FI62677C - Belaeggningskomposition omfattande ett polymeriserat harts medisocyanatreaktiva grupper och ett tvaerbindningsmedel med bockerade isocyanatgrupper - Google Patents

Description

E35r*l ΓβΙ kuulutusjulkaisu rj n lBJ (11) UTLÄGGNINGSSKIUFT 0^611 c ivaten tti eiySnnetty 10 02 1933

Limjjrj Patent eeddelat -- (S,J M.W’ C 09 D 3/72 SUOMI—FINLAND ¢1) 751603 (22) HtiMmlspUv·—AnaAluilngadtf 30.05.75 ' ' (23) AMcupUvt—GHtlgkMdac 30.05.75 (41) Tullut JulklMW—Bllvlt offumHt 22.12.75

Fatunttl·· ja rekisterihallitus .... „ .. .__ .,,.,..

. ,.._, (44) Nlhtivtkjl panon ja kuuLJulluiaun pvm. — Qo

Paten»· ech registerstyreisen ' ' Antokin «ι·*! och utUkrtften pubticarad 29-10.82 (22)(33)(31) Fjnrdittjr stuolksm - Btftrd prlorltot 21.06.7^ 09.08.7U usa(us) U8188U, U96066 (71) Grow Group, Inc-, PanAm Building, 200 Park Avenue, New York,

New York 10017, USA(US) (72) Ivan H. Tsou, Bloomfield Hills, Michigan, USA(US) (7U) Berggren Oy Ab (5U ) Päällystekoostumus, joka muodostuu polymeroidusta hartsista, jossa on isosyanaattireaktiivisia ryhmiä, ja silloitusaineesta, jossa on suojattuja isosyanaattiryhmiä - Beläggningskomposition omfattande ett polymeriserat harts med isocyanatreaktiva grupper och ett tvär-bindningsmedel med hlockerade isocyanatgrupper Tämä keksintö koskee päällystekoostumusta, erityisesti jauhemaista päällystekoostumusta, liuottimenkestävien päällysteiden valmistamiseksi, joka muodostuu polymeroidusta hartsista, jossa on isosyanaattireaktiivisia ryhmiä ja silloitusaineesta, joka sisältää vähintään kaksi suojattua isosyanaattiryhmää molekyyliä kohden, ja joka on valmistettu isoforonidi-isosyanaatista, suo-jausaineesta ja yhdisteestä, jossa on vähintään kaksi isosya-naattireaktiivista ryhmää, joka yhdiste pehmittää päällyste-koostumusta sekä kovettumisen aikana että sen jälkeen.

Tunnetuilla päällystekoostumuksilla, erityisesti jauhemaalipääl-lystekoostumuksilla on huono leviävyys kovettumisen aikana ja kalvoilla on huono kiilto. Lisäksi yhteensulautumiseen vaaditaan korkeita lämpötiloja samalla, kun silloitusreaktiolämpötila on vielä korkeampi, n. 190-260°C. Edelleen on tunnetuilla materiaaleilla taipumus paakkuuntua varastoitaessa matalissa lämpötiloissa, kuten 21-27°C:ssa ja päällysteet ovat hauraita, niiltä puuttuu joustavuus ja tarttuvuus.

2 62677

Ratkaisu näihin ongelmiin olisi käyttää mahdollisimman puhdasta silloitusainetta, joka sopii yhteen polymeroidun hartsin kanssa. Lisäksi silloitusaineen tulisi aikaansaada leviäminen halutussa matalassa lämpötilassa kuten liuotin ja toimia hartsin pehmitti-menä, kuitenkin sen tulisi olla stabiili halutun varastolämpö-tilan alapuolella. Sillä tulisi myös olla funktionaalisia ryhmiä, jotka silloittuvat hartsin kanssa mahdollisimman alhaisessa lämpötilassa ja silloittumisen jälkeen tulla osaksi kalvoa ja toimia sisäisenä pehmittimenä.

US-patenttijulkaisusta 3 660 143 tunnetaan säteilyllä kovettuvan maalin sideaine, jossa on hydroksifunktionaalisen akryylikumi-hiukkasen, diisosyanaatin ja hydroksialkyyliakrylaatti- ja vinyylimonomeerien additiotuotetta.

US-patenttijulkaisusta 3 542 586 tunnetaan säteilyllä kovettuva maali, jonka vinyylisideaine sisältää monoesteriryhmiä.

US-patenttijulkaisusta 3 317 463 tunnetaan suojattujen isosyanaatti-koostumuksien (suojattu steerisesti estetyillä fenoleilla) käyttö uretaanien valmistuksessa, kun taas US-patenttijulkaisusta 3 583 943 tunnetaan isosyanaattiryhmän suojaus ketoksii-railla.

US-patenttijulkaisusta 3 621 000 tunnetaan suojattu isosyanaatti, jossa on bifunktionaalinen polyeetteri.

