CZ292012B6 - Způsob výroby vodných disperzí - Google Patents

Abstract

Zp sob v²roby vodn²ch disperz , zasychaj c ch za teploty m stnosti do formy pr Üku, kter maj st°edn velikost disperzn ch stic 0,1 a 10 .mi.m a kter tvo° p°i p soben tepla film a zes uj , spo v v tom, e se sm s p° padn hydrofiln modifikovan polyolov slo ka s teplotou skeln ho p°echodu Tg > 30 .degree.C, p° padn hydrofilizovan (cyklo)alifatick polyizokyan tov slo ka obsahuj c izokyanur tov skupiny s blokovan²mi izokyan tov²mi skupinami, voda a pop° pad extern emulg tory, a m sen se prov d pomoc disperga n ho za° zen obsahuj c ho homogeniza n expanzn trysky.\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby vodných disperzí, které obsahují kombinaci polyolů vykazujících hydroxylové skupiny s blokovanými polyizokyanátovými zesíťujícími prostředky, které zaschnou ve formě prášku na površích, na nichž se mají vytvořit povlaky a po vypálení poskytují laky s vysokou odolností proti vodě a rozpouštědlům, obzvláště na kovových substrátech.

Dosavadní stav techniky

Vodné polyurethanové disperze jsou známé (srovnej příkladně Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, 4. vydání, Svazek E 20, strana 1659 (1987)). Pro vyšší požadavky na kvalitu, které příkladně existují pro lakování automobilů, vykazují ale nereaktivní polyurethany různé slabiny. Podstatným důvodem je chybějící zesítění mezi makromolekulami tvořícími film, které se projevuje v oslabení odolnosti proti vodě a rozpouštědlům a nevyhovujícími mechanickými vlastnostmi. Lepší vlastnosti nabízejí nové systémy pro vytváření povlaků s dodatečným zesítěním, které se příkladně mohou získat kombinací pryskyřic, reaktivních s izokyanáty s blokovanými zesíťujícími prostředky pro izokyanáty (srovnej J. W. Rosthauser,

K. Nadchtkamp v Advances in Urethane Science and Technology, K. C. Frisch a D. Klempner, Editors, vol. 10, strana 121-162 (1987)).

Jako pryskyřice se používají polyurethanové, polyepoxidové, polyesterové nebo polyakrylátové pryskyřice případně disperze, které jsou zesíťovatelné přes hydroxylové skupiny. Zesíťujícími prostředky jsou blokované polyizokyanáty, které se případně hybrofilně modifikují. Takové systémy jsou příkladně známy zDE-OS 4 214 527, EP-A 581 211, EP-A 427 028, SU 4 543 144, DE-OS 3 345 448 a DE-OS 2 829 648.

Systémy přicházející v úvahu pro použití v lékařství a vytváření povlaků mají vlastnost, že již při teplotě místnosti vykazují dobré vlastnosti při tvorbě filmu. Chybí—li vlastnosti, vnikají filmy s celkově horšími vlastnostmi. Zde je třeba uvést zejména horší rozliv laku a nižší lesk. Částečně se tvorba filmu podporuje přídavkem rozpouštědel.

Aplikace práškových laků z vodné fáze se popisuje příkladně v EP-A 652 264. Nevýhodné je, že při výrobě navazuje na extruzi pojivá mlecí proces, který je velmi nákladný a spojený s vysokými výdaji. Kromě toho proces mletí limitují hranici jemnozmnosti prášku.

Podstata vynálezu

Jak bylo nyní objeveno, podařilo se získat hospodárným způsobem hodnotné, bezrozpouštědlové, jako prášek schnoucí, teplem tvrditelné lakové disperze kombinací vybraných pryskyřic, reaktivních s izokyanáty s blokovanými polyizokyanátovými zesíťujícími prostředky. Takto získané produkty představují hodnotné prostředky pro vytváření povlaků, které je možné zpracovávat jako jednosložkové a umožňují výrobu povlaků s obzvláště výhodnými vlastnostmi povrchu. Je třeba zdůraznit, že se získají dobře roztékatelné, vysoce lesklé lakové filmy s velmi dobrou odolností proti vodě a rozpouštědlům.

