulose lacquers used according to the invention evaporating within 20 to 25 seconds or less at room temperature in this preferred procedure .
Aufsprühen oder Aufspritzen hat sich als die zweckmäßigste Form der Auftragung des Nitrocellulose-Lacks erwiesen. Dieses kann als Airless-Spritzen, Preßluft-Spritzen oder elektrostatisches Spritzen durchgeführt werden. Bequemer weise wird es durch Aufsprühen aus einer unter Druck stehenden kommerziellen Sprühdose, die Nitrocellulose-Lack enthält, bewerkstelligt. Doch können gegebenenfalls auch andere Methoden, wie Tauchen, Fluten, Gießen, Schleudern oder Aufstreichen, zum Aufbringen des Nitrocellulose-Lackes angewandt werden.Spraying or spraying has proven to be the most convenient Form of application of the nitrocellulose lacquer proved. This can be used as airless spraying, compressed air spraying or electrostatic spraying can be carried out. More comfortable it becomes wise by spraying it on under pressure standing commercial spray can, the nitrocellulose paint contains, accomplished. But if necessary, too other methods, such as diving, flooding, pouring, spinning or spreading, to apply the nitrocellulose lacquer be applied.
Nach dem letzten Sprüh- oder Aufbringungsvorgang wird vor der weiteren Beschichtung bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis 5°C unterhalb des Schmelzpunktes des Wachses bis zur Durchtrocknung (Klebfrei-Trocknung) der Lackschicht getrocknet. Z. B. hat sich ein Trocknungszeitraum von 2 bis 2,5 Stunden bei Raumtemperatur als zweckmäßig erwiesen, wenn die Lösungsmittel des verwendeten Nitrocellulose-Lackes hauptsächlich aus niedrig siedenden Ketonen bestanden.After the last spraying or application process is before the further coating at a temperature of Room temperature to 5 ° C below the melting point of Wax until completely dry (non-stick drying) Lacquer layer dried. For example, one has Drying time from 2 to 2.5 hours at room temperature proven to be useful if the solvent of used nitrocellulose varnish mainly from low boiling ketones.
Der Nitrocellulose-Lack bewirkt, daß sich auf der Wachsoberfläche eine Schicht ausbildet, die für die unten beschriebenen Hartbeschichtungslacke undurchlässig ist.The nitrocellulose lacquer causes that on the Wax surface forms a layer for the bottom hard coating paints described is impermeable.
Die Hartbeschichtungslacke, die für die nun folgende Hartbeschichtung verwendet werden, sind im Stande der Technik wohlbekannt und werden z. B. in DE-A-34 07 087, DE- A-38 28 098 und US-A-47 54 012 beschrieben. Sie umfassen beispielsweise Lacke, die erhalten worden sind durch hydrolytische Vorkondensation vonThe hard coating varnishes for the now following Hard coating can be used Technology well known and z. B. in DE-A-34 07 087, DE- A-38 28 098 and US-A-47 54 012. They include for example paints that have been obtained by hydrolytic precondensation of
- a) mindestens einem organofunktionellen Silan der Formel R1 m(R2Y)nSiX1 (4-m-n) . in der R1 Alkyl oder Alkenyl bedeutet, R2 Alkylen oder Alkenylen darstellt, wobei diese Reste durch Sauerstoff-oder Schwefelatome oder -NH-Gruppen unterbrochen sein können, X1 Wasserstoff, Halogen, Hydroxy, Alkoxy, Acyloxy oder die Gruppe -NR′2 (R′ = Wasserstoff und/oder Alkyl) bedeutet, Y Halogen oder eine gegebenenfalls substituierte Amino-, Amid-, Aldehyd-, Alkylcarbonyl-, Carboxy-, Mercapto-, Cyano-, Alkoxy-, Alkoxycarbonyl-, Sulfonsäure-, Phosphorsäure-, Acryloxy-, Methacryloxy-, Epoxy- oder Vinylgruppe ist, m und n den Wert 0, 1, 2 oder 3 haben, wobei m+n den Wert 1, 2 oder 3 hat; und mindestens einer im Reaktionsmedium löslichen Titan oder Zirkonverbindung der Formel,MR3 4, in der M Titan oder Zirkon bedeutet und R Halogen, Hydroxy, Alkoxy, Acyloxy oder eimen Chelatliganden darstellt; und gegebenenfalls mindestens einen im Reaktionsmedium