DE2423889C3 - Wärmehärtbares, pulverförmiges Überzugsmittel - Google Patents
Wärmehärtbares, pulverförmiges ÜberzugsmittelInfo
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- DE2423889C3 DE2423889C3 DE19742423889 DE2423889A DE2423889C3 DE 2423889 C3 DE2423889 C3 DE 2423889C3 DE 19742423889 DE19742423889 DE 19742423889 DE 2423889 A DE2423889 A DE 2423889A DE 2423889 C3 DE2423889 C3 DE 2423889C3
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Description
R R'
I I
CH=C-R11-CH
CH1
worin R und R' den Rest —H oder —CH,
bedeuten und R" die Gruppe
—C—O—CH,-
35
40
e) 24 bis 42 Gewichtsprozent Styrol oder Vinylto-
luol aufgebaut sind sowie
(B) 6 bis 16 Gewichtsprozent mindestens eines
Dicarbonsäureanhydrids mit Schmelzpunkten von etwa 60 bis 1400C, (C) 0,5 bis 1,8 Gewichtsprozent
N,N'-bis-(Dimethylaminoisobutyliden)-melamin und (D) dem Flußregulierungsmittel und anderen üblichen
Zusätzen besteht
2. Überzugsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (A) aus einem
Copolymeren aufgebaut aus:
a) 12 bis 16 Gewichtsprozent Glycidylmethacrylat,
b) 14 bis 18 Gewichtsprozent Hydroxyäthylmethacrylat,
c) 24 bis 38 Gewichtsprozent Äthylacrylat,
d) 6 bis 14 Gewichtsprozent Methylmethacrylat und
e) 30 bis 42 Gewichtsprozent Styrol
besteht
besteht
3. Überzugsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Komponente (A) aus einem
Copolymerisat aufgebaut aus:
a) 12 bis 18 Gewichtsprozent Glycidylmethacrylat
b) 4 bis 8 Gewichtsprozent Hydroxyäthylmethacrylat
c) 24 bis 28 Gewichtsprozent n-Butylacrylat,
d) 6 bis 14 Gewichtsprozent Methylmethacrylat und
e) 38 bis 42 Gewichtsprozent Styrol
besteht
besteht
4. Verfahren zum Herstellen des im Anspruch 1 genannten pulverförmigen Überzugsmittels, dadurch
gekennzeichnet daß dieses durch Vermischen, homogenisierende Verschmelzung und gemeinsames
Vermählen der erforderlichen Komponenten hergestellt wird.
5. Verwendung des pulverförmigen Überzugsmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur
Herstellung von Überzügen, die 15 bis 30 Minuten bei 150 bis 180° C eingebrannt werden.
oder
-CH1-O-CH,-
oder
-CH2-O-C-CH=CH-C-O-CH2-
Il Il
ο ο
oder
— CH,-O—C
C-O-CH2-
darstellt und wobei π den Wert 1 oder Null
bedeutet,
b) 4 bis 20 Gewichtsprozent Hydroxyalkylester der Acryl- oder Methacrylsäure, wobei die
Hydroxyalkylestergruppe gesättigt ist und 2 bis 4 C-Atome enthält,
c) 24 bis 38 Gewichtsprozent Acrylsäureester von aliphatischen gesättigten Monoalkoholen mit 1
bis 8 Kohlenstoffatomen,
d) 6 bis 14 Gewichtsprozent Methacrylsäureester von aliphatischen gesättigten Monoalkoholen
mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und
45 Die Erfindung betrifft wärmehärtbare, pulverförmige
Überzugsmittel, häufig auch Pulverlacke genannt die für das Aufbringen einer zusammenhängenden Beschichtung
mit hervorragenden Eigenschaften nach der Wärmehärtung geeignet sind.
Es ist bereits bekannt, wärmehärtbare pulverförmige Überzugsmittel auf der Basis von Copolymerisaten,
welche Glycidylgruppen enthalten, herzustellen und zu verwenden. Derartige bekannte Produkte haben jedoch
den Nachteil, daß diese bei Temperaturen oberhalb 2000C eingebrannt werden müssen, um beständige
Filme zu erhalten.