US-patenttijulkaisusta 3 659 003 tunnetaan kopolymeroitu akryyli-hartsi, jonka annetaan reagoida monosuojatun diisosyanaatin kanssa valujauheiden valmistamiseksi. Kaikilla alan aikaisemmilla tuotteilla on se vaikeus, että ei ole olemassa mitään yksinkertaista keinoa pehmittävän vaikutuksen viemiseksi silloitettuun polyme-roituun hartsiin vaivattomalla valmistusvaiheella hartsikalvon muodostuksessa, kuten yllä on kuvattu.

Edelleen kaikilla alan aikaisemmilla tuotteilla on se vaikeus,· ettei ole olemassa mitään keinoa muodostaa jauhevalmistetta, joka voidaan nopeasti kovettaa halutuksi kalvoksi matalassa lämpötilassa.

62677 Tämän keksinnön mukaiset päällystekoostumukset, erityisesti jau-hepäällystekoostumukset, voidaan kovettaa matalassa lämpötilassa, joka johtaa takertuvaan kalvoon. Johtuen halutun jauhepäällyste-koostumuksen tarpeesta, joka kykenee antamaan pintapäällyste-laadun, jota vaaditaan trukki- ja autoteollisuudessa, on ollut tarvetta tällaisen kalvoa muodostavan koostumuksen matalan lämpötilan kovettumisen saavuttamisesta, kuitenkin ilman jauheen paakkuuntumista. Jauhekoostumuksella tulee olla kyky levitä ennen kovettumistoimenpidettä. Jos jauhehiukkasten agglomeroitumista tai paakkuuntumista esiintyisi, on suositeltavaa, että se tapahtuu mahdollisimman korkeassa lämpötilassa. Kuitenkin, jotta säästettäisiin energiaa käyttämällä vähemmän lämpöä kovettumiseen, on parasta, että jauhekoostumuksella on mahdollisimman matala kovettumis- tai silloituslämpötila. Tämän vuoksi jauhekoostumuk-sen pehmenemispisteen tulee olla suhteellisen kapea. Edelleen käytettäessä suojattua isosyanaattia silloitusaineena, on suositeltavaa, että kun isosyanaattiryhmä vapautuu, kovettumistoimenpiteen aikana tulee olla vain vähän täi ei lainkaan kaasunmuodostusta. Tämä keksintö koskee siis päällystekoostumusta liuottimen-kestävien päällysteiden valmistamiseksi, joka muodostuu poly-meroidusta hartsista, jossa on isosyanaattireaktiivisia ryhmiä ja silloitusaineesta, joka sisältää vähintään kaksi suojattua isosyanaattiryhmää molekyyliä kohden, ja joka on valmistettu iso-foronidi-isosyanaatista, suojausaineesta ja yhdisteestä, jossa on vähintään kaksi isosyanaattireaktiivista ryhmää, joka yhdiste pehmittää päällystekoostumusta sekä kovettumisen aikana että sen jälkeen. Keksinnön mukaiselle päällytekoostumukselle on tunnusomaista, että silloitusaine on valmistettu antamalla isoforoni-di-isosyanaatin ensin reagoida suojausaineen kanssa siten, että reaktiivisin kahdesta isosyanaattiryhmästä suojautuu ja sen jälkeen pehmittävän yhdisteen kanssa.

Tämä keksintö koskee päällystekoostumusta, edullisesti jauhemaista päällystekoostumusta, joka voidaan levittää halutulle alusta-aineelle ja joka lämmitettäessä muodostaa kovan, kiinni-tarttuvan kalvon. Tässä tapauksessa käytetty jauhe on yleensä hyvin hieno jauhe, jonka hiukkaskokoalue on n. 0,l-250yum, edullisesti l-150yum ja kaikkein mieluimmin n. 10-100^um ja sen 4 62677 keskimääräinen halkaisija on edullisesti alle 35^um.

Alusta-aine, jonka päälle päällyste levitetään, voi olla pohjustamatonta metallia, muovia, lasia yms. On huomattava, että ei-johtaville pinnoille voidaan asettaa johtava kerros, kuten hiiltä tai metallia ennen kuin tämän keksinnön päällyste levitetään.

Näin on asianlaita erityisesti silloin, jos jauheita on määrä sähköstaattisesti kerrostaa varatulle alusta-aineelle. Jos tällaista johtavaa kerrosta ei haluta levittää, on mahdollista kuumentaa alusta-ainetta niin, että hiukkaset voivat tarttua siihen. On havaittu, että toivottuja pintapäällystelaatuja voidaan saavuttaa, kun käytetään metallista alusta-ainetta. Vaikka metallinen alusta-aine voidaan puhdistaa normaalipuhdistustekniikalla, kuten klooratulla hiilivedyllä, alkalilla yms. jauhe voidaan levittää suoraan metalliselle alusta-aineelle käyttämättä normaalia korroosiota kestävää fosfaattipäällystysvalmistetta. Joissakin tapauksissa on kuitenkin havaittu toivottavaksi saavuttaa pitkäaikainen korroosionkestoisuus jauhepäällysteillä levittämällä korroosiota kestävä fosfaattipäällystevalmiste metalliselle alusta-aineelle.