löslichen, schwerflüchtigen Oxid eines Elements der Hauptgruppen Ia bis Va oder der Nebengruppen IVb oder Vb des Periodensystems, mit Ausnahme von Titan und Zirkon, oder mindestens einer im Reaktionsmedium löslichen, unter den Reaktionsbedingungen ein schwerflüchtiges Oxid bildenden Verbindung eines dieser Elemente; odera) at least one organofunctional silane of the formula R 1 m (R 2 Y) n SiX 1 (4-mn). in which R 1 is alkyl or alkenyl, R 2 is alkylene or alkenylene, these radicals can be interrupted by oxygen or sulfur atoms or -NH groups, X 1 is hydrogen, halogen, hydroxy, alkoxy, acyloxy or the group -NR ' 2 (R '= hydrogen and / or alkyl) means Y halogen or an optionally substituted amino, amide, aldehyde, alkylcarbonyl, carboxy, mercapto, cyano, alkoxy, alkoxycarbonyl, sulfonic acid, phosphoric acid -, acryloxy, methacryloxy, epoxy or vinyl group, m and n have the value 0, 1, 2 or 3, where m + n has the value 1, 2 or 3; and at least one titanium or zirconium compound soluble in the reaction medium of the formula, MR 3 4 , in which M represents titanium or zirconium and R represents halogen, hydroxy, alkoxy, acyloxy or a chelate ligand; and optionally at least one non-volatile oxide soluble in the reaction medium of an element from main groups Ia to Va or sub-groups IVb or Vb of the periodic table, with the exception of titanium and zirconium, or at least one compound which is soluble in the reaction medium and forms a non-volatile oxide under the reaction conditions of one of these Elements; or
- b) mindestens einem organofunktionellen Silan der Formel Ro 4SiX2 (4-o), in der die Gruppen X2, die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff, Halogen, Alkoxy, Acyloxy, Alkylcarbonyl, Alkoxycarbonyl oder -NR2′′ (R′′ = H und/oder Alkyl) bedeuten und die Reste R4, die gleich oder verschieden sein können, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Arylalkyl, Alkylaryl, Arylalkenyl, Alkenylaryl, Arylalkinyl oder Alkinylaryl darstellen, wobei diese Reste durch O- oder S-Atome oder die Gruppe -NR′′- unterbrochen sein können und einen oder mehrere Substituenten aus der Gruppe der Halogene und der gegebenenfalls substituierten Amino-, Amid-, Aldehyd-, Keto-, Alkylcarbonyl-, Carboxy-, Mercapto-, Cyano-, Hydroxy-, Alkoxy-, Alkoxycarbonyl-, Sulfonsäure-, Phosphorsäure-, Acryloxy-, Methacryloxy-, Epoxy- oder Vinylgruppen tragen können und o den Wert 1, 2 oder 3 hat und/oder einem davon abgeleiteten Oligomeren, in einer Menge von 25 bis 95 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmolzahl der monomeren Ausgangskomponenten; und mindestens einer Aluminiumverbindung der Summenformel,AlR5 3, in welcher die Reste R5, die gleich oder verschieden sein können, Halogen, Alkyl, Alkoxy, Acyloxy oder Hydroxy bedeuten, wobei die soeben genannten Gruppen ganz oder teilweise durch Chelatliganden ersetzt sein können, und/oder einem davon abgeleiteten Oligomeren und/oder einem gegebenenfalls komplexierten Aluminiumsalz einer organischen Säure, in einer Menge von 5 bis 75 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmolzahl der monomeren Ausgangskomponenten; und gegebenenfalls einem oder mehreren im Reaktionsmedium löslichen, schwerflüchtigen Oxiden eines Elementes der Hauptgruppe Ia bis Va oder der Nebengruppe IIb, IIIb, Vb bis VIIIb des Periodensystems, mit Ausnahme von Al, und/oder einer oder mehrerer im Reaktionsmedium löslichen, unter den Reaktionsbedingungen ein schwerflüchtiges Oxid bildenden Verbindungen eines dieser Elemente, in einer Menge von 0 bis 70 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmolzahl der monomeren Ausgangskomponenten.b) at least one organofunctional silane of the formula R o 4 SiX 2 (4-o), in which the groups X 2 , which can be the same or different, are hydrogen, halogen, alkoxy, acyloxy, alkylcarbonyl, alkoxycarbonyl or -NR 