Wird versucht in derartigen bekannten pulverförmigen Überzugsmitteln, die Einbrenntemperaturen durch
Zugabe von Beschleunigern herabzusetzen ist die Wirkung unzureichend, oder die erhaltenen Filme
vergilben bereits beim Einbrennvorgang, und zuweilen treten auch Haftungsstörungen auf.
Solche bekannten Pulverbeschichtungsmittel sind in den deutschen Offenlegungsschriften 22 40 312,
40 314, 22 40 315, 20 57 577, 20 64 916, 22 14 650 und 22 313 beschrieben.
1. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein
wärmehärtbares, pulverförmiges Überzugsmittel zur Verfügung zu stellen, welches gegenüber den
bekannten pulverförmigen Überzugsmitteln Ln verschiedenen Richtungen gleichzeitig Verbesserungen
aufweist Das eine Ziel ist daß das pulverförmige Oberzugsmittel durch einfaches
Vermischen, homogenisierende Verschmelzung und gemeinsames Vermählen der erforderlichen
Komponenten herstellbar ist
2. Das durch intensive Mischung, homogenisierende Verschmelzung und Vermahlung hergestellte pulverförmige
Überzugsmittel soll bei den üblichen Lagerungstemperaturen zwischen etwa —40 bis
+40° C lagerungsbeständig sein.
3. Das Überzugsmittel soll nach dem Aufbringen schon durch Einbrennen bei etwa 150 bis 1800C in
etwa 15 bis 30 Minuten zu gut verlaufenden blasen- und kraterfreien hochglänzenden nicht vergilbenden
Beschichtungen führen.
4. Die eingebrannten Filme sollen nicht vergilben und neben einer ausgezeichneten Witterungsbeständigkeit
und eine erheblich verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen organische Lösungsmittel und
Chemikalien aufweisen, wobei sich der Vergleich dieser Eigenschaften auf solche Pulverlacke bezieht
die auf Acrylatkopolymerisatbasis aufgebaut sind.
Gegenstand der Erfindung ist ein pulverförmiges Überzugsmittel aus einer Mischung von
(A) einem Copolymeren mit relativ niedrigem Molekulargewicht welches Glycidylgruppen enthält und
ein Copolymerisat von mehreren äthylenisch ungesättigten Verbindungen ist
(B) mindestens einem Dicarbonsäureanhydrid in einer Menge, die 0,4 bis 1,0 Anhydridgruppe pro
Epoxygruppe (Glycidvlgruppe) des Copolymeren entspricht
(C) einem Härtungsbeschleuniger in Form einer organischen Base,
(D) einem Flußregelungsmittel in einer Menge von wenigstens 0,05 Gewichtsprozent der Mischung
das ein Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn) von wenigstens 1000 ist und eine Glasübergangstemperatur
aufweist die um wenigstens 50° C niedriger als die Glasübergangstemperatur des
Copolymeren (A) ist
dadurch gekennzeichnet, daß das Überzugsmittel aus (A) 84 bis 94 Gewichtsprozent epoxyd- und hydroxylgruppenhaltigen
Mischpolymerisaten, die Erweichungspunkte nach Durran von etwa 90 bis 1200C besitzen
und in organischen Lösungsmitteln löslich sind und aus: a) 6 bis 24 Gewichtsprozent äthylenisch ungesättigten
Epoxydmonomeren mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen der allgemeinen Formel
R R
CH = C-RV1-CH-CH2
O
worin R und R' den Rest —H oder —CH3 bedeuten
