DE4235800A1

DE4235800A1 - Beschichtungsmittel

Info

Publication number: DE4235800A1
Application number: DE19924235800
Authority: DE
Inventors: Helmut Schlautek; Klaus Schlautek
Original assignee: Emil Frei & Co GmbH
Current assignee: Emil Frei & Co GmbH
Priority date: 1992-10-23
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 1994-04-28

Description

Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsmittel mit einer Basiskomponente und einem Härter.

Beschichtungsmittel, insbesondere Anstrichmittel der eingangs genannten Art sind bekannt. Es besteht der Trend, umweltverträgliche Beschichtungssysteme einzusetzen. In zunehmenden Maße gewinnen wasser verdünnbare Systeme an Bedeutung. Diese unterliegen jedoch in bestimmten Klimazonen beziehungsweise un ter wechselnden atmosphärischen Verhältnissen einer eingeschränkten Verwendung. Insbesondere dann, wenn die Verarbeitungstemperatur unter 15°C fällt und/oder die Luftfeuchtigkeit Werte über 80% er reicht, ist der Einsatz wasserverdünnbarer Systeme nur noch unter Vorbehalt möglich. In Einsatzfällen, bei denen mit den erwähnten atmosphärischen bezie hungsweise umgebungsspezifischen Schwierigkeiten zu rechnen ist, muß auf das erwähnte wasserverdünnbare Beschichtungssystem verzichtet werden. Man wird dort mit einem bekannten lösemittelhaltigen anderen System arbeiten, wobei aufgrund der Verwendung des Lösungsmittels jedoch Umweltbelastungen nicht aus zuschließen sind. Stellt sich im Zuge der Arbeiten jedoch heraus, daß von dem bereits angelieferten lösungsmittelhaltigen System doch abgewichen werden kann, also ein wasserverdünnbares System auch ein setzbar wäre, ist ein Wechsel nicht mehr oder nur schwerlich möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Beschichtungsmittel der eingangs genannten Art zu schaffen, das vielseitig anwendbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Basiskomponente Polyaminoamid aufweist und daß ihr wahlweise eine lösungsmittelverdünnbare er ste oder eine wasserverdünnbare zweite Komponente zugemischt ist, die den Härter bildet, wobei die erste Komponente ein Flüssigharz ist, das Bisphenol (A) und Glycidylether aufweist und wobei die zweite Komponente ein emulgierbares Harz mit einer Epoxid zahl von maximal acht ist. Aufgrund des erfindungs gemäßen Beschichtungsmittels ist es möglich, kurz fristig zu entscheiden, ob es als lösungsmittelver dünnbares System oder als wasserverdünnbares System eingesetzt werden soll. Dabei können stets die un terschiedlichen klimatischen Bedingungen und auch die Verhältnisse vor Ort Berücksichtigung finden. Es ist nicht erforderlich, bei einem Wechsel von einem wasserverdünnbaren zu einem lösungsmittelver dünnbaren System das gesamte Beschichtungsmittel auszutauschen, sondern erfindungsgemäß lediglich erforderlich, anstelle eines ersten Härters nunmehr einen zweiten Härter oder umgekehrt einzusetzen. Da der Härter von seinem Gewicht her nur einen relativ geringen Anteil am Gesamtsystem hat, ist es zum Beispiel möglich, beide Härter mit zu dem Ein satzort zu liefern, so daß dort -vor Ort- die Ent scheidung getroffen werden kann, welcher Härter und damit welches Beschichtungssystem, nämlich das lö sungsmittelverdünnbare beziehungsweise das wasser verdünnbare einzusetzen ist.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Basiskompo nente einen Aminwert zwischen 300 bis 500, insbe sondere 380 bis 420, hat.

Die Basiskomponente hat vorzugsweise eine Viskosi tät von 1500 bis 3000 mPa·s bei 25°C.

Die Basiskomponente weist vorzugsweise einen Zusatz eines tertiären Amins auf. Das tertiäre Amin hat einen Aminwert von 8 bis 14, insbesondere 10,5 bis 11. Vorzugsweise wird ein tertiäres Amin mit einer Viskosität von 150 bis 350 mPa·s bei 25°C einge setzt.