2 '' (R '' = H and / or alkyl) and the radicals R 4 , which may be the same or different, represent alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl, arylalkyl, alkylaryl, arylalkenyl, alkenylaryl, arylalkynyl or alkynylaryl, these radicals being represented by O or S atoms or the group -NR '' - can be interrupted and one or more substituents from the group of halogens and the optionally substituted amino, amide, aldehyde, keto, alkylcarbonyl, carboxy, mercapto -, Cyano, hydroxy, alkoxy, alkoxycarbonyl, sulfonic acid, phosphoric acid, acryloxy, methacryloxy, epoxy or vinyl groups and o has the value 1, 2 or 3 and / or an oligomer derived therefrom, in an amount of 25 to 95 mol%, based on the total number of moles the monomeric starting components; and at least one aluminum compound of the empirical formula, AlR 5 3 , in which the radicals R 5 , which may be the same or different, represent halogen, alkyl, alkoxy, acyloxy or hydroxyl, it being possible for the groups just mentioned to be replaced in whole or in part by chelate ligands, and / or an oligomer derived therefrom and / or an optionally complexed aluminum salt of an organic acid, in an amount of 5 to 75 mol%, based on the total mole number of the monomeric starting components; and optionally one or more nonvolatile oxides, soluble in the reaction medium, of an element of main group Ia to Va or subgroup IIb, IIIb, Vb to VIIIb of the periodic table, with the exception of Al, and / or one or more soluble in the reaction medium, under the reaction conditions difficultly volatile oxide-forming compounds of one of these elements, in an amount of 0 to 70 mol%, based on the total number of moles of the monomeric starting components.
Weitere Definitionen und Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Hartbeschichtungslacke finden sich in US 47 54 012.Further definitions and examples for the invention Usable hard coating paints can be found in US 47 54 012.
Die Bedingungen für die hydrolytische Vorkondensation sind im zitierten Stand der Technik genau beschrieben. Die Ausgangskomponenten, die im gewünschten Mischungsverhältnis vollständig vorgelegt werden oder aber anfänglich nur zum Teil anwesend sind, werden mit einer geringeren als der zur vollständigen Hydrolyse aller eingesetzten hydrolysierbaren Gruppen stöchiometrisch erforderlichen Wassermenge vorkondensiert. Dies kann z. B. auch durch Eintragen der Wassermenge in das Reaktionsgemisch mit Hilfe von Feuchtigkeits-beladenen Adsorbentien, z. B. Kieselgel oder Molekularsieben, mit wasserhaltigen organischen Lösungsmitteln, Salzhydraten oder wasserbildenden chemischen Systemen (z. B. einem System Alkohol/Säure, das bei Esterbildung langsam Wasser freisetzt) geschehen. Vor zugsweise erfolgt die Vorkondensation in Gegenwart eines Kondensationskatalysators, z. B. organischen oder anorganischen Säuren sowie organischen oder anorganischen Basen. Gegebenenfalls kann ein mit Wasser zumindest teilweise mischbares organisches Lösungsmittel verwendet werden, wie z. B. ein Alkohol, wie Ethanol, Propanol, Isopropanol oder Butanol, Glykole oder Glykolether. Falls die Ausgangsverbindungen nicht vollständig vorgelegt werden, wird der verbleibende Rest im Lauf des Verfahrens auf einmal, in mehreren Portionen oder unter kontinuierlicher Zugabe der Reaktionsmischung zugefügt. Lösungsmittel, die während der Kondensation gebildet werden, z. B. Alkohole, und eventuell eingesetzte Lösungsmittel werden vorzugsweise nicht abgedampft, sondern das Reaktionsgemisch wird als solches zur Weiterkondensation eingesetzt. Die Vorkondensation wird vorzugsweise bei 0 bis 30°C durchgeführt.The conditions for the hydrolytic precondensation are described in detail in the cited prior art. The Starting components in the desired mixing ratio be presented in full or initially only for Part are