und R" die Gruppen
— C—O—CH2-O
oder
-CH2-O-CH2-
oder
-CH2-O-C-CH=CH-C-O-CH1-
Ii Il
ο ο
oder
darstellt und wobei η den Wert 1 oder Null
bedeutet
b) 4 bis 20 Gewichtsprozent Hydroxyalkylester der Acryl- oder Methacrylsäure, wobei die Hydroxyalkylestergruppe
gesättigt ist und 2 bis 4 C-Atome enthält
c) 24 bis 38 Gewichtsprozent Acrylsäureester von aliphatischen gesättigten Monoalkoholen mit 1 bis
8 Kohlenstoffatomen,
d) 6 bis 14 Gewichtsprozent Methacrylsäureester von aliphatischen gesättigten Monoalkoholen mit 1 bis
8 Kohlenstoffatomen und
e) 24 bis 42 Gewichtsprozent Styrol oder Vinyltoluol aufgebaut sind, sowie
(B) 6 bis 16 Gewichtsprozent mindestens eines Dicarbonsäureanhydrids mit Schmelzpunkten von etwa
bis 1400C, (C) 0,5 bis 1,8 Gewichtsprozent N,N'-bis-(Dimethylaminoisobutyliden)-melamin
und gegebenenfalls (D) dem Flußregulierungsmittel und anderen üblichen Zusätzen besteht
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Komponente (A) aus einem Copolymerisat
aufgebaut aus:
a) 12 bis 16 Gewichtsprozent Glycidylmethacrylat,
b) 14 bis 18 Gewichtsprozent Hydroxyäthylmethacrylat
c) 24 bis 38 Gewichtsprozent Äthylacrylat,
d) 6 bis 14 Gewichtsprozent Methylmethacrylat und
e) 30 bis 42 Gewichtsprozent Styrol.
Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung ist ein Überzugsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
daß die Komponente (A) aus einem Copolymerisat aufgebaut aus:
a) 12 bis 18 Gewichtsprozent Glycidylmethacrylat,
b) 4 bis 8 Gewichtsprozent Hydroxyäthylmethacrylat,
c) 24 bis 28 Gewichtsprozent n-Butylacrylat,
d) 6 bis 14 Gewichtsprozent Methylmethacrylat und
e) 38 bis 42 Gewichtsprozent Styrol
besteht
besteht
Eine weitere spezielle Ausführungsform der Erfindung
betrifft die Verwendung des pulverförmigen Überzugsmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 3 als
Pulverlack der zwischen -40 bis +4O0C lagerungsbe- »tändig ist und durch Einbrennen bei etwa 150 bis 1800C
in etwa 15 bis 30 Minuten gut verlaufende blasen- und kraterfreie hochglänzende, nicht vergilbende Beschichtungen
liefert
Als Komponente a) können Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, Allylglycidyläther, Methallylglycidyläther,
Glycidylcrotonat, Vinylglycidyläther, Allylglycidylmaleinat, Allylglycidylphthalat, Butadienmonoxyd eingesetzt
werden.
^ 6
„ . . . _ U1:- loGewichtspruzent, bezogen auf die Menge der
Als Komponente b) können Hydroxyalkylester-der bis K>
Oew_ ρ Härtungsmitte! verwendet Es
Acryl- oder Methacrylsäure, wie Hydroxyathyacrylat, JKSS nicht bekannt und auch nicht zu erwarten,
Hydroxyäthylmethacrylat, Hydroxypropylacryiat, ny- w«. j^^ bekannte Härtungsmittel in Mengen unter 2
droxybutylacrylat, Verwendung finden. Gewichtsprozent, zusammen mit Dicarbonsäureanhy-
AIs Komponente c) können beispielsweise Methyl- 5 Ge™pr°esc;,eun5ende Wirkung auf die Anhydrid-
.crylat, Äthylacrylat, Butylacrylat, 2-Athylhexylacrylat dnden em *'^ ausflben ^6.