Bei dem Glycidylether der ersten Komponente handelt es sich vorzugsweise um einen monofunktionellen, insbesondere aliphatischen Glycidylether.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vor gesehen, daß das Bisphenol ein erstes und daß der Glycidylether ein zweites Harz bildet und daß das Mischungsverhältnis dieser beiden Harze im Be reich zwischen 1 : 4 bis 4 : 1 liegt.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Gemisch des er sten und des zweiten Harzes eine Epoxidzahl von 1,5 bis 8, insbesondere von 2,2 bis 5,8, aufweist.

Insbesondere ist vorgesehen, daß das Gemisch des ersten und des zweiten Harzes ein Epoxiäquivalent von ca. 100 bis 500, insbesondere 170 bis 330, auf weist.

Schließlich hat das Gemisch des ersten und des zweiten Harzes bevorzugt eine Viskosität von 6500 bis 12000 mPa·s bei 25°C.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese hen, daß das Harz der zweiten Komponente mittelvis kos ist und insbesondere eine Epoxidzahl von 1,5 bis 8, vorzugsweise 2,2 bis 5,8, aufweist.

Das Harz der zweiten Komponente entspricht einem Epoxiäquivalent von 100 bis 200, insbesondere 172 bis 182.

Mit Vorzug wird dem Harz der zweiten Komponente Benzylalkohol zugemischt. Alternativ oder zusätz lich weist das Harz der zweiten Komponente insbe sondere demineralisiertes Wasser auf. Nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Er findung ist vorgesehen, daß das Harz (Basisharz) der zweiten Komponente im Gewichtsverhältnis in ei nem Bereich von 40 : 20 : 40 (Basisharz: Benzylalkohol: demineralisiertem Wasser) bis 90 : 6 : 4 (Basisharz: Benzylalkohol: demineralisiertem Wasser) versetzt wird.

Beim erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel ist ins besondere vorgesehen, daß eine schwermetallfreie Rezeptur bei der Basiskomponente vorliegt. Diese setzt sich aus den Bestandteilen Polyaminoamid, Aminoethylaminopropyltrimethoxysilan (Silan), Alu miniumtriphosphat, Colöser (in Form von Alkohol), Pigment, Extender, Antiabsetzmittel-Kombination in Form von Titandioxid, Magnesiumsilikat, Bariumsul fat, Bentonite und/oder Siliziumdioxid zusammen.

Nach einer anderen, metallhaltigen, insbesonderen zinkstaubhaltigen Rezeptur der Basiskomponente ist vorgesehen, folgende Bestandteile zu verwenden: Po lyaminoamid, Alkohol, Farbenzinkstaub (insbesondere mit einem Zinkanteil von mindestens 98% bei einem metallischen Zinkanteil von rund 94%), Eisenphos phit, Bentonite und/oder Siliziumdioxid als Anti absetzmittel.

Besonders vorteilhaft ist es, daß das Beschich tungsmittel aus 5 bis 20, insbesondere 10 Gewichts anteilen der Basiskomponente und 0,5 bis 2, insbe sondere 1 Gewichtsanteil der ersten oder der zwei ten Komponente besteht.

Das erfindungsgemäß Beschichtungsmittel weist somit eine A-Basiskomponente auf, der wahlweise die erste Komponente (Härter B1) oder die zweite Komponente (Härter B2) zugeordnet werden kann. Bei der ersten Komponente handelt es sich um eine lösungsmittel verdünnbare Substanz; die zweite Komponente ist wasserverdünnbar. Der Aktivgehalt der Basiskompo nente liegt bei 100%, wodurch die Möglichkeit der bifunktionellen Verdünnbarkeit (Hybrid) gegeben ist.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Mischungsverhältnis von 10 Gewichtsantei len Basiskomponente zu 1 Gewichtsanteil Härter-Kom ponente (erste Komponente oder zweite Komponente) gewählt.

Für eine schwermetallfreie Rezeptur der Basiskompo nente sind vorgesehen:

6 bis 8 Teile Polyaminoamid
0,5 bis 1 Teil Aminoethylaminopropyltri methoxysilan
5 bis 20 Teile Aluminiumtriphosphat
20 bis 30 Teile Colöser in Form von Alko hol
68,5 bis 41 Teile Pigment, Extender, Anti absetzmittel-Kombination in Form von Titandioxid, Magnesiumsilikat, Barium sulfat, Bentonite, Sili ziumdioxid.