present with a lower than that complete hydrolysis of all hydrolyzable used Groups stoichiometrically required amount of water precondensed. This can e.g. B. also by entering the Amount of water in the reaction mixture using Moisture-laden adsorbents, e.g. B. silica gel or Molecular sieves, with water-containing organic Solvents, salt hydrates or water-forming chemical systems (e.g. an alcohol / acid system that slowly releases water when ester is formed) happen. Before the precondensation is preferably carried out in the presence of a Condensation catalyst, e.g. B. organic or inorganic acids as well as organic or inorganic Bases. If necessary, at least with water partially miscible organic solvent used be such. B. an alcohol such as ethanol, propanol, Isopropanol or butanol, glycols or glycol ether. If the starting compounds are not completely presented the rest will be in the process all at once, in several portions or under added continuously to the reaction mixture. Solvents formed during the condensation be, e.g. B. alcohols, and possibly used Solvents are preferably not evaporated, but rather the reaction mixture becomes as such Further condensation used. The precondensation will preferably carried out at 0 to 30 ° C.
Ein besonders bevorzugtes Hartlack-Vorkondensat verwendet als Ausgangsmaterialien 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan, Tetramethoxysilan und Tetraethylorthotitanat. (Im folgenden als "Titanat-Basis lack" bezeichnet). Seine Herstellung wird im Beispiel be schrieben. Dieses Vorkondensat ist ca. 3 Monate lagerfähig.A particularly preferred hard lacquer precondensate is used as raw materials 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane and Tetraethyl orthotitanate. (Hereinafter referred to as "titanate base lacquer "). Its production is shown in the example be wrote. This pre-condensate can be stored for approx. 3 months.
Vor dem Auftragen des Lacks wird nun zum Zweck der hydrolytischen Weiterkondensation das für die Hydrolyse der noch verbliebenen hydrolysierbaren Gruppen benötigte Wasser oder ein Wasserüberschuß zugesetzt. Dabei können auch übliche Additive hinzugefügt werden, z. B. organische Verdünnungsmittel, Verlaufmittel, Farbstoffe oder Pigmente, UV-Stabilisatoren und dgl. Als Verdünnungsmittel eignen sich die oben erwähnten Lösungsmittel besonders.Before applying the paint is now for the purpose of hydrolytic further condensation for the hydrolysis of remaining hydrolyzable groups required water or added excess water. You can do that too usual additives are added, e.g. B. organic Diluents, leveling agents, dyes or pigments, UV stabilizers and the like. Suitable as diluents the solvents mentioned above.
Für die anschließende Beschichtung werden übliche Beschichtungsverfahren angewandt, z. B. Tauchen, Fluten, Gießen, Schleudern, Spritzen oder Aufstreichen. Die Beschichtung der mit Nitrocellulose-Lack vorbeschichteten Wachse erfolgt erfindungsgemäß so, daß sich ungefähr 3 bis 50 g/m2, vorzugsweise ungefähr 8 bis 15 g/m2 (entsprechend 8 bis 15 µm Schichtdicke) Lack nach Trocknung auf der Wachsoberfläche befinden.For the subsequent coating, conventional coating methods are used, e.g. B. diving, flooding, pouring, spinning, spraying or painting. According to the invention, the waxes which have been precoated with nitrocellulose lacquer are coated in such a way that about 3 to 50 g / m 2 , preferably about 8 to 15 g / m 2 (corresponding to 8 to 15 μm layer thickness) of lacquer are on the wax surface after drying.
Die Weiterbehandlung und das Auftragen des oben erwähnten, besonders bevorzugten Vorkondensats "Titanat-Basislack" werden im Beispiel detailliert beschrieben.The further treatment and application of the above mentioned particularly preferred pre-condensate "Titanate basecoat" are described in detail in the example.