Päällystekoostumuksen yksi komponentti on siis polymeroitu hartsi, jossa on isosyanaattireaktiivisia ryhmiä. Toisin sanoen hartsi on jo polymeroitu, mutta siinä on funktionaalisia ryhmiä, jotka voivat reagoida silloitusaineen isosyanaattiryhmän kanssa. Silloitus tapahtuu jauhepäällysteen kovettumisen (yleensä kuumentamalla) aikana.

Esimerkkejä polymeroiduista hartseista, joissa on isosyanaattireaktiivisia ryhmiä, ovat edullisesti kertamuovihartsit, vaikka kestomuovihartseja voidaan myös käyttää. Suositeltava polymeroitu hartsi on sellainen, joka sisältää reaktiivisia ryhmiä, joissa on korvattavia vetyatomeja, kuten sellaisia vetyatomeja, jotka ovat läsnä hydroksyyliryhmässä, aminoryhmässä (primäärinen tai sedundäärinen aminoryhmä), merkaptoryhmässä, amidoryhmässä jne. Oletetaan, että vetyatomit siirtyvät edellä mainituista ryhmistä suojaamattomaan isosyanaattiryhmään kovettumisen aikana tai saat- 5 62677 taa esiintyä karbonyyliadditioreaktion esterivaihto, jossa iso-syanaattiryhmä ei uudistu, vaan muodostuu välituote. Hartsi voi olla polymeroitu, etyleenisesti tyydyttämätön materiaali, kuten akryyli-, metakryyli-, vinyyli- tai polyesterihartsi tms. Suositeltava polymeroitu hartsi on sellainen, jossa monomeerilla on kaava ^R^-0-(O) C7-A-^C (O) 0-R^ jossa n ja t ovat 0 tai 1 ja n + t on 1-2; jossa A on 2-8 hiiliatomia sisältävä alkenyyli-tai alkenyleeniryhmä tai niiden substituoitu ryhmä, jossa subs-tituentti voi olla kloori-, karboksi- tai syanoryhmä; on huomattava, että A voi olla haarautunut tai suoraketjuinen; ja R ja R^ voivat olla samoja tai eri ryhmiä ja ne voivat olla vetyatomeja, 1-20 hiiliatomia ja mieluummin 2-8 hiiliatomia sisältäviä alkyyli-ryhmiä, 1-20 hiiliatomia, mieluummin 2-8 hiiliatomia ja vielä mieluummin 2-5 hiiliatomia sisältäviä.substituoituja alkyyliryh-miä, 1-20 hiiliatomia ja mieluummin 2-8 hiiliatomia sisältäviä primäärisiä tai sekundäärisiä aminosubstituoituja alkyyliryhmiä; joissa aminoryhmän substituentti on 1-6 hiiliatomia sisältävä alkyyli- tai hydroksialkyyliryhmä; 1-6 hiiliatomia sisältävä merkaptosubstituoitu alkyyliryhmä; 1-20 hiiliatomia ja mieluummin 2-8 hiiliatomia sisältävä merkaptosubstituoitu alkyyliryhmä; korkeintaan 20 hiiliatomia ja mieluummin korkeintaan 8 hiiliatomia sisältävä alkyylitioalkyleeniryhmä ja ryhmä, jossa on korkeintaan 8 hiiliatomia ja joka sisältää oksiraanirenkaan, kaikkein mieluimmin 3 hiiliatomia, kuten glysidyyliryhmä.

Yllä olevista monomeereista suositeltavimpia ovat ne, joissa n + t = 1, erityisesti akryyli- ja metakryylihartsit jne.