Die Strukturformel des genannten Aluminiumtriphos phat ist nachstehend wiedergegeben:

Die chemische Struktur von Aminoethylaminopropyl trimethoxysilan lautet:
H₂NCH₂CH₂NHCH₂CH₂CH₂Si(OCH₃)₃.
Die Summenformel lautet: C₈H₂₂N₂O₃Si.

Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist für eine metallhaltige, zinkstaubhaltige Korro sionsschutzgrundierung für die Basiskomponente fol gende Rezeptur vorgesehen:

5,5 bis 7 Teile Polyaminoamid
8 bis 10 Teile Alkohol
43,5 bis 41,5 Teile Farbenzinkstaub, vorzugs weise mit einem Zinkanteil von mindestens 98% bei ei nem metallischen Zinkanteil von rund 94%
42 bis 42,5 Teile Eisenphosphit
1 bis 0 Teil Bentonite, Siliziumdioxid als Antiabsetzmittel.

Bei der lösungsmittelverdünnbaren ersten Komponente handelt es sich um eine Mischung eines Flüssig harzes auf der Basis von Bisphenol A mit einem monofunktionellen, aliphatischen Glycidylether. Das Mischungsverhältnis der beiden Harze kann zwischen 1 : 4 bis 4 : 1 liegen. Hinsichtlich der übrigen Kenndaten der Mischung dieser beiden Harze sei auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.

Wird im Falle eines Einsatzes des wasserverdünnba ren Systems die zweite, wasserverdünnbare Kompo nente eingesetzt, so erfolgt eine Modifikation ei nes mittelviskosen, emulgierbaren Harzes mit einer Epoxizahl von 2,2 bis 5,8. Dieses Harz wird - je nach dem gewünschten Einsatzgebiet - im Gewichtsver hältnis 40 : 20 : 40 bis 90 : 6 : 4 versetzt, wobei die erste Zahl das genannte mittelviskose, emulgierbare Harz darstellt, die zweite Zahl Benzylalkohol und die dritte Zahl Wasser, vorzugsweise deminerali siertes Wasser.

Mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystem werden vielseitige Verwendungsmöglichkeiten ge schaffen. Die Basiskomponente des Beschichtungsmit tels weist vorzugsweise einen Festkörperanteil von ca. 80% auf, so daß es sich hier um ein High-So lid-System handelt. Das erfindungsgemäße Beschich tungsmittel dient vorzugsweise als hochwertiger Korrosionsschutz-Grundanstrich, insbesondere für Stahl. Darüber hinaus ist jedoch auch der Einsatz bei Nichteisenmetallen möglich und auch für vergü tete Stähle, insbesondere legierte Stähle, wie Chrom-Nickel-Stahl oder Cortenstahl.

Weiter sind als Anwendungsgebiete bevorzugt: ther moplastische und duroplastische Kunststoffe, Holz und holzartige Werkstoffe sowie mineralische An strichträger.

Insbesondere läßt sich sagen, daß neben einer An passung an die atmosphärischen Verhältnisse durch den Wechsel des Härters (erste Komponente oder zweite Komponente) im lösungsmittelhaltigen oder im wäßrigen Bereich eine nahezu unbegrenzte Anwen dungsmöglichkeit auf unterschiedlichsten Anstrich trägergruppen besteht. Durch den Einsatz des lö sungsmittelverdünnbaren Härters ist unter natürli chen Umweltbedingungen eine Trocknung oberhalb 10°C und/oder 80% Luftfeuchtigkeit ohne Schwierigkeiten möglich.

Der Lösemittel-Anteil der Basiskomponente basiert vorwiegend auf reinem Alkohol.

Die arbeitsphysiologischen Eigenschaften des erfin dungsgemäßen Beschichtungsmittels sind günstig.

Die Salzsprüh-Schwitzwasser-Beständigkeit und die mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels sind vergleichbar mit konventionellen lösemittelhaltigen Epoxi-Zweikompo nenten-Korrosionsschutzgrundierungen. Die hervorra genden Korrosionsschutzwerte sowohl in Salzsprüh- als auch im Schwitzwassertest im LM- und im H₂O-Be reich resultieren aus dem Einsatz des schwermetall freien Korrosionsschutz-Pigments in physiologisch absolut unbedenklicher Form. Es handelt sich dabei um die erwähnte Aluminiumtriphosphat-Verbindung.