Zur Härtung wird der Hartbeschichtungslack vorzugsweise bei einer Temperatur von 5-10°C unterhalb des Schmelzpunkts getrocknet. Die Verwendung eines Umlufttrockenschrankes hat sich dabei als zweckmäßig erwiesen. Aber auch ein Aushärten bei Raumtemperatur ist möglich. Der oben erwähnte "Titanat- Basislack" wird nach Auftragen z. B. bei einer Trock nungstemperatur von 50°C 3 Stunden in einem Umlufttrockenschrank getrocknet. Bei Raumtemperatur beträgt die Aushärtungszeit dieses Lacks 3 Tage. Die Aushärtungszeiten anderer Lacke sind dem Fachmann bekannt oder leicht feststellbar.The hard coating lacquer is preferably used for curing a temperature of 5-10 ° C below the melting point dried. The use of a forced air drying cabinet proved to be useful. But also curing at room temperature is possible. The "titanate" Basecoat "is applied after application, for example in a dry temperature of 50 ° C for 3 hours in one Circulating air drying cabinet dried. At room temperature the curing time of this paint is 3 days. The Curing times of other paints are known to the person skilled in the art or easily ascertainable.
Die so erhaltenen Wachsgegenstände sind mechanisch sehr stabil und werden auch durch spitze Gegenstände nicht beeinträchtigt.The wax objects obtained in this way are very mechanical stable and are not made even by pointed objects impaired.
Kerzen aus reinem Stearin werden jeweils dreifach mit einer Ablüftpause von 5 Minuten gleichmäßig mit einem Nitrocellulose-Lack zur Möbellackierung (SPRAYMAT-CLOU(R); Trocknungszeit unter 20 Sekunden, Festkörpergehalt 16%, hauptsächlich auf mittelviskoser Collodiumwolle basierend) beschichtet. Die aufgetragene Menge an Nitrocellulose-Lack liegt nach Trocknung zwischen 25 und 35 g/m2. Vor der weiteren Beschichtung werden die Kerzen mindestens 21/2 Stunden bei Raumtemperatur (ungefähr 21°C) getrocknet.Candles made of pure stearin are each triple coated with a 5 minute flash-off time with a nitrocellulose varnish for furniture lacquering (SPRAYMAT-CLOU (R) ; drying time under 20 seconds, solids content 16%, mainly based on medium-viscosity collodion wool). The amount of nitrocellulose lacquer applied after drying is between 25 and 35 g / m 2 . Before further coating the candles (approximately 21 ° C) dry for at least 2 1/2 hours at room temperature.
0,5 Mol 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan und 0,3=Mol Tetramethoxysilan werden bei 20±5°C in einem Rührgefäß gemischt. Dann werden innerhalb von 30 bis 60 Minuten unter ständigem intensivem Rühren 0,2 Mol Tetraethylorthotitanat so hinzugefügt, daß sich das Gemisch nicht trübt. Zu dieser Mischung wird der 16. Teil der zur vollständigen Hydrolyse theoretisch notwendigen Wassermenge (4 Mol Wasser pro Mol Ausgangsverbindungsgemisch), also 0,25 Mol Wasser, und Katalysator in Form von mit 0,1 N Salzsäure beladenen Trockenperlen gegeben. Anschließend rührt man 2 Stunden intensiv. Dann werden die Trockenperlen durch Dekantieren oder Grobfiltration entfernt und verworfen.0.5 mol of 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane and 0.3 = mol Tetramethoxysilane are at 20 ± 5 ° C in a stirred vessel mixed. Then be under within 30 to 60 minutes constant intensive stirring 0.2 mol of tetraethyl orthotitanate added so that the mixture does not become cloudy. To this Mixture becomes the 16th part of the complete hydrolysis theoretically necessary amount of water (4 moles of water per mole Starting compound mixture), ie 0.25 mol of water, and Catalyst in the form of loaded with 0.1 N hydrochloric acid Given dry pearls. Then stir for 2 hours intensive. Then the dry pearls by decanting or coarse filtration removed and discarded.
