SK280046B6

SK280046B6 - Práškový náterový prostriedok tvrditeľný teplom

Info

Publication number: SK280046B6
Application number: SK128-93A
Authority: SK
Inventors: Richard F. Merritt; Aurelia De La Cuesta Sheppard; Kurt A. Wood
Original assignee: Rohm And Haas Company
Priority date: 1992-07-27
Filing date: 1993-02-23
Publication date: 1999-07-12
Also published as: LV10467B; AU3309693A; LV10467A; HU213182B; FI930754A; TW217418B; NZ245913A; US5216090A; KR940005765A; HUT66442A; FI104325B1; DE69311222D1; PL173087B1; PL297824A1; SI9300088B; SK12893A3; SI9300088A; NO930536D0; ZA931179B; PL173104B1

Description

Oblasť techniky

Tento vynález sa týka práškového náterového prostriedku tvrditeľného teplom. Podrobnejšie sa tento vynález týka práškového náterového prostriedku, ktorý má zlepšené optické vlastnosti, ako sú napríklad znížená kráterovitosť a zvýšená jasnosť odrazu (DOI).

- β-hydroxyalkylamidovým vytvrdzovacím činidlom všeobecného vzorca co iiii

HO-CH-C1I₂-N-C- -A -C-K-CU₂-CH-Dfl

IIII

R¹ R²R mn

Doterajší stav techniky

Z odbornej literatúry je známe, že práškové náterové prostriedky sú užitočné pri natieraní kovových predmetov. Takéto náterové prostriedky sú mimoriadne žiaduce, pretože ich používanie značne znižuje obsah organických rozpúšťadiel v kvapalných farbách alebo dokonca eliminuje používanie týchto organických rozpúšťadiel v kvapalných farbách. Ak sa práškové náterové prostriedky vytvrdzujú teplom, neodchádza do okolia žiadny prchavý materiál alebo len veľmi malé množstvo prchavého materiálu. To je významná výhoda oproti kvapalným farbám, pri ktorých organické rozpúšťadlo vyprcháva do atmosféry, keď sa náter teplom vytvrdzuje.

Na vonkajšiu trvanlivosť boli práškové náterové prostriedky podľa dosiaľ známej odbornej literatúry formulované spolu s polyesterom obsahujúcim karboxylovú skupinu alebo s akrylovým polymérom obsahujúcim karboxylovú skupinu, s materiálom obsahujúcim dikarboxylovú skupinu a s beta-hydroxyalkylamidovým vytvrdzovacím činidlom. Bolo uvedené, že tieto práškové náterové prostriedky a vytvrdzovacie systémy sú stabilné a majú dobré fyzikálne vlastnosti. Je takisto veľmi dobre známe, že mechanizmus vytvrdzovania práškového náteru je dôležitým aspektom práškových náterových prostriedkov. Napríklad USA patent číslo 4 801 680 opisuje práškový náterový prostriedok tvrditeľný teplom, ktorý obsahuje polyester obsahujúci difunkčnú karboxylovú skupinu a bety-hydroxyalkylamidové vytvrdzovacie činidlo. USA patent číslo 4 889 890 opisuje prostriedok, ktorý obsahuje polymér obsahujúci karboxylovú skupinu, materiál obsahujúci epoxyskupinu, ktorá má viac než jednu epoxyskupinu na molekule, a beta-hydroxyalkylamid. USA patent číslo 4 417 022 opisuje náterový prostriedok, o ktorom sa uvádza, že je ho možné aplikovať ako kvapalinu na substráty pozostávajúce v podstate z vytvrdzovateľnej zložky tvoriacej film a obsahujúcej polyol a organického reaktívneho riedidla, ktoré je schopné sa chemicky skombinovať s vytvrdzovateľnou zložkou tvoriacou film. Japonský patent číslo JP 01034471 opisuje náter rýchloschnúcej akrylovej emulzie, ktorý obsahuje polymér odvodený od akrylátového esteru, parafínový vosk a sušiaci pomocný prostriedok amidu dietanolamínu s kokosovou mastnou kyselinou, ktorý je užitočný ako vnútorný náter plsti automobilu.

Práškové náterové prostriedky podľa dosiaľ známej odbornej literatúry nemajú vždy dobré optické vlastnosti, ako sú napríklad lesk, kráterovitosť a jasnosť odrazu (DOI). Tento vynález sa snaží získať práškový náterový prostriedok, ktorý má zlepšené optické vlastnosti, ako sú napríklad lesk, kráterovitosť a jasnosť odrazu (DOI).