Darüber hinaus ist es mit dem neuen Beschichtungs mittel jedoch auch möglich geworden, zinkstaubrei che, wasserverdünnbare Korrosionsschutzgrundierun gen zu formulieren, die keinerlei Probleme bezüg lich der Lagerstabilität aufweisen. Damit unter scheidet sich das erfindungsgemäße Zinkstaub-System deutlich von bekannten, marktgängigen Verfahren, die im Hinblick auf die Lagerstabilität als Drei- Komponenten-System ausgebildet werden müssen. Bei diesen bekannten Systemen handelt es sich bei spielsweise um ein Bindemittel-Härter-Gemisch, das vor Ort mit Zinkstaub versetzt werden muß. Dieses Verfahren ist sehr umständlich; das Handling ent spricht dem recht aufwendigen Verfahren bei Zinksi likat-Systemen. Das erfindungsgemäße zinkstaubhal tige Beschichtungsmittel läßt sich jedoch ebenso einfach und unproblematisch handhaben und verarbei ten, wie dies bei zinkstaubfreien Systemen der Fall ist.

Das neue Beschichtungsmittel erfüllt alle Bedingun gen, die die Umweltverträglichkeit fordert. Ferner werden alle Kriterien eliminiert, die bei der An wendung von konventionellen bekannten Beschich tungsmitteln durch naturbedingte Schwankungen in Form von Kälte und/oder Luftfeuchtigkeit gegeben sind. Dem Anwender wird somit ein äußerst wirt schaftliches System an die Hand gegeben. Die ein zelnen Komponenten des Systems sind weitgehendst temperaturunempfindlich. Einschränkungen bezüglich der Transportlogistik sowohl in subtropischen als auch in arktischen Bereichen brauchen nicht gemacht zu werden. Damit ist eine weltweite Belieferung möglich, insbesondere auch im Bereich der Contai ner-Industrie, da sich das erfindungsgemäße Be schichtungsmittel hervorragend zum Beschichten von Containern eignet. Insbesondere ist es möglich, das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel im Außenbe reich als Grundkomponente einzusetzen und im Innen bereich als Fertiganstrich, dies insbesondere bei einem ISO-Container, wobei damit rund 70% des Ge samtbedarfs an Beschichtungsmittel bei einem derar tigen Container gedeckt sind.

Darüber hinaus eignet sich das erfindungsgemäße Be schichtungsmittel für den Einsatz in der gesamten Industrielackierung, zum Beispiel bei Großfahrzeu gen, Stahlkonstruktionen sowie an allen Massengü tern, die bei Raumtemperatur einschließlich einer wärmeforcierten Trocknung bis ca. 80° gehärtet wer den. Eine Anwendung im Hoch- und Tiefbau auf mineralischen Flächen ist ebenfalls möglich.

Eine herausragende Möglichkeit bei dem neuen Be schichtungsmittel besteht darin, für bestimmte Be reiche eine Aktivpigmentierung in Form von Zink staub-Eisenphosphit-Gemischen vorzunehmen. Verfech ter von "zinkstaubreichen Grundierungen" sind damit in die Lage versetzt, bei niedrigen Temperaturen und/oder hohen Luftfeuchtigkeiten das lösemittel haltige System zu wählen beziehungsweise bei Trock nungstemperaturen, die größer als 15°C sind und einer Luftfeuchtigkeit, die kleiner als 80% ist, das wäßrige System einzusetzen beziehungsweise auf dieses umzuschalten.

Nachfolgend soll nunmehr noch auf die Untergrund vorbehandlung, die Applikation und die überlackier barkeit eingegangen werden.

Für die Untergrundvorbehandlung ist je nach An strichträger und Objekt der Einsatz aller bekannten physikalischen und/oder chemischen Verfahren mög lich. Insbesondere sei hier Strahlen, Flammstrah len, Beizen und/oder Phosphatieren genannt.

Die Applikation kann durch pneumatisches oder auch Airless-Spritzen (gegebenenfalls Airless-Elektro statik-Spritzen) erfolgen. Auch ist ein Arbeiten im Untermischverfahren möglich (Topfzeit bei 20°C circa 4 Stunden). Im Serienbetrieb können für die Applikation 2K-Mischanlagen eingesetzt werden. Handwerklich ist die Verarbeitung in Form von Streichen und /oder Rollen möglich.