Yllä olevista monomeereista sopivia esimerkkejä hapoista ovat akryyli-, metakryyli-, itakoni-, etakryyli-, maleiini-, fumaari-happo jne; sopivia esimerkkejä alkyyliestereistä ovat ne, joissa alkyyliryhmä on metyyli-, etyyli-, propyyli-, isopropyyli-, butyyli-, tert.-butyyli-, pentyyli-, heksyyli-, etyyliheksyyli-, oktyyli-, dekyyli-, dodekyyliryhmä jne; sopivia esimerkkejä hydroksisubstituoidusta alkyyliryhmästä ovat hydroksietyyli-, hydroksipropyyli-, hydroksibutyyli-, hydroksipentyyli-, hydroksi-heksyyli-, hydroksioktyyli-, hydroksidekyyli-, hydroksidodekyyli- 6 6 7 6 7 7 ryhmä jne; sopivia esimerkkejä aminoalkyyliryhmistä ovat amino-metyyli-, aminoetyyli-, aminopropyyli-, aminobutyyli-, amino-pentyyli-, aminoheksyyli-, amino-oktyyli-, aminodekyyli- ja aminododekyyliryhmä, jossa aminoryhmä on primäärinen tai sekundäärinen aminoryhmä ja aminoryhmässä oleva substituentti on 1-6 hiiliatomia ja mieluummin 1-4 hiiliatomia sisältävä alkyyliryhmä; sopivia esimerkkejä merkaptoalkyyliryhmistä ovat metyyli-merkapto-, etyylimerkapto-, propyylimerkapto-, butyylimerkapto-, pentyylimerkapto-, heksyylimerkapto-, oktyylimerkapto-, dekyyli-merkapto- ja dodekyylimerkaptoryhmä jne; samalla tavoin alkoksi-alkyyli- ja alkyylitioalkyyliryhmät voivat olla metoksimetyyli-, etoksimetyyli-, etoksietyyli-, metyylitiometyyli- ja etyylitio-etyyliryhmiä jne.

On huomattava, että vaikka polymeroitu hartsi voi olla homopoly-meeri, on toivottavinta käyttää monomeerien seosta eri ominaisuuksien kuten paremman lohkeilukestoisuuden, liituuntumiskestoisuu-den, tarttuvuuden, kiillon, joustavuuden, lujuuden, kovuuden, leviämisen, paakkuuntumiskestoisuuden ja liuotinkestävyyden antamiseksi kalvon päällystekoostumukselle.

Suositeltava polymeroituva monomeeriseos on sellainen, jossa on suurehko määrä estereitä (R tai yllä olevassa kaavassa on alkyyli- tai substituoitu alkyyliryhmä, jossa substituentti on ei-funktionaalinen tai ei-reaktiokykyinen) (n. 50-90 %); pienehkö määrä (n. 0,1-5 %) happoa (R tai R^ on vetyatomi) ja huomattava määrä (n. 5-25 %) funktionaalisesti substituoitua alkyyliyhdistettä (R tai R^ on alkyyliryhmä, jossa on substituentti, jolla on reaktiokykyistä isosyanaattifunktionaalisuutta).

Lisäksi muita kopolymeroituvia monomeereja, joissa on etyleeni-sesti tyydyttämätön ryhmä, voidaan lisätä seokseen pienehköjä määriä (n. 0,1-10 %) , kuten:.alifaattisia tai aromaattisia vinyylejä (esim. vinyylikloridia, vinyylitolueenia, styreeniä jne.).

Kaikki mitä polymeroidulta hartsilta vaaditaan, on että siinä on isosyanaattireaktiivisia ryhmiä, kuten niitä, joita yllä lueteltiin.

7 62677

Edellä mainittujen monomeerien polymerointireaktiossa käytetään standardi polymerointitekniikkaa käyttäen katalyyttejä, joudut-timia jne. Suositeltava menetelmä on liuospolymerointi erilaisissa orgaanisissa liuottimissa.

Koska koostumusta on määrä mieluummin käyttää jauhepäällyste-koostumuksena, kovettumislämpötilan tulee olla mahdollisimman alhainen. Tämän vuoksi on suositeltavaa, että polymeroidun hartsin molekyylipaino on suhteellisen alhainen, kuten n. 10000-75000 ja poikkeama lukukeskimääräisestä arvosta on mahdollisimman pieni. Toisin sanoen tällaisen kovettumisen saavuttamiseksi tietyn kopolymeerin molekyylipainoalueen tulee olla mahdollisimman kapea ja kuitenkin vielä yllä mainitulla alueella.

On huomattava, että alhaisen molekyylipainon hartsia tarvitaan halutun leviämisen, kalvon ulkonäön, vähemmän "appelsiinikuori-maisen” ulkonäön jne. saavuttamiseen. Kapea molekyylipainojakautuma saa aikaan jauheen korkean paakkuuntumislämpötilan, paremman leviämisen, paremman kiiltävän ulkonäön ja paremman yhteensopivuuden jauhekoostumuksen muiden komponenttien kanssa.

Silloitusaine

Silloitusaine, jota käytetään jauhepäällystekoostumuksen komponenttina, on kuten edellä on mainittu isoforonidi-isosyanaatti, jossa reaktiivisin isosyanaattiryhmä on suojattu ja toisien on annettu reagoida yhdisteen kanssa, joka kovettumisen jälkeen muodostaa hartsin sisäisen pehmittimen, mutta joka ennen kovettumista muodostaa hartsin ulkoisen pehmittimen. "Sisäisellä pehmittimellä" tarkoitetaan materiaalia, joka saa hartsissa aikaan pehmittävän vaikutuksen ja on kemiallisesti sitoutunut siihen. "Ulkoisella pehmittimellä" tarkoitetaan vastaavaa materiaalia, joka ei ole kemiallisesti sitoutunut. Reaktiivisin isosyanaattiryhmä on se, joka on sitoutunut 6-renkaaseen metyleeniryhmän välityksellä. Kovettumisen aikana tämä ryhmä lohkeaa ja reagoi polymeroidun hartsin funktionaalisten ryhmien kanssa.