Podstata vynálezu

Podstatou navrhovaného riešenia je práškový náterový prostriedok tvrditeľný teplom, ktorý je tvorený

- polymérom obsahujúcim karboxylovú skupinu, ktorým je polyesterový alebo akrylový polymér, v ktorom R¹ znamená atóm vodíka alebo alkylovú skupinu s 1 až 5 atómami uhlíka, R² znamená atóm vodíka alebo alkylovú skupinu s 1 až 5 atómami uhlíka alebo skupinu všeobecného vzorca ho-ch-ch₂I R¹ v ktorej R¹ má uvedený význam a A znamená chemickú väzbu alebo monovalentnú, alebo polyvalentnú organickú skupinu odvodenú od nasýteného alebo nenasýteného aromatického uhľovodíka vrátane substituovaných uhľovodíkových skupín s 2 až 20 atómami uhlíka, m znamená číslo 1 až 2,n znamená číslo 0 až 2 a m+n znamená najmenej číslo 2, a

- materiálom, ktorý obsahuje skupinu hydroxyalkylamidu mastnej kyseliny, ktorý je vybraný zo skupiny pozostávajúcej z lauramidu dietanolamínu, acetamidu dietanolamínu, kapramidu dietanolamínu a stcaramidu dietanolamínu v množstve 0,1 až 15 %, vztiahnuté na hmotnosť polyméru.

Prostriedok výhodne obsahuje materiál obsahujúci skupinu hydroxyalkylamidu mastných kyselín v množstve 2 až 10 %, vztiahnuté na hmotnosť polyméru.

Polymérom v prostriedku je polyester obsahujúci karboxylovú skupinu, ktorá sa vytvorí kondenzačnou reakciou alifatických polyolov alebo cykloalifatických polyolov s alifatickými alebo aromatickými polykarboxylovými kyselinami s anhydridmi, pričom tento polyester má Tg 30 až 85 °C a číslo kyslosti 20 až 80, alebo akrylový polymér, ktorý obsahuje karboxylovú skupinu, pričom tento akrylový polymér má Tg 35 až 100 °C alebo 45 °C až 70 °C.

Pomer ekvivalentu β-hydroxyalkylamidu k ekvivalentom skupiny karboxylovej kyseliny v prostriedku je 0,6 : 1 až 1,6 : 1.

Výhody podľa tohto vynálezu spočívajú v tom, že práškový náterový prostriedok podľa tohto vynálezu má zlepšené optické vlastnosti, ako sú napríklad lesk, kráterovitosť a jasnosť odrazu (DOI). Práškový náter je vhodný na použitie vo všeobecne používaných priemyselných náteroch, v strojárstve a v náteroch zariadení, predovšetkým ako náter kovových predmetov, ako sú napríklad plechovky, náradie, Časti automobilu a podobne. Práškový náterový prostriedok sa ďalej môže používať na filmy, vlákna, farby, laky, fermeže, bezškárové podlahoviny, tmely a impregnačné materiály.

Podľa tohto vynálezu sa teda pripravuje práškový náterový prostriedok tvrditeľný teplom. V jednom usporiadaní prostriedok obsahuje polymér, ako je napríklad polyester, ktorý obsahuje karboxylovú skupinu, β-hydroxyalkylamidové vytvrdzovacie činidlo a materiál, ktorý obsahuje skupinu hydroxyalkylamidu mastnej kyseliny na zlepšenie optických a vzhľadových vlastností. V inom usporiadaní môže práškový náterový prostriedok obsahovať tiež polyester, ktorý obsahuje karboxylovú skupinu, vytvrdzovacie činidlo s epoxidovou funkciou, ako je napríklad triglycidylizokyanurát (TGIC) alebo zmesi TGIC, hydroxyalkylami dového vytvrdzovacieho činidla, a materiál, ktorý obsahuje skupinu hydroxyalkylamidu mastnej kyseliny. V ešte inom usporiadaní môže práškový náterový prostriedok obsahovať akrylový polymér s kyselinovou funkciou, vytvrdzovacie činidlo s epoxidovou funkciou, ako je napríklad triglycidylizokyanurát (TGIC) alebo zmesi TGIC s hydroxyalkylamidovým vytvrdzovacím činidlom, a materiálom, ktorý· obsahuje skupinu hydroxyalkylamidu mastnej kyseliny. Práškové náterové prostriedky podľa tohto vynálezu teda obsahujú zmes niekoľkých materiálov. V práškovom náterovom prostriedku podľa tohto vynálezu však existujú tri podstatné zložky, najmä polymér, ako je napríklad polyester alebo akrylový polymér, ktoré obsahujú karboxylovú skupinu, beta-hydroxyalkylamidové vytvrdzovacie činidlo a materiál hydroxyalkylamidu mastnej kyseliny. Pridanie materiálu hydroxyalkylamidu mastnej kyseliny zlepšuje optické vlastnosti prostriedku, ako sú napríklad lesk, kráterovitosť a DOI.