Výhodné je dále, že ačkoliv se jedná o práškově schnoucí pojivá, mohou se laky vyrobené podle vynálezu zpracovávat na stávajících mokrých lakovacích zařízeních. Získají se tenčí vrstvy než při obvyklém práškovém lakování a čisticí procesy jsou ve srovnání s práškovým lakováním jednodušší při vystříkání přístrojů a kabin. Také ve srovnání s lakováním pomocí laků obsahují-1 10 t 15

CL 292012 B6 cích rozpouštědla jsou náklady na čištění nižší, protože nedochází ke tvorbě filmu při teplotě místnosti, případně ve srovnání s laky K-2 k žádnému zesítění. Obvyklé známé vodou ředitelné lakové systémy, které vytvářejí filmy již při teplotě místnosti, mají často jen velmi úzký aplikační rozsah (rozsah teplot a relativní vlhkosti vzduchu při použití) a vykazují zřetelný sklon ke tvorbě puchýřů (bublinek). To je u práškově schnoucích pojiv zřetelně příznivější. Vlastnosti povrchů jsou méně závislé na klimatických podmínkách během aplikace (teplota, relativní vlhkost vzduchu). Dále se může dosáhnout větších tlouštěk vrstvy bez tvorby bublinek odpařením vody.

Předmětem předloženého vynálezu je způsob výroby vodných disperzí, zasychajících za teploty místnosti do formy prášku, které mají střední velikost disperzních částic 0,1 až 10 pm, s výhodou 0,1 až 5 pm, obzvláště 0,1 až 3 pm a obzvláště výhodně 0,1 až 0,6 pm, které tvoří při působení tepla film a zesíťují, přičemž disperze se vyrobí smísením

A) případně hydrofilně modifikované polyolové složky s teplotou skelného přechodu Tg > 30 °C,

B) případně hydrofilizované (cyklo)alifatické polyizokyanátové složky obsahující izokyanurátové skupiny s blokovanými izokyanátovými skupinami

C) vody a

D) popřípadě externích emulgátorů, a míšení se provádí pomocí dispergačního zařízení obsahujícího homogenizační expanzní trysky.

Pro výrobu disperzí podle vynálezu, které zasychají jako prášek dispergačním procesem se použijí dispergační zařízení s vysokým dispergačním výkonem, vztaženým na objem, jako příkladě homogenizační expanzní trysky. Tyto trysky vykazují hydraulický průměr 0,1 - 0,8 mm a dimenzují se tak že se ve fázi dispergace dosahuje hustot energie 10³ - 10⁸ Joule/m³.

Dispergační zařízení jsou příkladně známá z přípravy emulzí: P. Bache: Encyklopedia of Emulsion Technology, Vol. 1, New York, Basel, Dacker 1983; dosud se ale nepoužily k výrobě vodných disperzí vysychajících ve formě prášků.

Dispergační zařízení se volí podle velikosti výkonu, vztaženého na objem. K výrobě jednozmných disperzí (asi 1 pm průměru částic) jsou nutná dispergační zařízení s vysokým výkonem vztaženým na objem, příkladně vysokotlaké homogenizátory. Se stroji rotor/stator tak jemnozmné emulze již lze připravit. V případě paprskového dispergátoru popsaného v EP-A 0 101 007 se jedná o specielní expanzní trysku, která má podstatně vyšší stupeň účinnosti než vysokotlaké homogenizátory. Již při homogenizačním tlaku 5 MPa se s paprskovým dispergátorem dosáhne takového rozdělení částic, ke kterému je ve vysokotlakém homogenizátoru potřeba 20 MPa.

S paprskovým dispergátorem jako dispergačním zařízením je možné vyrábět obzvláště výhodně jemnozmné disperze, a to jak kontinuálně, tak i diskontinuálně.