Nun gibt man unter Rühren und Kühlen, so daß die Reaktions temperatur unter 30°C bleibt, weiter 0,5 Mol (der 8. Teil der zur vollständigen Hydrolyse notwendigen Menge) Wasser hinzu, und zwar zunächst 5% der Menge in Form von 0,1 N Salzsäure, dann 95% der Menge als demineralisiertes Wasser. Nach Abklingen der exothermen Reaktion (2 Stunden) wird das Vorkondensat durch eine Filtermembran aus regenerierter Cellulose mit Porenweite 1 µm filtriert.Now there is stirring and cooling, so that the reaction temperature remains below 30 ° C, further 0.5 mol (the 8th part the amount necessary for complete hydrolysis) water added, initially 5% of the amount in the form of 0.1 N. Hydrochloric acid, then 95% of the amount as demineralized water. After the exothermic reaction has subsided (2 hours) Pre-condensate through a filter membrane made from regenerated Filtered cellulose with a pore size of 1 µm.
Dieses Vorkondensat ist ca. 3 Monate lagerfähig und wird im folgenden als "Titanat-Basislack" bezeichnet.This pre-condensate can be stored for approx. 3 months and is used in hereinafter referred to as "titanate basecoat".
In einem Rührgefäß werden zu 100 g des obigen Vorkondensats ("Titanat-Basislack") 32 g demineralisiertes Wasser (entsprechend der Menge, die zur vollständigen Hydrolyse notwendig ist), langsam hinzugefügt. Die Reaktionstemperatur wird dabei durch Kühlen und Kontrolle der Wasserzugabegeschwindigkeit unter 27°C, bevorzugt bei 20 bis 25°C, gehalten. Nach der Wasserzugabe wird das Hydrolysat noch 2 Stunden gerührt und dann mit 50 g n- Butanol und 0,2 g Verlaufmittel (BYK(R)-301: Polyether modifiziertes Dimethylpolysiloxan-Copolymer als 50%-ige Lösung in Butylglykol) vermischt. Die kinematische Viskosität des Hartbeschichtungslacks liegt so zwischen 8,5 und 9,6 mm2/s.32 g of demineralized water (corresponding to the amount necessary for complete hydrolysis) are slowly added to 100 g of the above precondensate (“titanate basecoat”) in a stirred vessel. The reaction temperature is kept below 27 ° C., preferably at 20 to 25 ° C., by cooling and controlling the rate of water addition. After the addition of water, the hydrolyzate is stirred for a further 2 hours and then mixed with 50 g of n-butanol and 0.2 g of leveling agent (BYK (R) -301: polyether-modified dimethylpolysiloxane copolymer as a 50% solution in butylglycol). The kinematic viscosity of the hard coating lacquer is between 8.5 and 9.6 mm 2 / s.
Dann werden die mit Nitrocellulose-Lack grundierten Kerzen aus 15 cm Entfernung mit Hilfe einer Druckluftspritzpistole (Spritzluftdruck liegt bei ungefähr 200 kPa) einmal allseitig und gleichzeitig mit dem so zubereiteten Hartbeschichtungslack besprüht. Es wird soviel aufgetragen, daß der Lack gerade nicht verläuft. Alternativ wird der Hartbeschichtungslack durch Tauchen aufgebracht.Then the candles primed with nitrocellulose varnish from a distance of 15 cm using a compressed air spray gun (Spray air pressure is approximately 200 kPa) once on all sides and at the same time with the prepared one Sprayed hard coating paint. So much is applied that the paint is not running. Alternatively, the Hard coating lacquer applied by dipping.
Nach der Beschichtung werden die Kerzen ca. 3 Stunden bei 50°C im Umlufttrockenschrank getrocknet. Die aufgetragene Lackmenge liegt bei 8 bis 15 g/m2 (entsprechend 8 bis 15 µm Schichtdicke).After coating, the candles are dried in a forced-air drying cabinet at 50 ° C for about 3 hours. The amount of lacquer applied is 8 to 15 g / m 2 (corresponding to 8 to 15 µm layer thickness).