Medzi polyestery, ktoré obsahujú karboxylovú skupinu, ktoré sa môžu používať podľa tohto vynálezu, patria tie, ktoré sú odvodené od kondenzačných reakcií alifatických polyolov vrátane cykloalifatických polyolov s alifatickými a/alebo aromatickými polykarboxylovými kyselinami a anhydridmi. Medzi príklady vhodných alifatických polyolov patrí 1,2-etándiol, 1,3-propándiol, 1,4-butándiol, neopentylglykol, cyklohexándimetanol, trimetylopropán a podobne. Medzi vhodné polykarboxylovc kyseliny a anhydridy patrí kyselina jantárová, kyselina adipová, kyselina azelaová (kyselina nonándiová), kyselina sebaková (kyselina dekándiová), kyselina terefialová, kyselina izoftalová, kyselina tetrahydroftalová, kyselina hexahydroftalová, kyselina trimellitová a anhydridy týchto kyselín.

Polyol a kyselina alebo anhydrid sa nechajú spolu zreagovať v nadbytku kyseliny, takže sa vytvorí polyester, ktorý má voľné karboxylové skupiny. Polyester, ktorý obsahuje karboxylovú skupinu, má výhodne číslo kyslosti od 20 do 80, výhodnejšie od 20 do 50. Výhodne je tento polyester pri teplote miestnosti pevný. Polyester je ďalej charakteristický tým, že má Tg od 30 °C do 85 °C, výhodne od 40 °C do 75 °C.

Hodnota Tg polyméru je mierou tvrdosti a taviteľnosti polyméru. Čím vyššie je Tg, tým nižšia je taviteľnosť a tvrdosť náteru. Veličina Tg je opísaná v „Principles of Polymér Chemistry“ (1953), Comell University Press. Hodnotu Tg môžeme skutočne zmerať alebo sa dá vypočítať postupom opísaným Foxom: Bull. Amcr. Physics Soc., 1, 3, strana 123 (1956). Pojem Tg, ako je používaný v tomto spise, sa týka skutočne nameraných hodnôt. Na meranie Tg polyméru sa môže použiť diferenciálna skanovacia kalometria (DSC) (rýchlosť zahrievania 10 °C za minútu, pričom hodnota Tg bola stanovená v počiatku topenia).

Ak je Tg polyméru pod 30 °C, polymér a práškový náterový prostriedok obsahujúci takýto polymér má tendenciu byť lepivý a ťažko sa s ním pracuje. Ak je Tg nad hodnotou 85 °C, taviteľnosť polyesteru je nízka a náter môže mať zlý vzhľad.

Druhou podstatnou zložkou v práškových náterových prostriedkoch podľa tohto vynálezu je beta-hydroxyalkylamid. Beta-hydroxyalkylamid môže poskytovať zosieťovanú polymému sieť, ktorá je tvrdá, trvanlivá, odolná proti korózii a odolná proti rozpúšťadlám. Predpokladá sa, že beta-hydroxyalkylamidy vytvrdzujú náter esterifikačnou reakciou s polyesterom, ktorý' obsahuje karboxylové funkcie. Vytvoria sa tým násobné esterové väzby. Aby sa získala optimálna vytvrdzujúca odpoveď, mal by byť počet hydroxylových funkcií v beta-hydroxyalkylamide, v prie mere, aspoň dve, výhodne väčší než dve (2), výhodnejšie väčší než dve (2) až do štyroch (4).

Beta-hydroxyalkylamid sa môže pripravovať tak, že sa nechá reagovať nižší alkylester alebo zmes esterov karboxylových kyselín s beta-hydroxyalkylamidom za teploty v rozmedzí od teploty miestnosti do 200 °C podľa toho, aké sa používajú reakčné činidlá a podľa prítomnosti alebo neprítomnosti katalyzátora. Medzi vhodné katalyzátory patria bázické katalyzátory, ako sú napríklad metoxid sodný, metoxid draselný, butoxid sodný, butoxid draselný, hydroxid sodný, hydroxid draselný a podobne. Katalyzátory sa používajú v množstve 0,1 až 1 hmotnostného percenta vztiahnuté na hmotnosť alkyiesteru. Na dosiahnutie najúčinnejšieho vytvrdenia práškového náterového prostriedku je výhodné, aby pomer ekvivalentov beta-hydroxyalkylamidu (hydroxylového ekvivalentu) k polyesteru, ktorý obsahuje karboxylové skupiny (ekvivalenty karboxylovej skupiny), bol od 0,6 do 1,6 : 1, výhodnejšie od 0,8 do 1,3 : 1. Pomery mimo rozmedzia 0,6 až 1,6 : 1 sú všeobecne nežiaduce, pretože dochádza k zlému vytvrdzovaniu.

Tretím podstatným prvkom práškového náterového prostriedku podľa tohto vynálezu je materiál, ktorý obsahuje skupinu mastnej kyseliny. Materiál, ktorý obsahuje skupinu mastnej kyseliny sa vyberie zo skupiny, ktorá pozostáva z lauramidu dietanolamínu, acetamidu dietanolamínu, kapramidu dietanolamínu, steáramidu dietanolamínu alebo iných alkanolamínov a podobne. Obsah materiálu mastnej kyseliny je od 0,1 do 15 hmotnostných percent, vztiahnuté na hmotnosť polyesterovej živice, výhodne od dvoch percent do desiatich percent. Neočakávane bolo zistené, že materiál mastnej kyseliny zlepšuje optické vlastnosti, ako sú napríklad lesk, kráterovitosť a DOI.