Podle vynálezu se mohou vodné disperze převést změnou fází z emulze typu voda v oleji na emulzi typu olej ve vodě.

Jako příklad lze uvést 2 způsoby vedení procesu:

a) přímá dispergace, kontinuální (viz obrázek 1):

Tryskáním organické fáze do vody se připraví předemulze olej ve vodě, která se následně homogenizuje v expanzní trysce 2.

-2CZ 292012 B6

b) Proces obrácení fází, diskontinuální (viz obrázek 2):

Roztok polymeru 1 se předloží do oběhového zásobníku 2 a přes tlakovací čerpadlo 3 a paprskový dispergátor 7 se čerpá do oběhu 8. Zároveň se ve zásobníku 5 čerpadlem 6 v předem daném směšovacím poměru dávkuje do obíhajícího proudu voda nebo roztok emulgátoru 4 a jemnozmně se homogenizuje.

Nejprve vzniká jemnozmná emulze voda v oleji (viz obrázek 3), která se potom při určité koncentraci vody v olejové fázi invertuje na emulzi olej ve vodě (viz obrázek 4) za zachování plochy fázového rozhraní. Když se dosáhne převrácení fází, může se výroba emulze přerušit nebo se může dále zředit vodou na koncentraci podle předpisu.

Vodné práškové prostředky pro vytváření povlaků, vyráběné způsobem podle vynálezu se mohou používat k vypalovacímu lakování na libovolných, tepelně odolných substrátech, příkladně jako nepigmentovaný čirý lak, nebo jako pigmentovaný lak k výrobě jednovrstvých nebo vícevrstvých nátěrů, příkladně v odvětví motorových vozidel.

V případě pojivové složky A) se jedná o polyhydroxylové sloučeniny rozpustné nebo dispergovatelné ve vodě, které jsou známé z chemie polyurethanových laků, za předpokladu, že polyhydroxylové sloučeniny vykazují obsah hydrofilních seskupení, obzvláště polyetherových řetězců a/nebo karboxylátových skupin vykazujících ethylenoxidové jednotky, který je dostatečný k jejich rozpustnosti případně dispergovatelnosti ve vodě. Možné je také použití polyhydroxylových sloučenin, které samy o sobě nejsou hydrofilní nebo nejsou dostatečně hydrofilní, ve směsi s externími emulgátory. Rovněž je možné kombinovat nehydrofilní nebo nedostatečně hydrofilní polyol (A) shydrofilně modifikovaným zesíťujícím prostředkem B) a případně externím emulgátorem.

Jako složka A) přicházejí v úvahu polyhydroxypolyestery, polyhydroxypolykarbonáty, polyhydroxyurethany nebo polymery vykazující hydroxylové skupiny, to znamená známé polyhydroxypolyakryláty nebo směsi jmenovaných polyhydroxylových sloučenin. Samozřejmě se mohou použít také směsi výše jmenovaných polyhydroxylových sloučenin nebo polyhydroxylových sloučenin, které obsahují urethanové a/nebo polymerní a/nebo polyakrylátové a/nebo polyesterové a/nebo polykarbonátové struktury.

Použité polyhydroxylové sloučeniny A) vykazují hydroxylové číslo 30 až 200, s výhodou 40 až 150 mg KOH/g a mají molekulovou hmotnost (hmotnostní průměr, standard polystyren), stanovitelnou gelovou permeační chromatografií (GPC) 500 až 100 000, s výhodou 1000 až 50 000, obzvláště 2000 až 25 000 a teplotu skelného přechodu stanovitelnou diferenční termoanalyzou (DTA) Tg 30-100 °C.

Příklady vhodných polyesterpolyolů jsou obzvláště z chemie polyurethanů známé reakční produkty vícesytných alkoholů s polykarboxylovými kyselinami případně anhydridy polykarboxylových kyselin, obzvláště dikarboxylových kyselin případně anhydridů dikarboxylových kyselin.