Isobutylacrylat verwendet werden. Bevorzugt weraen nartumg,uß £ungsmittel (D) kann in dem pulverförmi-
Äthylacrylat oder Butylacrylai eingesetzt Überzugsmittel ein Acrylpolymers mit einer
Als Komponente d) Finden beispielsweise Methyl- ^„,^wSempenitur verwendet werden, die um
«eüacrylarÄthylme^
butylmethacrylat, 2-Athylhexylmethacrylat Verwen- *e*^ten>
der Mischung verwendeten Copolymeren
dung. Bevorzugt wird Methylmethacrylat eingesetzt, ratur des in μ
Die Herstellung der Copolymerisate erfolgt nach ist e Acrylpolymere, die als Flußregelungsmit-
bekannten Verfahren der Substanz-, Losung- und J™™**™Zln\ömen, sind Polylaurylacrylat,
Dispersionspolymerisation, vorzugsweise durch J^- -5 tei ve: Poiy(2.äthylhexylacrylat), Polylauryl-
sungspolymerisation. Derartige Verfahren sind bei- ^™J^SV)lyäode<^etliaciylat
spielsweise in dem Buch: »Methoden der organischen «^g^^SJ ,^ auch ein fluoriertes
Chemie, H ο u b e η - W e y 1, 4. Auflage, Bd. 14/1, S. 24 P^Hubregeiuj ^. ^ Einbrenntemperatur der
bis 556 (1961K beschrieben. . 20 Pulvermischung eine niedrigere Oberflächenspannung
Wird in Lösung polymerisiert, so können Losungsjn- * PJlvermisc g Μή verwendete Copolymere
tel, wie Methylcnchlond, Äthanol, iso-Propanol. η-Pro- als aas m Flußregelungsmittel ein fluoriertes
panol, n-Butanol, iso-Butanol, tert-Butano Ess.gsaure- ^^^^e^i^werden Ester aus Polyäthy-
methyl-bis-butylester, Aceton, Methylathylketon, Ben- Polymere verwe ,eng,yko| und fluorierte ? n
zol, Toluol u.a. eingesetzt werden. Fettsäuren bevorzugt. Ein geeignetes Flußregelungs-
Die Polymerisation wird be. Temperaturen von 40 bis 15 J^^g^ie ein Ester aus Polyäthylenglykol
etwa 1200C durchgeführt Sh einem Molekulargewicht von über 2500 aber unter
Als Initiatoren können beispielsweise Percarbonate, mit «newJ^ M°ie fl |ctansäure. Weiter können den
Perester, wie tert-Butylperpivalat. Peroc oa£ Benzoyl- 20 0OC) und romι Polyester,
peroxid, o-Methoxybenzoylperoxid, Dichlorbenzoylpe- Schmeke^ Verituteu^i.^^^ y^
roxid, Azodiisobutterdinitril. ,n Mengen von 0,5 bis 30 ^^™^Högl eh. Pigmente. Verlauhmittel
8 Gih b f Monomere e.ngesetzt werden.^ Btauc ^^
roxid, Azodiisobutterdinitril. ,n Meg ^^^Högl eh. Pigmente. Verla
8 Gewichtsprozent, bezogen auf Monomere, e.ngesetzt werden.^ Bt^auc ^ ^^^ üb,jche
werden. . ...
Weiter können übliche Molekulargewichtsregler w.e zu^U«^un_smittelfreien>
gegebenenfalls pigmentier-
im Vakuum «ler in gedgneten Vorrichtungen, Vorzugs- werden auf em etwa ^^™^^^
weiS« Verd.mpferschnecken. bei Tempei^ren von «^1™ »J'^
4°
Wasserdampf und gleichzeitiger Dispergierung in gen g
Wasser oder durch Ausfällen mit Wasser aus einem nut mindern b ^^Jj ^ ;
Wasser mischbaren Losungsmittel. nes ".I' j .„ ha: T^mm-ratiiren ah nn°r
A.sDicarbonsäureanhydride(KomPonenteB)sind 45 ^^^^ ^ΓΓ^ηηί wobei
hdd
Phthalsäureanhydrid.p-Chlorphthalsäureanhydrid, vTrn^zunKerfo'lgt
ÄSSÄSÄÄ^* . -, rait sssmas
D.rfecylberns.einsäureanhydrii. el* °sSStalmS F,tΓ dS "rfmdungsgemU
Polyazelamsäureanhydnd 55 gleichzeitfger Elastizität Ferner zeichnen sie sich durch
brauchbar. Im allgemeinen werden solche Anhydride einen hohen Glanz, sehr gute Witterungsbeständigkeit
mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 60 bis 140° C und eine sehr gute Waschlaugenbeständigkeit aus.