"Suojatulla isosyanaatilla" tarkoitetaan isosyanaattiryhmää, jonka on annettu reagoida suojaavan aineen kanssa ja joka reaktio- 8 62677 tuote on stabiili aina n. 50°C:een saakka pitkän ajanjakson aikana. Jauhepäällystekoostumuksen kovettumisen aikana suojattu isosyanaatti tulee suojaamattomaksi esim. n. 125-200°C:ssa tapahtuvan kuivauksen aikana.

Isosyanaattireaktiivisena, pehmittävänä yhdisteenä voidaan käyttää tyydytettyjä alifaattisia glykoleja tai polyhydroksialkaa-neja tai sykloalkaaneja. Esimerkkeinä mainittakoon butyleeni-glykoli, 1,6-dihydroksioktaani; 1,7-dihydroksioktaani; 1,10-dihydroksidekaani; 1,12-dihydroksidodekaani; 2,2,2-trimetylo-lipentaani; pentaerytritoli; 1,3,5-trihydroksipentaani; 2,4,6-trihydroksiheksaani; neopentyyliglykoli (2,2-dimetyyli-l,3-dihydroksipropaani); 2,2,4-trimetyyli-l,3-pentaamdioli; 1,4-sykloheksaanidimetanoli jne; polyoksialkyleeniglykoli, jossa alkyleeniosa sisältää 2-4 hiiliatomia, kuten polyoksietyleeni-glykoli, polyoksipropyleeniglykoli, polyoksibutyleeniglykoli molekyylipainoltaan korkeintaan 500; moniarvoiset materiaalit, joissa on toistuva ketju -^CH2-CH (CH2OH2.7nf jossa n vaihtelee välillä 1-10; polyaminoyhdisteet, kuten 1,4-diaminobutaani; 1,6-diaminoheksaani; 1,8-diaminododekaani; on huomattava, että aminoyhdisteiden tulee olla primäärisiä tai sekundäärisiä amiineja, joissa on vähintään yksi reaktiokykyinen vety; subs-tituentti voi olla kiinnittyneenä typpeen; substituentti voi olla 1-6 hiiliatomia sisältävä alkyyliryhmä tai hydroksialkyyli-ryhmä.

Sopivia esimerkkejä merkaptoyhdisteistä ovat: 1,4-dimerkapto-pentaani; 1,6-dimerkaptoheksaani; 1,8-dimerkapto-oktaani; 1.10- dimerkaptodekaani; 1,12-dimerkaptododekaani.

Sopivia esimerkkejä amidoyhdisteistä, joita voidaan käyttää, ovat 1,4-diamidobutaani; 1,6-diamidoheksaani; 1,8-diamido-oktaani; 1.10- diamidodekaani; 1,12-diamiodododekaani. On huomattava, että amidoryhmään kiinnittynyt vetyatomi voidaan korvata alkyyli- tai hydroksialkyyliryhmällä, jolloin siinä on vähintään yksi korvattava vetyatomi, jonka voidaan antaa reagoida amidoryhmästä.

9 62677

Reaktiivisin isosyaniittiryhmä tulee, kuten edellä on mainittu, suojata. Yleisimpiä suojausaineita ovat fenolit, alkoholit, kaprolaktaami, aldoksiimit ja ketoksiimit. Edullisin suojaus-aine on ketoksiimi. Sopivia ketoksiimeja ovat ne, jotka on esitetty US-patentissa 3 583 943. Suositeltavia ketoksiimeja ovat dialkyyliketoksiimit, kuten dimetyyliketoksiimi, metyylietyyli-ketoksiimi, metyyliisobutyyliketoksiimit ja diisobutyyliketok-siimi.

Silloitusaineen valmistus

a) Isoforonidi-isosyanaatti + suojausaine -** X

b) X + polyfunktionaalinen pehmitinaine -* Y

jossa X sisältää suojatun isosyanaättiryhmän ja yhden vapaan iso syanaatti ryhmän; ja Y sisältää suojatun isosyanaattiryhmän ja ryhmän joka saadaan reaktiosta pehmitinaineen kanssa.

Kuten voidaan havaita pehmitinaine on polyfunktionaalinen materiaali, joka reagoi diisosyanaatin kanssa. Suositeltava pehmitinaine, jota voidaan käyttää, on sellainen, joka sisältää vähintään 4 hiiliatomia ja jossa funktionaalisilla ryhmillä on isosyanaat-tireaktiivisuutta ja joita erottaa toisistaan vähintään 1 hiili-atomi. Mieluummin pehmitinaineessa on vähintään 6 - n. 20 hiili-atomia .