Požadované hydrofilní modifikace těchto polyesterů se provádí známými metodami (příkladně EP-A 0 157 291, EP-A 0 427 028). Polymery obsahující hydroxylové skupiny, rozpustné nebo dispergovatelné ve vodě, popsané v DE-OS 3 829 587 jsou podle vynálezu rovněž vhodné jako složka A).

Jako polykarbonátpolyoly se použijí polykarbonáty známé z polyurethanové chemie, které jsou přístupné reakcí příkladně výše jmenovaných diolů s diarylkarbanáty nebo fosgenem.

-3CZ 292012 B6

V případě polyhydroxypolyakrylátů se jedná o známé směsné polymery jednoduchých esterů kyseliny akrylové a případně za přídavku styrenu, přičemž se zároveň k zavedení hydroxylových skupin použití hydroxyalkylesteiy jako příkladně 2-hydroxyethyl-, 2-hydroxypropyl-, 2-, 3- nebo 4-hydroxybutylestery těchto kyselin. K hydrofilizaci těchto polyhydroxypolyakrylátů se mohou při výrobě zároveň polymerovat olefinicky nenasycené karboxylové kyseliny, případně podíly kyseliny akrylové. Po ukončení reakci se provádí nejméně částečně neutralizace vestavených karboxylových skupin vhodným neutralizačním prostředkem. Vhodnými neutralizačními prostředky jsou alkalické hydroxidy nebo hydroxidy kovů alkalických zemin, s výhodou ale terciární aminy jako triethylamin, triethanolamin nebo N,N-dimethylethanolamin.

Obecně se existující karboxylové skupiny neutralizují nejméně z 50 %, přičemž se případně může použít také přebytek neutralizačního prostředku. Složka A) vykazuje obecně obsah karboxylových skupin 0,1 až 120, s výhodou 1 až 80 miliekvivalentů na 100 g pevné látky.

Výroba polyolové složky A) se může provádět za vzniku pevné pryskyřice nebo roztoku. Pokud 15 se výroba provádí v roztoku, pak se použijí rozpouštědla, která se následně mohou odstranit destilací.

V případě složky B) se jedná o polyizokyanáty, které jsou případně modifikovány alofanáty, obsahující blokované (cyklo)alifatické biuretové a/nebo izokyanurátové skupiny. K výrobě poly- izokyanátových složek se mohou použít známé (cyklo)alifatické diizokyanáty. S výhodou se použijí 1,6-diizokyanátohexan (HDI), l-izokyanáto-3,3,5-trimethyl-5-izokyanátomethylcyklohexan (IPDI), 2,4- a/nebo 2,6-diizokyanáto-l-methylcyklohexan (hydroxygenový toluendiizokyanát) a 4,4-diizokynátodicyklohexylmethan (Desmodur W).

K výrobě polyizokyanátové složky B) podle vynálezu se výše jmenované polyizokyanáty blokují obvyklými blokačními prostředky některou ze známých blokačních reakcí a případně se hydrofilně modifikují.

Jako blokační prostředky se používají známé monofunkční blokační prostředky, jako příkladně 30 ε-kaprolaktam, diethylester kyseliny malonové, acetooctan, oximy jako butanonoxim, 1,2,4-triazol, dimethyí-l,2,4-triazol, 3,5-dimethylpyrazol nebo imidazol. Rovněž se mohou použít směsi jmenovaných blokačních prostředků. S výhodou se použijí blokační prostředky, které se odštěpují v oblasti teplot do 160 °C, obzvláště butanonoxim případně 3,5-dimethylpyrazol.

Jestliže se polyizokyanátová složka hydrofilně modifikuje, provádí se to známými metodami, to znamená, že se část skupin NCO- nechá reagovat s hydroxykarboxylovými skupinami, příkladně kyselinou 2,2-dimethylolpropionovou nebo kyselinou 3-hydroxy-2,2-dimethylpropanovou (kyselina hydroxypivalová) a/nebo s monofunčkními polyethery s obsahem ethylenoxidu 40 nejméně 80 % hmotnostních.