bevorzugt Die Pulver dienen zur Beschichtung von Haushaltsge-
AIs Komponente (C) wird N,N'-bis-(Dimethylamino- raten, von Metallteilen im Automobilbau, von Metalltei-
isobutyliden)-melamin verwendet Die Herstellung die- 60 len, die Witterungseinflüssen ausgesetzt sind, wie von
ser Verbindung ist in der deutschen Offenlegungsschrift Fassadenblechen, Rohren, Drahtgeflechten, von Gera·
16 20 178 auf S. 5 im Beispiel 1 beschrieben. Ferner ist ten für die Forst- und Landwirtschaft sowie anderen
diese von der gleichen Anmelderin in der deutschen Metallteilen für die Innenarchitektur.
Offenlegungsschrift 16 45 190 als Härtungsmittel für In den folgenden Beispielen wird die Herstellung der
Epoxidharze beschrieben worden. 65 Pulver und ihre Verwendung als elektrostatisch
Gemäß dieser Vorbeschreibung wird dieses Här- versprühbare Pulver beschrieben. Die in den Beispielen
tungsmittel zusammen mit Epoxidverbindungen in angegebenen Teile und Prozente beziehen sich auf das
Mengen von 2 bis 25 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2 Gewicht, sofern nichts anderes vermerkt ist.
In einem Zweiliter-Rührtopf mit Rückflußkühler, Thermometer und zwei Tropftrichtern legt man 424 g
Toluol vor. Das Toluol wird durch Erhitzen auf Rückflußtemperatur von etwa 112° C gebracht, und
hierzu werden im Verlaufe von 4 Stunden gleichzeitig zwei monomere Gemische, nämlich
und
2.
2.
402 g Styrol,
429 g Äthylacrylat,
214 g Hydroxyäthylmethacrylat,
188 g Glycidylmethacrylat und
107 g Methylmethacrylat
62 g tert.-Butylperoctoat und
20 g Toluol
20 g Toluol
zugetropft. Anschließend wird noch eine Stunde unter Rückfluß gehalten und dabei zusätzlich 4 g tert-Butyl-Peroctoat
zugetropft. Anschließend wird noch 2 Stunden bei Rückfluß etwa Ί18 bis 120° C nachpolymerisiert.
Das erhaltene Copolymerisat zeigt eine Viskosität nach Gardner-Holdt von 0-P als 50%ige Lösung in
Toluol bei 2O0C gemessen. Nach Zugabe von 5,5 g eines
Flußregulierungsmittels auf polymerer Basis (beschrieben in dem Technischen Bericht 04-1 [G] ME-3 [5-71]
der Monsanto [Deutschland] GmbH, Düsseldorf) wird durch Abdestillieren des Toluols durch Erhitzen bis auf
1600C und unter vermindertem Druck bei 40 Torr ein
sprödes, gut pulverisierbares klares Festharz erhalten.
300 g des erhaltenen Festharzes werden zusammen mit 32 g eines Dicarbonsäureanhydrid- und Härtungsbeschleunigergemisches,
bestehend aus
92 Gewichtsprozent Tetrahydrophthalsäureanhy-
drid und
8 Gewichtsprozent N,N'-bis-(Dimethyiaminoisobutyliden)-
melamin und einer Pigmentzugabe, nämlich 132 g Titandioxyd
(vom Rutiltyp) mit einer Korngröße von etwa 80 bis 200 μπι
gemahlen. Anschließend wird das Pulvergemisch bei 1000C 4 Minuten in einem Extruder gemischt, die
Schmelze wird auf Raumtemperatur abgeschreckt und zu einem etwa 80 μπι feinen Korn gemahlen.