Für die Überlackierbarkeit gilt, daß beide System gruppen, also das zinkstaubfreie und auch das zink staubhaltige System des erfindungsgemäßen Beschich tungsmittels in beiden Löseversionen - also lösungsmittelhaltig oder wasserverdünnt - mit allen bekannten und marktgängigen Decklacksystemen über arbeitet werden können. Damit ergibt sich mit Aus nahme von ofentrocknenden Systemen oberhalb 80°C eine nahezu uneingeschränkte Anwendungsmöglichkeit.

Claims

1. Beschichtungsmittel mit einer Basiskomponente und einem Härter, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiskomponente Polyaminoamid aufweist und daß ihr wahlweise eine lösungsmittelverdünnbare erste oder eine wasserverdünnbare zweite Komponente zugemischt ist, die den Härter bildet, wobei die erste Kompo nente ein Flüssigharz ist, das Bisphenol und Glyci dylether aufweist und wobei die zweite Komponente ein emulgierbares Harz mit einer Epoxidzahl von ma ximal 8 ist.

2. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Basiskomponente einen Amin wert zwischen 300 bis 500, insbesondere 380 bis 420, hat.

3. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ba siskomponente eine Viskosität von 1500 bis 3000 mPa·s bei 25°C hat.

4. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ba siskomponente einen Zusatz eines tertiären Amins aufweist.

5. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ter tiäre Amin einen Aminwert von 8 bis 14, insbeson dere 10,5 bis 11, hat.

6. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ter tiäre Amin eine Viskosität von 150 bis 350 mPa·s bei 25°C hat.

7. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gly cidylether der ersten Komponente ein monofunktio neller, insbesondere aliphatischer Glycidylether ist.

8. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bis phenol ein erstes und der Glycidylether ein zweites Harz bildet und daß das Mischungsverhältnis dieser beiden Harze im Bereich zwischen 1 : 4 bis 4 : 1 liegt.

9. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ge misch des ersten und des zweiten Harzes eine Epo xidzahl von 1,5 bis 8, insbesondere 2,2 bis 5,8, aufweist.

10. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ge misch des ersten und des zweiten Harzes ein Epoxi äquivalent von circa 100 bis 500, insbesondere 170 bis 330, aufweist.

11. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ge misch des ersten und des zweiten Harzes eine Visko sität von 6500 bis 12000 mPa·s bei 25°C hat.

12. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz der zweiten Komponente mittelviskos ist und insbe sondere eine Epoxidzahl von 1,5 bis 8, vorzugsweise 2,2 bis 5,8, aufweist.

13. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz der zweiten Komponente ein Epoxiäquivalent von 100 bis 250, insbesondere 172 bis 182, aufweist.

14. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Harz der zweiten Komponente Benzylalkohol zugemischt wird.

15. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Harz der zweiten Komponente insbesondere demineralisier tes Wasser zugemischt wird.

16. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz (Basisharz) der zweiten Komponente im Gewichtsver hältnis in einem Bereich von 40 : 20 : 40 (Basisharz : Benzylalkohol: demineralisiertes Wasser) bis 90 : 6 : 4 (Basisharz : Benzylalkohol : demineralisiertes Wasser) versetzt wird.

17. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, gekennzeichnet durch eine schwerme tallfreie Rezeptur, bei der die Basiskomponente be steht aus: 6 bis 8 Teile Polyaminoamid
0,5 bis 1 Teil Aminoethylaminopropyltrim ethoxysilan (Silan)
5 bis 20 Teile Aluminiumtriphosphat
20 bis 30 Teile Colöser in Form von Alko hol
68,5 bis 41 Teile Pigment, Extender, Anti absetzmittel-Kombination in Form von Titandioxid, Magnesiumsilikat, Barium sulfat, Bentonite, Sili ziumdioxid.

18. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, gekennzeichnet durch eine metallhal tige, insbesondere zinkstaubhaltige Rezeptur, bei der die Basiskomponente besteht aus: 5,5 bis 7 Teile Polyaminoamid
8 bis 10 Teile Alkohol
43,5 bis 41,5 Teile Farbenzinkstaub, insbe sondere mit einem Zinkan teil von mindestens 98% bei einem metallischen Zinkanteil von mindestens 94%
42 bis 40,5 Teile Eisenphosphit 1 bis 0 Teil Bentonite, Siliziumdioxid als Antiabsetzmittel.

19. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 5 bis 20, insbesondere 10 Gewichtsanteilen der Basis komponente und 0,5 bis 2, insbesondere 1 Gewichts anteil der ersten oder der zweiten Komponente be steht.