V inom usporiadaní podľa tohto vynálezu sa namiesto polyesterového polyméru používa akrylový polymér, ktorý' obsahuje karboxylovú skupinu. Alkylový polymér, ktorý obsahuje karboxylovú skupinu, má výhodne číslo kyslosti od 20 do 82, výhodnejšie od 20 do 50. Tento materiál bude pri teplote miestnosti pevný. Akrylový polymér je ďalej charakterizovaný tým, že má hodnotu Tg od 35 °C do 100 °C, výhodnejšie od 45 °C do 70 °C. Ak sa používa akrylový polymér, ktorý obsahuje karboxylovú skupinu, používa sa materiál mastnej kyseliny v koncentrácii od 0,1 hmotnostného percenta do 15 hmotnostných percent, vztiahnuté na hmotnosť akrylovej živice, výhodne od dvoch do desiatich percent. Pri príprave akrylového polyméru, ktorý obsahuje karboxylovú skupinu, sa spolu zmiešajú rôzne monoméry a nechajú sa reagovať konvenčnými polymeračnými postupmi iniciovanými voľnými radikálmi. Medzi iniciátory voľných radikálov, ktoré sa môžu používať, patrí benzoylperoxid, terc.butylperoxid, diterc.butylperoxid, azobis(2-metylpropionitril) a tak ďalej. Môžu sa tiež používať činidlá prenášajúce reťazce, ako je napríklad merkaptopropionová kyselina.

Akrylový polymér, ktorý obsahuje karboxylovú skupinu, sa môže vytvoriť reakciou polymerovateľnej alfa, beta-etylenicky nenasýtenej karboxylovej kyseliny s jedným alebo aj viacerými inými polymerovateľnými alfa, beta-etylenicky nenasýtenými monomérmi, napr. estermi alfa, beta-etylenicky nenasýtených kyselín a prípadne s vinylovými aromatickými monomérmi.

Medzi príklady monomérov, ktoré obsahujú skupinu karboxylovej kyseliny, ktoré sa môžu používať, patrí akrylová kyselina a metakrylová kyselina, ktoré sú výhodnými príkladmi, takisto ako kyselina krotónová, kyselina itakónová, kyselina fumarová, kyselina maleínová, kyselina citrakónová a podobné kyseliny, a tiež monoalkylestery nena

SK 280046 Β6 sýtených dikarboxylových kyselín. Monomér, ktorý obsahuje karboxylovú skupinu, je výhodne prítomný v polyméri v množstvách od 6 do 25 hmotnostných percent, výhodnejšie od 8 do 18 hmotnostných percent, najvýhodnejšie od 10 do 14 hmotnostných percent, vztiahnuté na celkovú hmotnosť monomérov. Množstvá menšie než asi šesť hmotnostných percent môžu viesť k zlej odolnosti proti rozpúšťadlám a k zlej mechanickej pevnosti náterov.

Na prípravu akrylového polyméru sa používajú tiež estery beta-etylenicky nenasýtených karboxylových kyselín. Takýmito estermi sú výhodne alkylestery (s jedným až dvadsiatimi atómami uhlíka) kyseliny akrylovej alebo kyseliny metakrylovej. Patrí sem metylester kyseliny akrylovej, etyl ester kyseliny akrylovej, butylester kyseliny akrylovej, 2-etylhexylester kyseliny akrylovej, dodecylester kyseliny akrylovej, metylester kyseliny metakrylovej, etylester kyseliny metakrylovej, butylester kyseliny metykrylovej, 2-etylhexylester kyseliny metakrylovej a podobne. Tieto estery sú výhodne prítomné v množstvách 5 až 70, výhodnejšie od 10 do 50 hmotnostných percent vztiahnuté na celkovú hmotnosť monomérov. Estery alfa, betaetylenicky nenasýtených kyselín sú zmesi alkylesterov s jedným až dvoma atómami uhlíka a alkylesterov so štyrmi až dvadsiatimi atómami uhlíka, ako je napríklad zmes metylesteru kyseliny metakrylovej a butylesteru kyseliny metakrylovej.

Príkladmi vinylových aromatických zlúčenín sú monofunkčné vinylové aromatické zlúčeniny, ako je napríklad styrén, ktorý je výhodnou zlúčeninou, a alkylovou skupinou substituované styrény, ako je napríklad alfa-metylstyrén, a substituované styrény, ako je napríklad chlórstyrén. Vinylový aromatický monomér môže byť v prostriedku prítomný v množstvách od 0 do 94 hmotnostných percent, výhodne od 35 do 70 hmotnostných percent vztiahnuté na celkovú hmotnosť monomérov. Väčšie množstvá vinylového aromatického monoméru môžu mať za dôsledok nižšiu odolnosť proti ultrafialovému svetlu, zatiaľ čo nižšie množstvá môžu viesť k horšej odolnosti na zmáčacie činidlá (detergenty).