Claims (13)
- a) ein herkömmlicher Nitrocellulose-Lack, dessen Siedebereichsmaximum der flüchtigen Komponenten bei Atmosphärendruck nicht über 135°C liegt und der einen Feststoffgehalt von mindestens 10 Gew.-% aufweist, aufgebracht wird, worauf man bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis 5°C unterhalb des Schmelzpunktes des Wachses bis zur Durchtrocknung der Lackschicht trocknet; und anschließend,
- b) ein herkömmlicher Hartbeschichtungslack, der durch hydrolytische Polykondensation eines Gemischs aus einer oder mehreren hydrolysierbaren Titan-, Zirkon- oder Aluminiumverbindungen oder von Mischungen davon und einem oder mehreren organofunktionellen Silanen, die 1 bis 3 hydrolysierbare Gruppen aufweisen, erhalten wurde, aufgebracht wird, und im Anschluß der beschichtete Gegenstand bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis zu 5°C unterhalb des Schmelzpunktes des Wachses bis zur vollständigen Härtung der Hartbeschichtung getrocknet wird.
- a) a conventional nitrocellulose paint, the boiling range maximum of the volatile components at atmospheric pressure is not above 135 ° C and which has a solids content of at least 10 wt .-%, is applied, whereupon at a temperature from room temperature to 5 ° C below the Melting point of the wax dries until the lacquer layer dries completely; and subsequently,
- b) a conventional hard coating lacquer obtained by hydrolytic polycondensation of a mixture of one or more hydrolyzable titanium, zirconium or aluminum compounds or of mixtures thereof and one or more organofunctional silanes which have 1 to 3 hydrolyzable groups, and then the coated article is dried at a temperature from room temperature to 5 ° C. below the melting point of the wax until the hard coating has completely hardened.
30 Mol-Teilen Tetramethoxysilan; und
20 Mol-Teilen Tetraethylorthotitanat;
mit 75 Mol-Teilen Wasser in Gegenwart von HCl und weitere Hydrolyse des Vorkondensats mit 32 Gew.- Teilen Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht des Vorkondensats, und Zugabe von einem geeigneten organischen Verdünnungsmittel und einem Verlaufmittel.50 mole parts of 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane;
30 mole parts of tetramethoxysilane; and
20 mole parts of tetraethyl orthotitanate;
with 75 mol parts of water in the presence of HCl and further hydrolysis of the precondensate with 32 parts by weight of water, based on the total weight of the precondensate, and addition of a suitable organic diluent and a leveling agent.
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| DE4103315A DE4103315C1 (en) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | Producing hard layer on wax objects - by building-up layers of nitrocellulose lacquer and mixt. of silane(s) and hydrolysable titanium-, zirconium- cpds. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4103315A DE4103315C1 (en) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | Producing hard layer on wax objects - by building-up layers of nitrocellulose lacquer and mixt. of silane(s) and hydrolysable titanium-, zirconium- cpds. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4103315C1 true DE4103315C1 (en) | 1992-02-27 |
Family
ID=6424350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE4103315A Expired - Lifetime DE4103315C1 (en) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | Producing hard layer on wax objects - by building-up layers of nitrocellulose lacquer and mixt. of silane(s) and hydrolysable titanium-, zirconium- cpds. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4103315C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3407087A1 (en) * | 1984-02-27 | 1985-09-05 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München | METHOD AND LACQUER FOR PRODUCING SCRATCH-RESISTANT COATINGS |
| US4754012A (en) * | 1986-10-03 | 1988-06-28 | Ppg Industries, Inc. | Multi-component sol-gel protective coating composition |
| DE3828098A1 (en) * | 1988-08-18 | 1990-03-08 | Fraunhofer Ges Forschung | METHOD AND COMPOSITION FOR THE PRODUCTION OF SCRATCH-RESISTANT MATERIALS |
-
1991
- 1991-02-04 DE DE4103315A patent/DE4103315C1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3407087A1 (en) * | 1984-02-27 | 1985-09-05 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München | METHOD AND LACQUER FOR PRODUCING SCRATCH-RESISTANT COATINGS |
| US4754012A (en) * | 1986-10-03 | 1988-06-28 | Ppg Industries, Inc. | Multi-component sol-gel protective coating composition |
| DE3828098A1 (en) * | 1988-08-18 | 1990-03-08 | Fraunhofer Ges Forschung | METHOD AND COMPOSITION FOR THE PRODUCTION OF SCRATCH-RESISTANT MATERIALS |
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