K. výrobě zesíťující složky B) se polyizokyanát nechá zreagovat postupně v libovolném pořadí nebo zároveň s blokačním prostředkem a/nebo hydroxykarboxylovou kyselinou a/nebo polyetherem. S výhodou se do reakce nejprve uvede kyselina hydroxykarboxylová a/nebo polyether 45 a následně blokační prostředek. Může se zde použít také nepatrný přebytek blokačního prostředku. Může se ale postupovat dále, i když jsou v reakční směsi ještě malé podíly nezreagovaných skupin NCO-. Reakce probíhají při 0 °C až 120 °C, s výhodou při 20 °C až 120 °C, přičemž se obzvláště hydroxykarboxylové kyseliny nechají odreagovat za mírných podmínek, aby se zabránilo, že s NCO- skupinami budou reagovat také karboxylové skupiny.

Reakce se mohou provádět bez rozpouštědel nebo v inertním rozpouštědle, které se případně po reakci, neutralizaci a převedení do vody může odstranit destilací. Jako rozpouštědla přicházejí v úvahu taková, která nejsou reaktivní vůči skupině NCO-. Jako příklady lze jmenovat ketony nebo aceton a methylethylketon, estery jako octan ethylnatý nebo také rozpouštědla jako 55 N-methylpyrrolidon a butylglykolacetát, která mohou podle okolností zůstat v prostředku po

-4CZ 292012 B6 vytváření povlaků v malých podílech jako stabilizační prostředky případně prostředky pro zlepšení rozlivu.

Po ukončení reakce se případně provádí nejméně částečná neutralizace vestavěných karboxylových skupin vhodnými neutralizačními prostředky. Vhodné neutralizační prostředky jsou alkalické hydroxidy nebo hydroxidy kovů alkalických zemin, s výhodou ale terciární aminy jako triethylamin, triethanolamin nebo obzvláště výhodně Ν,Ν-dimethylethanolamin. Obecně se existující karboxylové skupiny neutralizují nejméně z 50 %, přičemž se případně může použít také přebytek neutralizačního prostředku.

K výrobě prostředků pro vytváření povlaků podle vynálezu se popsané složky A) a B) s výhodou rozpustí v rozpouštědlech, která se mohou odstranit z vodné fáze disperze vakuovou destilací a která nejsou reaktivní vůči skupinám NCO-. Jako příklad lze jmenovat ketony jako aceton a methylethylketon a estery jako octan ethylnatý, výhodné jsou aceton a methylethylketon.

Samozřejmě se může postupovat také tak, že se složky A) a B) vyrobí přímo v roztoku a následně se tyto roztoky smísí.

Do tohoto roztoku A) a B), který již obsahuje neutralizační prostředek, se případně před tím, než se roztok smíchá s vodou, přidá ještě externí emulgátor C). S výhodou se volí množství vody tak, že se získá vodná disperze prostředku pro vytváření povlaků podle vynálezu s 20 až 60 % hmotnostními. Po ukončení přidávání vody se rozpouštědlo s výhodou odstraní destilací ve vakuu.

V zásadě by byl ale také možný způsob výroby vodných roztoků případně disperzí, které spočívá ve smísení směsi A) a B), vykazující volné karboxylové skupiny a blokované izokyanátové skupiny, případně ve formě organického roztoku v některém z rozpouštědel uvedených jako příklad, s vodným roztokem neutralizačního prostředku jmenovaného druhu, takže se neutralizace a rozpouštění případně dispergace provádí jednostupňově.

Směšovací poměr polyhydroxylové složky A) k blokovanému polyizokyanátu se volí tak, aby ekvivalentní poměr blokovaných izokyanátových skupin složky B) k alkoholickým hydroxylovým skupinám složky A) činil 0,5 : 1 až 2 :1, s výhodou asi 0,7 : až 1,5 : 1.