Okrem esterov alfa, beta-etylenicky nenasýtených kyselín a prípadne vinylových aromatických zlúčenín sa môžu používať iné etylenicky nenasýtené kopolymerovateľné monoméry. Medzi príklady takýchto látok patria nitrily, ako sú napríklad acetonitril, vinylhalogenidy a vinylidenhalogenidy, ako sú napríklad vinylchlorid a vinylidenchlorid, a vinylestery, ako je napríklad vinylacetát. Tieto ďalšie monoméry môžu byť prítomné v množstvách od 0 do 40 hmotnostných percent, výhodne od 0 do 30 hmotnostných percent, vztiahnuté na celkovú hmotnosť monomérov.

Polymerizácia sa výhodne uskutočňuje v roztoku v rozpúšťadlách, v ktorých sú monoméry rozpustné, ako je napríklad toluén alebo xylén. Po ukončení polymerizácie sa reakčná zmes zbaví prchavých zložiek, napríklad tak, že sa umiestni do vákua, aby sa tak odstránilo organické rozpúšťadlo. Izoluje sa tak polymér ako pevná látka. Alebo sa polymér môže tiež vyzrážať a následne vysušiť. Obvykle bude polymér, ktorý je zbavený prchavých zložiek, obsahovať menej ako jedno hmotnostné percento materiálov, ktoré prchajú pri teplotách použitých pri vytvrdzovaní náteru.

Polymérom, ktorý obsahuje karboxylovú skupinu, môže byť tiež akrylový polymér pripravený emulznou polymerizáciou, suspenznou polymerizáciou, polymerizáciou vo veľkom alebo ich vhodnými kombináciami, ako je to uvedené v USA patente číslo 4 727 111. Tieto techniky sú veľmi dobre známe odborníkom.

Výhodnými beta-hydroxyalkylamidovými materiálmi je zlúčenina s všeobecným vzorcom oo

HII ho-ch-ch₂-n-c--a--c-n-ch₂-ch-cxi

IIII

R¹ R²R nri i v ktorom R¹ znamená atóm vodíka alebo alkylovú skupinu s jedným až piatimi atómami uhlíka, R² znamená atóm vodíka alebo alkylovú skupinu s jedným až piatimi atómami uhlíka, alebo skupinu s všeobecným vzorcom

HO-CH-CItjI R¹ v ktorom R¹ znamená, ako je opísané, a A znamená chemickú väzbu alebo monovalentnú alebo polyvalentnú organickú skupinu odvodenú od nasýteného, nenasýteného alebo aromatického uhľovodíka vrátane substituovaných uhľovodíkových skupín s dvoma až dvadsiatimi atómami uhlíka, m znamená číslo jedna alebo dva, n znamená číslo nula alebo dva a m+n znamená najmenej číslo dva, výhodne viac než dva, obvykle v rozmedzí od dvoch do štyroch vrátane. A výhodne znamená alkylénovú skupinu -(CH₂)_X-, kde x znamená číslo od 2 do 12, výhodne od 4 do 10.

Práškový· náterový prostriedok môže ďalej obsahovať materiál, ktorý obsahuje skupinu polykarboxylovej kyseliny, ktorý je vybraný zo skupiny pozostávajúcej z alifatických polykarboxylových kyselín so štyrmi až dvadsiatimi atómami uhlíka, polymémych polyanhydridov, polyesterov s nízkou molekulovou hmotnosťou, ktoré majú hmotnosť ekvivalentu od 150 do 600 a ich zmesi.

Medzi alifatické polykarboxylové kyseliny, ktoré sa môžu používať, patria dikarboxylové kyseliny, ako sú napríklad kyselina adipová, kyselina korková (kyselina oktándiónová), kyselina azelaová (kyselina nonándiová), kyselina sebaková (kyselina dekándiová) a kyselina dodekandiová. Alifatické dikarboxylové kyseliny výhodne obsahujú párny počet atómov uhlíka.

Náterový prostriedok môže obsahovať tiež isté iné prísady, ktoré sú typicky obsiahnuté v práškových náterových prostriedkoch, ako sú napríklad pigmenty, činidlá na riadenie toku, činidlá, ktoré zabraňujú vzniku pľuzgierikov, činidlá spôsobujúce tekutosť prachov a stabilizátory proti účinkom svetla. Napríklad, ak sa majú získať práškové náterové prostriedky s vhodnou farbou, do náterového prostriedku sa zahrnie pigment, typicky v množstve jedného až 50 hmotnostných percent, vztiahnuté na celkovú hmotnosť práškového náterového prostriedku. Pigmenty, ktoré sú vhodné do práškových náterových prostriedkov, môžu byť organické alebo anorganické látky. Patria sem bázický chróman kremičitoolovnatý, oxid titaničitý, ultramarínová modrá, ňalocyanínová modrá, ftalocyanínová zeleň, uhlíková čerň, železitá čerň, chrómová zeleň, ťerritová žltá a červeň „quinto“.