Pehmitinaine itsessään voi olla reaktiotuote, kuten esteri, joka saadaan polyhydroksyylimateriaalin ja hapon, sen anhydridin tai kaksiemäksisen hapon reaktiosta. Sopivia moniarvoisia aineita on kuvattu Y:llä. Sopivat hapot, kaksiemäksiset hapot ja niiden anhydridit voivat sisältää korkeintaan 12 hiiliatomia, kuten oksaalihappo, malonihappo, glutaaarihappp,adipiinihappo, pimel-liinihappo, korkkihappo, atseliinihappo ja sebasiinihappo. Eräs suositeltava esteri on se, joka saadaan antamalla neopentyyli-glykolin ja 2,2-dimetyyli-3-hydroksipropionihapon reagoida keskenään ja jolla on rakenne

HO-CH2-C(CH3)2-CH2-0-C(O)-C(CH3)2-CH2-OH

Muita sopivia moniarvoisia yhdisteitä, jotka voivat reagoida polyisosyanaatin kanssa, ovat moniarvoiset hydantoiiniyhdisteet, joilla on rakenne 10 62677 r&.-k ° ^-s 0 14

R

jossa ja R^ voivat olla samoja tai eri ryhmiä ja voivat olla vetyatomeja, 1-6 hiiliatomia sisältäviä alkyyliryhmiä, 1-6 hiiliatomia sisältäviä hydroksialkyyliryhmiä, fenyyliryh-miä yms.

3 4 R ja R voivat olla samoja tai eri ryhmiä ja ne voivat olla vetyatomeja, 1-6 hiiliatomia sisältäviä alkyyliryhmiä, 1-6 hiiliatomia sisältäviä hydroksialkyyliryhmiä, polyoksialkyleeni-ryhmiä, joissa on 2-4 hiiliatomia alkyleeniryhmää kohti ja pääte-ryhmä on hydroksiryhmä; toistuvia yksikköjä, joilla on kaava -^5CH2-CH (CH2OH)_7-n jossa n vaihtelee välillä 1-10 yms. On huomattava, että hydan-toiinimateriaalien on sisällettävä vähintään kaksi hydroksyyli- ryhmää. Normaalisti nämä yhdisteet valmistetaan antamalla dime- 5 6 3 4 tyylihydantoiinin (R ja R ovat metyyliryhmiä ja R ja R ovat vetyatomeja) reagoida sopivan hydroksiryhmiä synnyttävän materiaalin, kuten epikloorihydriinin, etyleenioksidin, propyleeni-oksidin, butyleenioksidin yms. kanssa.

Epikloorihydriinin reaktiotuote saattaa vaatia hydrolyysin klooriryhmien poistamiseksi. Yleensä "moniarvoisten hydantoiini-johdannaisten" voidaan sanoa sisältävän 5-jäsenisen perusrengas- 3_6 rakenteen, joka yllä esitettiin (ottamatta huomioon R -subs-tituentteja), jossa on vähintään kaksi hydroksiryhmää molekyylissä.

On myös määritetty, että bis-hydantoiinijohdannaista so. sopivaa metyleeni-bis-(substituoidun hydantoiinin) hydroksijohdannaista voidaan myös käyttää.

5 6

Suositeltavassa hydantoiinissa R ja R ovat molemmat metyyli-3 4 ryhmiä ja R 3a R ovat molemmat -C2H4OH-ryhmiä. Toisessa 11 62677 5 6 suositeltavassa hydantoiinissa R ja R ovat molemmat metyyli-3 4 ryhmiä ja R ja R ovat molemmat -CI^OH-ryhmiä.

Koska lopullisella jauhevalmisteella tulee olla nopea kovettuminen, suojausaineen tulee vapautua sopivassa lämpötilassa mieluummin yli 121°C:ssa. Koska ensin reagoinut -NCO-ryhmä on reaktiokykyisin ja on nyt suojaamaton (121°C), se voi nopeasti silloittua polymeroidussa hartsissa olevien isosyanaatin kanssa reagoivien ryhmien kanssa.

Toinen tämän keksinnön silloitusaineen selvästi erottuva etu on se, että se on erittäin stabiili johtuen suojatusta isosyanaa-' tista, erityisesti kun se saatetaan alttiiksi ulkoilmalle. Tämä on erityisen tärkeää jauhepäällystysvalmisteelle siinä mielessä, että saadaan parempi varastointi-ikä eikä jauhe paakkuunnu käsittelyn aikana.