Obvyklé přísady jako pigmenty, dispergační pomocné prostředky, prostředky pro zlepšení rozlivu, prostředky k zamezení tvorby puchýřků nebo katalyzátory se mohou přidat k vodné směsi pojiv nebo také k jednotlivým složkám A) nebo B) před jejich smísením nebo ke směsi složek A) a B) před dispergací.

Tímto způsobem vyrobené prostředky pro vytváření povlaků podle vynálezu se mohou nanášet známými metodami, příkladně stříkáním, natíráním, ponořením, poléváním nebo s pomocí válců a špachtlí na libovolné tepelně odolné substráty v jedné nebo v několika vrstvách.

Příkladně povlaky na kovech, plastických hmotách, dřevě nebo sklu se získají vytvrzením lakového filmu při teplotě 80 až 220 °C, s výhodou při 110 až 180 °C, obzvláště 110 až 160 °C.

Pojivá podle vynálezu jsou vhodná s výhodou k výrobě povlaků a lakových povrchů na ocelovém plechu, jako příkladně při výrobě karoserií motorových vozidel, strojů, krytů, sudů nebo kontejnerů. Lakové filmy mají obecně sílu suché vrstvy 0,01 až 0,3 mm.

Jako výhodu ve srovnání s rozpouštědlovými systémy je nutno uvést výrazně nižší obsah rozpouštědel. Ve srovnání s obvyklými vodou ředitelnými laky je výhodný výrazně nižší obsah přídavných organických rozpouštědel a větší jistota při aplikaci v důsledku širších aplikačních podmínek. Dále je třeba zmínit výrazně nižší sklon ke tvorbě puchýřků a lepší stabilitu při rozlévání.

-5CZ 292012 B6

Ve srovnání s obvyklými práškovými laky je možné jmenovat dobrý rozliv při nižší tloušťce vrstvy, aplikace na stávajících zařízeních 1K pro mokré lakování je možná, čištění zařízení je jednodušší a nedochází k žádným poruchám na lakovací lince v důsledku polétavého jemného prášku.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Obecný pracovní předpis k výrobě polyhydroxyl-polyesterpolyakrylátu:

Polyolová složka A)

Do 5 1 tlakového reaktoru z nerezavějící oceli s míchacím, chladicím a topným zařízením a s elektronickým řízením teploty se předloží Část I a vyhřeje se na reakční teplotu. Potom se do uzavřeného reaktoru zároveň nadávkuje počínaje Částí Π (přidávání po dobu celkem 2,5 h) a Část 20 III (přidávání po dobu celkem 3 hodin) při konstantní teplotě. Po přidání části III se míchá jednu hodinu při polymerační teplotě. Potom se případně krátkým připojením vakua asi 1,5 kPa při teplotě polymerace destilačně odstraní těkavé štěpné produkty, případně vzniklé ze zbytků monomerů a případně přítomné zbývající monomeiy. Následně se vzniklý horký nízkoviskózní produkt vypustí z reaktoru v ochlazení na misky z hliníkového plechu. Po ztuhnutí taveniny 25 pryskyřice se provádí jej í mechanické drcení.

Ve výrobním měřítku se chlazení vypouštěného horkého produktu provádí účelně na chladicích pásech, za nimiž následuje granulační zařízení nebo přímo pastilkovací pásy.

Reakční teploty a složení částí I - III jsou uvedeny v tabulce 1 spolu s charakteristikami získaných produktů.

Výchozí materiál:

Polyester: polyesterpolyol sOH- číslem 98 mg KOH/g, kyselinovým číslem l,5mgKOH/g, vyrobený reakcí 22,07 dílů kyseliny 2-ethylhexanové, 30,29 dílů trimethylpropanu (TMP), 12,67 dílů neupenylglykolu, 32,24 dílů anhydridu kyseliny hexahydroftalové a 12,29 dílů kyseliny adipové.