Ako činidlá na riadenie toku sú vhodnými činidlami akrylové polyméry, ako sú napríklad polylaurylester kyseliny akrylovej, polybutylester kyseliny akrylovej, poly(2etylhexyl)ester kyseliny akrylovej, poly(kopolymér etyleštení kyseliny akrylovej a 2-etylhexylesteru kyseliny akrylovej), polylaurylester kyseliny metakrylovej, polyizodecylester kyseliny metakrylovej a podobné zlúčeniny, a flurované polyméry, ako sú napríklad estery polyetyléngly

SK 280046 Β6 kolu alebo polypropylénglykolu s fluorovanými mastnými kyselinami, napr. ester polyetylénglykolu s molekulovou hmotnosťou nad asi 2500 a perfluoroktánová kyselina. Ako činidlá na riadenie toku sa môžu používať tiež polymémc siloxány s molekulovými hmotnosťami nad 1000, napríklad polydimetylsiloxán alebo poly(metylfenyl)siloxán. Činidlá na riadenie toku môžu pomáhať pri znižovaní povrchového napätia počas zahrievania prášku a pri odstraňovaní vzniku kráterov. Ak sa používa, potom je činidlo na riadenie toku prítomné v množstve od 0,05 do 5 hmotnostných percent vztiahnuté na celkovú hmotnosť práškového náterového prostriedku. K prostriedkom sa môžu pridávať činidlá, ktoré zabraňujú tvorbe pľuzgierikov, čím sa umožní, aby akýkoľvek prchavý materiál, ktorý· je v prostriedku prítomný, unikol z filmu počas vypekania. Mimoriadne výhodným odplyňovacím činidlom je benzoín. Ak sa používa, potom je prítomný v rozsahu množstva od 0,5 do 3 hmotnostných percent vztiahnuté na celkovú hmotnosť práškového náterového prostriedku. Práškové náterové prostriedky môžu tiež výhodne obsahovať činidlá absorbujúce ultrafialové svetlo, ako je napríklad TINUVIN^<R), ktorý je komerčne dostupný. Ak sa používa, potom je TINUVIN^(R) prítomný v prostriedkoch typicky v množstve od 0,5 do 6 hmotnostných percent, vztiahnuté na celkovú hmotnosť práškového náterového prostriedku.

Práškový náterový prostriedok môže ďalej obsahovať kremenný prach alebo podobný materiál ako prísadu spôsobujúcu tekutosť prachu. Znižuje sa tým spekanie prachu počas skladovania. Príkladom kremenného prachu je CAB-O-SIL^tR), čo je obchodná značka výrobku. Ak sa používa, potom je táto prísada prítomná obvykle v množstvách od 0,1 do 0,5 hmotnostných percent, vztiahnuté na celkovú hmotnosť práškového náterového prostriedku. Prísada spôsobujúca tekutosť prachu sa obvykle pridáva k pevnému práškovému náterovému prostriedku po príprave zmesi.

Práškové náterové prostriedky tvrditeľné teplom sa pripravujú tak, že sa roztaví zmes zložiek náterového prostriedku. To sa urobí tak, že sa všetko najprv zmieša v suchom miešači s vysokým strihom alebo s vysokou intenzitou miešania napr. v Henschellovom miešači. Potom sa namiešaná zmes taví vo vytlačovacom lise, napríklad vo vytlačovacom lise s dvojitou závitovkou Wemer-Pfleiderer ZK-30 pri teplote od 80 °C do 130 °C. Výtlačok sa potom ochladí a rozpráškuje na prach. Práškový náterový prostriedok sa potom aplikuje priamo na kov, ako je napríklad oceľ alebo hliník, sklo, umelú hmotu alebo na vláknom vystužené predmety z umelých hmôt.

Aplikácie prášku sa môžu uskutočňovať elektrostatickým (koronovým výbojom alebo triboelektricky) rozprašovaním alebo použitím fluidnej vrstvy. Výhodné je elektrostatické rozprašovanie. Práškový náterový prostriedok sa môže aplikovať raz alebo niekoľkokrát. Tým sa po vytvrdení získa film s hrúbkou 0,00127 cm až 0,0127 cm. Na získanie konečnej povrchovej úpravy za rozumnú cenu sa výhodne používa práškový náter s hrúbkou od 0,003048 cm do 0,01016 cm, výhodne od 0,003556 cm do 0,00762 cm.

Predmet, ktorý sa má natrieť, sa pred aplikáciou môže prípadne predhriať, aby sa tak podporilo vytvorenie jednotnejšieho práškového náteru. Po aplikácii prášku sa práškom obtiahnutý predmet môže vypekať, typicky pri teplote od približne 149 °C do 204 °C v trvaní asi päť až šesťdesiat minút, výhodne asi dvadsať až štyridsať minút.