Silloitusainetta ja polymeroitua hartsia, joka on valmistettu yllä olevien menetelmien mukaisesti, voidaan käyttää pohjamaalina, joka levitetään sopivalle alusta-aineelle sopivan orgaanisella liuottimena tapahtuneen laimennuksen jälkeen. Lisäksi maalia (liuotin ynnä kalvonmuodostaja, so. polymeroitu hartsi + silloi-tusaine) voidaan kuitenkin käyttää jauhemaalihiukkasten valmistukseen sen menetelmän mukaisesti, jota on kuvattu amerikkalaisessa patentissa 3 737 401, Method of Making Powder Paint.

Suositeltava menetelmä tämän keksinnön jauhehiukkasten valmistamiseksi on valmistaa hiukkaset amerikkalaisen patentin 3 737 401 saostusprosessilla. Tässä prosessissa muodostetaan hienojakoisia pisaroita kalvonmuodostajasta ja kalvonmuodostajän orgaanisesta liuottimesta. Kun nestemäinen maali saatetaan kosketukseen toisen liuottimen kanssa, joka ei ole liuotin kalvonmuodostajalle, mutta on molemminpuolisesti liuotin (osittain sekoittuva) ensimmäisen liuottimen kanssa, pisarat muodostuvat. Jauhehiukkaset saostuvat, kun ensimmäinen liuotin poistetaan pisaroista laimentamalla niistä sinä aikana, kun ne ovat kosketuksessa liuottimeen, johon ensimmäinen liuotin on sekoittuva. Suositeltava liuotinpari on orgaaninen liuotin (ketoni) kalvonmuodostajalle ja vesi.

12 62677

Muita komponentteja voidaan lisätä nesteeseen ennen jauhehiuk-kasten muodostamista, kuten pigmenttejä, täyteaineita, orgaanisia värejä ja lakkoja, pehmittämistä ja leviämistä säätäviä aineita, katalyyttejä kovettumisnopeuden kiihdyttämiseksi, antistaattisia aineita yms. Suositeltava lisäpehmitinaine, joka voidaan sekoittaa mukaan silloitusaineiden kanssa, on esteri, joka saadaan korkeintaan 12 hiiliatomia sisältävän tyydytetyn alifaattisen triolin (n. 2 paino-osaa) ja pitkäketjuisen yksiemäksisen rasvahapon (jossa on vähintään 5 hiiliatomia -n. 2 paino-osaa) välisestä reaktiosta, jonka reaktiotuotteen annetaan sitten reagoida aromaattisen tai tyydytetyn alifaattisen kaksiemäksisen hapon tai anhydridin kanssa (n. 1 osa), jolloin saadaan seos, jossa on ylimäärin, mieluummin 50 % ylimäärin hydroksyyliryhmiä. Tämän pehmitinaineen hydroksyyliryh-mät voivat reagoida silloitusaineen suojaamattomien isosyanaat-tiryhmien kanssa jauheen kovettumisen aikana.

Edelleen on huomattava, että muita liukenevia pehmitinaineita voidaan lisätä kalvoa muodostavien komponenttien täydentämiseksi tarkoituksena antaa niiden reagoida ylimäärin olevien, reagoimattomien, suojaamattomien isosyanaattiryhmien kanssa. Tämän vuoksi näillä lisäaineilla tarvitsee vain olla vaatimuksena kyky omata isosyanaatin kanssa reagoivaa funktionaalisuutta (sisältäen ryhmiä, joissa on korvattavia vetyatomeja, kuten yllä kuvatuissa) ja antaa hartsille niiden pehmittävät ominaisuudet .

Mitä tahansa yllä esitetyistä pehmitinaineista voidaan käyttää. Suositeltavia aineita ovat moniarvoiset aineet, kuten sellu-loosajohdannaiset (selluloosa-asetaatti, selluloosa-asetaatti-butyraatti), alkaanipolyolit, moniarvoiset laktonit ja laktaamit, joilla on 5-7-jäseniset renkaat, moniarvoiset hydantoiinimate-riaalit yms.

Laskettuna kalvoa muodostavista aineosista, joita on yhteensä 100 paino-% tämän keksinnön jauhevalmisteita voidaan kuvata seuraavasti: 62677 13 polymeroitua harsia 30-75 % silloitusainetta, jonka kanssa pehmi- tinaine on reagoinut 70-25 % lisäpehmitinainetta 0-10 %, mieluununin vähintään 1 %

Jauhevalmiste voidaan esittää myös eri reaktiokykyisten ryhmien suhteen.

A. polymeroitua hartsia 0,7-1,5 isosyanaatin kanssa reagoivia ryhmiä B. silloitusainetta 0,8-1,5 isosyanaattiryhmiä C. pehmitinainetta (ennen reaktiota siiloitusaineen kanssa) 0,8-1,1 isosyanaatin kanssa reagoivia ryhmiä

Yhdessä komponenteilla B + c tulee olla ylimäärin NCO-ryhmiä, jotta ne olisivat reaktiokykyisiä polymeroidun hartsin kanssa.