-6CZ 292012 B6

Tabulka I: Poiyester/polyakrylát-polyol A) způsobem podle vynálezu (množství údaje v g)

Kopolymer	I
Část I
polyester	350
dimethylester kyseliny maleinové	175
Část II
methylmetakiylát	700
styren	1256
hydroxyethylmetakrylát	568
butylmetakrylát	350
kyselina akrylová	31
Část III
di-terc.butylperoxid	70
Teplota polymerace (°C)	160
Obsah pevné látky (%)	99,8
Kyselinové číslo (mg KOH/g)	7,8
OH-číslo (mg KOH/g)	79,8
Teplota skelného přechodu Tg (°C)	49,6
Příklad 2
Výroba zesíťující složky B)

a) Výroba polyizokyanátu

Do 2 1 čtyřhrdlé baňky s míchadlem, trubicí pro uvádění plynu, vnitřním teploměrem, kapací nálevkou a zpětným chladičem, se v atmosféře dusíku předloží 1332 g izoforondiizokyanátu (IPDI) a zahřeje se na teplotu 80 °C. Kapací nálevkou se potom v průběhu 45 minut pomalu a rovnoměrně přikape 15 ml roztoku o koncentraci 5 % hmotnostních 2-hydroxypropyl-trimethylamoniumhydroxidu v 2-ethyl-l,3-hexandiol/methanol (6:1, hmotnostní díly). Teplota přitom stoupá na 88 °C. Po ukončení přikapávání se míchá při teplotě 80 °C tak dlouho, dokud se v reakční směsi nedosáhne obsahu NCO- 30,6 %. Potom se reakce ukončí přidáním 0,36 g (70 ppm molových), 25% roztoku dibutylfosfátu v IPDI. Přebytečný monomemí IPDI se odstraní destilací v tenké vrstvě. Získá se téměř bezbarvá čirá pryskyřice s výtěžkem 44 %, která se rozpustí v methylethylketonu na koncentraci 70 %. Viskozita roztoku při teplotě 23 °C činí mPa.s, obsah NCO-je 11,8 % a obsah volného monomemího IPDI činí 0,18 %.

b) Výroba blokovaného polyizokyanátu

500 g roztoku polyizokanátu se předloží do 1 1 tříhrdlé baňky s míchadlem, vnitřním teploměrem a zpětným chladičem a zahřeje se na teplotu 60 °C. Za míchání se po částech přidá 134,8 g 3,5-dimethylpyrazolu a potom se míchá při teplotě 60 °C tak dlouho, dokud v IČ spektru nejsou již viditelné žádné izokyanátové pásy.

-7CZ 292012 B6

Příklad 3

Výroba vodné disperze zasychající ve formě prášku

701,6 g polyesterpolyakrylátpolyolu (polyolová složka A) a 453,4 g blokovaného polyizokyanátu (zesíťující složka B) se rozpustí v 1464,4 g methylethylketonu (MEK) a přidá se 7,1 g neutralizačního prostředku dimethylethanolaminu. Potom se přidají následující množství aditiv : 6,5 g Byk 348 (prostředek pro zlepšení rozlivu) firma Byk-Chemie) a 21,0 g emulgátoru WN (pomocný prostředek pro emulgaci, firma Bayer AG).

Výroba vodné disperze bude popsána příkladně dvěma postupy:

a) Z 2654 g roztoku pojivá, neutralizačního prostředku a aditiv v MEK se intenzivním promícháváním s 163,2 g vody pomocí disolveru připraví předemulze typu olej ve vodě. Následně se tato předemulze jemně disperguje za zvýšeného tlaku (2 MPa) pomocí paprskového dispergátoru s hydraulickým průměrem 0,5 mm. MEK se oddestiluje ve vakuu. Vznikne polymemí disperze s následujícími charakteristickými daty:

Doba výtoku (kádinka ISO-4,23 °C): 14 sekund

Obsah pevné látky: 39,5 %

Velikost částic (laserová korelační spektroskopie) 0,041 pm při hodnotě K2=0,12

b) Z 2654 g roztoku pojivá, neutralizačního prostředku a aditiv v MEK se intenzivním promícháváním s 484 g vody pomocí disolveru připraví emulze 1 typu voda v oleji (viz obrázek 2). Emulze 1 se ze zásobníku 2 čerpá pomocí tlakovacího čerpadla 3 s čerpacím výkonem 410 kg/h a za současného dávkování 1129,2 g vody 4 za zásobníku 5 pomocí čerpadla 6 při výkonu čerpadla 12 kg/h paprskovým dispergátorem 7 o hydraulickém průměru 0,5 mm a poklesu tlaku 2 MPa v trysce do okruhu 8. Po dávkování asi 90 % množství vody dochází v trysce 7 k obrácení fází. Nadávkuje se zbylé množství vody a emulze olej ve vodě se odebere pomocí trysky. MEK se oddestiluje ve vakuu. Vznikne polymemí disperze s následujícími charakteristickými daty:

Doba výtoku (kádinka ISO-4, 23 °C): 14 sekund

Obsah pevné látky: 39,5 %

Velikost částic (laserová korelační spektroskopie) 0,21 pm při hodnotě K2=0,08

Příklad 4

Aplikace a vlastnosti

Bude popsána aplikace a vlastnosti filmu čirého laku.

Laková disperze se pomocí zahušťovadla Borchigel LW44^R (firma Borchers) (příkladně s 0,1 %) nastaví na aplikační viskozitu (příkladně 540; doba výtoku kádinky ISO 4 při 23 °C.

Aplikuje-li se laková disperze na povrch a vysuší se při teplotě místnosti, tvoří se povrch ve formě prášku, kteiý je možno snadno odstranit vodou.

Vypálí-li se vodná disperze bezprostředně po aplikaci, vznikne vysoce lesklý lakový film s dobrým rozlivem laku a dobrou odolností proti vodě a organických rozpouštědlům.

Aplikace se provádí příkladně pomocí běžně obchodně dodávané Air-mix stříkací pistole na plech, který byl předem povrchově upraven vodným katodickým lakováním ponorem, vrstvou

-8CZ 292012 B6 vodného plniče a vrstvovou základního vodného černého laku, jak se obvykle používá při prvním lakováním u automobilů.

Podmínky zasychání:

minut 23 °C, potom vyhřátí na 140 °C ve 3 minutách a konečné vytvrzení při 140 °C v průběhu 30 minut.

Vlastnosti laku:

Síla vrstvy zaschlého filmu: 40 pm

Lesk 20°/60°: 80/97

Zkouška vodou 24 hod při 23 °C: žádná změna

Odolnost proti rozpouštědlům*:

Doba zatížení 1 minuta: 0/0/1/3 minut: 0/1/3/5 * (typy rozpouštědel):

xylen/methoxypropylacetát/ethylacetát/aceton

Hodnocení 0 = nepoškozeno až = silně napadeno rozpouštědlem

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (2)

1. Způsob výroby vodných disperzí zasychajících za teploty místnosti do formy prášku, které mají střední velikost disperzních částic 0,1 až 10 pm, které tvoří při působení tepla film a zesíťuj í, vyznačující se tím, že se vyrobí smísením

A) případně hydrofílně modifikované polyolové složky s teplotou skelného přechodu Tg > 30 °C,

B) případně hydrofilizované alifatické nebo/a cykloalifatické polyizokyanátové složky obsahující izokyanurátové skupiny s blokovanými izokyanátovými skupinami,

C) vody a

D) popřípadě externích emulgátorů, které se provádí pomocí dispergačního zařízení obsahujícího homogenizační expanzní trysky.

2. Způsob výroby vodných disperzí podle nároku 1, vyznačující se tím, že v homogenizační expanzní trysce se provádí přeměna z emulze typu voda v oleji na emulzi typu olej ve vodě.