Nasledujúce príklady ukazujú prípravu rôznych hydroxyalkylamidových vytvrdzovacích činidiel, polyesterových polymérov, ktoré nesú karboxylovú funkciu, akrylových polymérov, ktoré majú karboxylovú funkciu, ktoré boli ponechané zreagovať s hydroxyalkylamidmi mastných kyse lín, ktoré sa používajú pri príprave práškových náterových prostriedkov tvrditeľných teplom podľa tohto vynálezu, čím sa neočakávane zlepší lesk, kráterovitosť a DOL

Tento vynález bude v ďalšej časti spisu opísaný pomocou príkladov.

Príklady uskutočnenia vynálezu

V príkladoch, ktoré nasledujú, bude odkazované na nasledujúce postupy testov:

1. 20° a 60° lesk bol meraný meračom lesku, ktorý vyrobila Gardner Inštrument Company.

2. Kráterkovitosť bola posudzovaná vizuálne na vytvrdených paneloch a bola vyhodnocovaná podľa stupňa existujúcej drsnosti povrchu.

3. Jasnosť odrazu bola meraná použitím prístroja, ktorý odráža polkruhové odrazy alebo rôzne tvary na panelovom povrchu. Tvar odrazov jasne viditeľný na paneli určuje citovanú hodnotu DOL

Príklad 1

Príprava polyesterového práškového náteru (bielo pigmentovaný)

Pigmentovaný práškový náterový prostriedok obsahujúci beta-hydroxyalkylamidové zosieťovacie činidlo, polyester, ktorý obsahuje karboxylovú kyselinu a rôzne množstvá hydroxyalkylamidu mastných kyselín. Na porovnanie je uvedený tiež podobný systém bez hydroxyalkylamidu mastných kyselín. Všetky hodnoty sú percentá z celkového prostriedku.

	vzorka
Zložka	A	B	C	D
polyester, ktorý obsa-	55,81	55,83	55,37	54,24
huje karboxylovú skupinu¹hydroxyalkylamid	2,94	2,30	1,66
Modaflow III²	0,75	0,76	0,76	0,76
lauramid dietanolamí-	—	1,12	2,21	5,00
nu (hydroxyalkylamid mastnej kyseliny) benzoín	0,50	0,49	0,50	0,50
oxid titaničitý	40,00	39,50	39,50	39,50

Poznámky: ¹ polyester s číslom kyslosti asi 34, ktorým je dostupný ako Grilesta V76-12.

² Modaflow III je akrylový kopolymér na nosiči, ktorý· je oxid kremičitý.

Zložky prostriedku sa dopredu zmiešajú v Henschelovom vysokointenzívnom miešači pri 1800 otáčkach za minútu v trvaní jednej minúty. Nasleduje vytlačovanie na vytlačovacom lise Werner and Pfleiderer ZSK-30 pri teplote 110 °C. Výtlačky sa potom ochladia, rozdrvia, rozomelú v kladivovom mlyne Mikropul, preosejú sa sitom s veľkosťou ôk 0,105 mm a elektrostaticky sa rozstriekajú na substrát Bonderite 1000 elektrostatickou tryskou. Vytvrdzovanie práškových náterov sa uskutočňuje v peci s núteným obehom vzduchu pri teplote 180 °C počas dvadsiatich minút. Mechanické a optické vlastnosti týchto náterov sú uvedené v tabuľke L Vzorky, ktoré obsahujú hydroxyalkylamid mastnej kyseliny, mali zlepšený lesk, DOI a kráterovitosť.

Tabuľka 1

vzorka	percento hydroxyalkylamidu mastnej kyseliny¹	lesk 20/60	DOI²	kráterovitosť³
A (kontrola)	0	70/90	40	4
B	2	78/91	30	6
C	4	81/93	60	5 až 6
D	100	87/94	70	7 až 8

Poznámky: ¹ Percento je vztiahnuté na polyesterovú živicu. ² Stupnica DOI je od 0 do 100 s tým, že 100 znamená najlepšie hodnotenie. ³ Stupnica kráterovitosti je od 0 do 10 s tým, že najlepšie hodnotenie je 10.

Príklad 2

Príprava polyesterového práškového náteru (bielo pigmentovaný)

Pigmentovaný práškový náterový prostriedok obsahujúci beta-hydroxyalkylamidové zosieťovacie činidlo, polyester, ktorý obsahuje karboxylovú kyselinu, a iný hydroxyalkylamid mastných kyselín. Na porovnanie je uvedený tiež podobný systém bez hydroxyalkylamidu mastných kyselín. Všetky hodnoty sú percentá z celkového prostriedku.

vzorka lepšie hodnotenie. ³ Stupnica kráterovitosti je od 0 do 10 s tým, že najlepšie hodnotenie je 10.