Nyt kun keksintöä on kuvattu yllä, muita keksinnön toteutus-muotoja esitetään alla. Kaikki lämpötilat ovat °C-asteina ja kaikki prosenttiluvut ovat painoprosentteja ellei toisin ilmoiteta .

Esimerkki 1

Valmistettiin akryylihartsiseos lisäämällä orgaaniseen ketoni-liuottimeen yksi osa akryylihappoa, yksi osa etyyliheksyyliak-rylaattia, kuusi osaa etyyliheksyylimetakrylaattia, kaksikymmentä osaa etyylimetakrylaattia, viisi osaa hydroksipropyyli-metakrylaattia; liuos polymeroitiin. atsokatalyytillä n. 80°C:ssa.

Silloitusaine valmistettiin lisäämällä orgaaniseen ketoniliuot-timeen yksi osa isoforonidi-isosyanaattia, yksi osa metyyli-etyylioksiimia, kunnes reaktio meni loppuun. Tämän jälkeen lisättiin puoli osaa 1,6-heksaanidiolia, kunnes reaktio meni loppuun. Dibutyylitinaoksidia lisättiin reaktion loppuunsaattamiseksi .

Tämän jälkeen valmistettiin liuos, joka sisälsi suhteessa 2:1 polymeroitua akryylihartsia ja silloitusainetta. Hiilipigmenttejä 14 6267 7 lisättiin suhteessa 1 osa pigmenttiä 25 osaa kohti akryylihartsia ja jauhemaisia hiukkasia valmistettiin amerikkalaisen patentin 3 737 401 mukaisesti sekoittamalla kalvoa muodostavaa liuosta ja lisäämällä se sitten nestemäiseen veden ja ketonin seokseen, jossa vaiheessa pisarat alkoivat muodostua. Tämän jälkeen liuos lisättiin huomattaviin uusiin vesimääriin jauheen saostumisen aikaansaamiseksi laimentamalla ketonia pisaroista. Jauhe erotettiin sitten nesteestä suodattamalla, pesemällä ja kuivaamalla.

Hiukkasten halkaisijat vaihtelivat välillä 5-50 mikronia.

Puhdistettua teräslevyä käytettiin alustana, jolle hiukkaset ruiskutettiin sähköstaattisesta. Kalvo kovetettiin kuivaksi, kovaksi, kiinnitarttuvaksi, erittäin kiiltäväksi pinnoitteeksi kuivaamalla levy n. 163°C:ssa.

Esimerkki 2

Noudattaen esimerkin 1 menettelyä ylimäärin isosyanaattia käytettiin (50 % ylimäärin) silloitusaineen valmistuksessa. Ennen saostusta sekoitetusta väliaineesta lisättiin toista pehmitinainetta (0,1 osaa yhtä osaa kohti akryylihartsia). Toinen pehmitinaine oli trimetylolipropaanin (2 osaa), pelargonihapon (2 osaa) ja ftaalihappoanhydridin (1 osa) reaktiotuote. Jauhe muodostettiin samalla tavoin kuin esimerkissä 1. Jauhehiukkaset ruiskutettiin sähköstaattisesti teräslevyllä ja vulkanoitiin sitten saattamalla levy n. 163°C:n lämpötilaan. Kalvo oli kova ja kiinni-tarttuva ja .sillä voidaan luonnehtia olevan erittäin kiiltävä pintakerroslaatu.

Esimerkki 3

Noudatettiin esimerkin 2 menettelyä paitsi, että kapryylilaktoni-diolia (yksi osa kymmentä osaa kohti akryylihartsia) lisättiin ennen saostusta. Saatiin vastaavat kalvot teräksen pinnalle.

Esimerkki 4 Käytettiin esimerkin 1 menettelyä valmistettaessa hartsia ja jauhetta paitsi, että käytettiin seuraavaa reseptiä silloitusaineen valmistukseen: is 62677

Materiaali Ekvivalenttia

Isoforonidi-isosyanaattia 7,6 ho-ch2-c(ch3)2-ch2-o -C(0) 2,0

HO CH2 - (CH3) 2 -C

Trimetylolipropaania 2,0

Metyyli-isobutyyliketoksiimia 3,64 Tämän esimerkin mukaisesti valmistetut kalvot ovat oleellisesti samanlaisia, kuin esimerkin 1 kalvot.

Esimerkki 5 Käytettiin esimerkin 1 menettelyä valmistettaessa hartsia ja jauhetta paitsi, että käytettiin seuraavaa reseptiä silloitus-aineen valmistukseen.

Materiaalia Ekvivalenttia

Isoforonidi-isosyanaattia 5,0 1,3-(2-hydroksietyyli)-5,5-dimetyyli-hydantoiinia 2,5

Metyyli-isobutyyliketoksiimia 2,5 Tämän esimerkin mukaisesti valmistetut kalvot ovat parempia kuin esimerkin 1 mukaisesti valmistetut kalvot.