Mit einer Elektrosprühpistole wird das pulverförmige
Überzugsmittel auf entfettete phosphatierte verzinkte Stahlbleche aufgebracht und anschließend 30 Minuten
bei 1800C eingebrannt
Es resultieren Beschichtungen mit folgenden Eigenschaften:
Schichtstärke μπι: 46 bis 52
Verlauf visuell :0 bis 1
Knickprobe: 0
Gilbung: 0 bis 1
Verlauf visuell :0 bis 1
Knickprobe: 0
Gilbung: 0 bis 1
Xylolbeständigkeit 2 Stunden: 0 Bleistifthärte: H5
Erichsen-Tiefung: 8,2
Glanz nach Lange: 108
Gitterschnitt: 0
Erichsen-Tiefung: 8,2
Glanz nach Lange: 108
Gitterschnitt: 0
Es wird gearbeitet wie im Beispiel 1 angegeben, jedoch davon abweichend wird folgendes Monomerengemisch
zur Herstellung des Copolymerisates verwendet:
402 g Styrol,
480 g Äthylacrylat,
188 g Hydroxyäthylmethacrylat, 122 g Methylmethacrylat und
148 g Glycidylmethacrylat
300 g des erhaltenen Festharzes werden zusammen mit 20 g eines Dicarbonsäureanhydrid- und Härtungsbeschleunigergemisches
entsprechend Beispiel 1 gemahlen.
Die eingebrannten Überzüge zeigen ähnliche Eigenschaften bei besserem Verlauf als die Überzüge, die
nach Beispiel 1 hergestellt worden sind.
Es wird gearbeitet wie im Beispiel 1 angegeben, jedoch davon abweichend wird folgendes Monomerengemisch
zur Herstellung des Copolymerisates verwendet:
45 562 g Styrol,
320 g Butylacrylat,
68 g Hydroxyäthylmethacrylat, 162 g Methylmethacrylat und
228 g Glycidylmethacrylat
320 g Butylacrylat,
68 g Hydroxyäthylmethacrylat, 162 g Methylmethacrylat und
228 g Glycidylmethacrylat
300 g des erhaltenen Festharzes werden zusammen mit 20 g eines Dicarbonsäureanhydrid- und Härtungsbe
Schleunigergemisches entsprechend Beispiel 1 gemah len. Das Gemisch ist bei 35 bis 4O0C ausgezeichnei
lagerungsstabil. Die eingebrannten Überzüge zeiger ähnliche Eigenschaften bei besserem Verlauf als di<
Überzüge, die nach Beispiel 1 hergestellt worden sind
Claims (1)
1. Pulverförmiges Überzugsmittel aus einer Mischung von
(A) einem Copolymeren mit relativ niedrigem Molekulargewicht welches Glycidylgruppen
enthält und ein Copolymerisat von mehreren äthylenisch ungesättigten Verbindungen ist
(B) mindestens einem Dicarbonsäureanhydrid in einer Menge, die 0,4 bis 1,0 Anhydridgruppe pro
Epoxygruppe (Glycidylgruppe) des Copolymeren entspricht und
(C) einem Härtungsbeschleuniger in Form einer organischen Base,
(D) einem Flußregelungsmittel in einer Menge von wenigstens 0,05 Gewichtsprozent der Mischung,
das ein Polymer mit einem Molekulargewicht (Mr.) von wenigstens 1000 ist und eine
Glasübergangstemperatur aufweist die um wenigstens 500C niedriger als die Glasübergangstemperatur
des Copolymeren (A) ist
dadurch gekennzeichnet, daß das Überzugsmittel aus (A) 84 bis 94 Gewichtsprozent
epoxyd- und hydroxylgruppenhaltigen Mischpolymerisaten, die Erweichungspunkte nach D u r r a n
von etwa 90 bis 12O0C besitzen und in organischen
Lösungsmitteln löslich sind und aus: a) 6 bis 24 Gewichtsprozent äthylenisch ungesättigten
Epoxydmonomeren mit 6 bis 12 Kohlen-Stoffatomen der allgemeinen Formel
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH931673 | 1973-06-26 | ||
| CH931673 | 1973-06-26 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2423889A1 DE2423889A1 (de) | 1975-01-30 |
| DE2423889B2 DE2423889B2 (de) | 1976-04-15 |
| DE2423889C3 true DE2423889C3 (de) | 1976-11-25 |
Family
ID=
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