Príklad 3

Príprava polyesterového práškového náteru (bielo pigmentovaný)

Bielo pigmentovaný práškový náterový prostriedok obsahujúci beta-hydroxyalkylamidové zosieťovacie činidlo, polyester, ktorý obsahuje karboxylovú kyselinu, a iný hydroxyalkylamid mastnej kyseliny. Na porovnanie je uvedený tiež podobný systém bez hydroxyalkylamidu mastných kyselín. Všetky hodnoty sú percentá z celkového prostriedku. Zložky prostriedku sa dopredu miešajú v Henschelovom vysokointenzívnom miešači pri 1800 otáčkach za minútu počas jednej (1) minúty. Nasleduje vytlačovanie na vytlačovacom lise Wemer and Pfleiderer ZSK-30 pri teplote 110 “C. Výtlačky sa potom ochladia, rozdrvia, rozomelú v kladivovom mlyne Mikropul, preosejú so sitom s veľkosťou ôk 0,105 mm a elektrostaticky sa rozstriekajú na substrát Bonderite 1000 elektrostatickou tryskou. Vytvrdzovanie práškových náterov sa uskutočňuje v peci s núteným obehom vzduchu pri teplote 180 °C počas dvadsiatich minút. Mechanické a optické vlastnosti týchto náterov sú uvedené v tabuľke 3.

vzorka

Zložka AB polyester, ktorý obsahuje kar- 55,8156,15 boxylovú skupinu¹ hydroxyalkylamid 2,941,41

Modaflow III² 0,750,76 acetamid dietanolamínu (hydro- —1,68 xyalkylamid mastnej kyseliny) benzoín 0,500,50 oxid titaničitý 40,0040,00

Poznámky: ¹ polyester s číslom kyslosti asi 34, ktorý je dostupný ako Grilesta V76-12.

² Modaflow III je akrylový kopolymér na nosiči, ktorým je oxid kremičitý.

Zložky prostriedku sa dopredu miešajú v Henschelovom vysokointenzívnom miešači pri 1800 otáčkach za minútu počas jednej (1) minúty. Nasleduje vytlačovanie na vytlačovacom lise Wemer and Pfleiderer ZSK-30 pri teplote 110 °C. Výtlačky sa potom ochladia, rozdrvia, rozomelú v kladivovom mlyne Mikropul, preosejú sa sitom s veľkosťou ôk 0,105 mm a elektrostaticky sa rozstriekajú na substrát Bonderite 1000 elektrostatickou dýzou. Vytvrdzovanie práškových náterov sa uskutočňuje v peci s núteným obehom vzduchu pri teplote 180 °C počas dvadsiatich minút. Mechanické a optické vlastnosti týchto náterov sú uvedené v tabuľke 2. Vzorky, ktoré obsahujú hydroxyalkylamid mastnej kyseliny, mali zlepšený DOI a zlepšenú kráterovitosť.

Tabuľka 2

vzorka	percento hyd- lesk	DOI²	krátero-
	roxyalkylami- 20/60		vitosť³
	du mastnej ky-
	seliny¹
A (kontrola)	0 70/92	40	4
B	3 72/91	60	4 až 5
Poznámky: ¹	Percento je vztiahnuté na	polyesterovú živicu.

² Stupnica DOI je od Ó do 100 s tým, že 100 znamená najZložka AB polyester, ktorý obsahuje kar- 55,8155,36 boxylovú skupinu¹ hydroxyalkylamid 2,942,22

Modaflow III² 0,750,76 stearamid dietanolamínu (hyd- —1,66 roxyalkylamid mastnej kyseliny) benzoín 0,500,50 oxid titaničitý 40,0039,50

Poznámky:¹ polyester s číslom kyslosti asi 34, ktorý je dostupný ako Grilesta V76-12.

Tabuľka 3 vzorka percento hydro- lesk DOI² kráteroxyalkylamidu 20/60 vitosť³ mastnej kyseliny'

Vzorky, ktoré obsahujú hydroxyalkylamid mastnej kyseliny, mali zlepšený lesk a zlepšenú kráterovitosť.

Príklad 4

Príprava polyesterového práškového náteru

Pigmentovaný práškový náterový prostriedok obsahujúci beta-hydroxyalkylamidové zosieťovacie činidlo, polyester, ktorý obsahuje karboxylovú kyselinu, typicky používaný pri hybridných systémoch epoxy/polyester a hydroxyalkylamid mastnej kyseliny. Na porovnanie je uvedený tiež podobný systém bez hydroxyalkylamidu mastných kyselín. Všetky hodnoty sú percentá z celkového prostriedku.

Zložka polyester, ktorý obsahuje karboxylovú skupinu¹hydroxyalkylamid

Modaflow III² lauramid dietanolamínu (hydroxyalkylamid mastnej kyseliny) benzoín oxid titaničitý

vzorka
A	B	C
54,75	54,75	52,09
4,39	3,06	___
0,75	0,75	0,75
—	1,64	6,66
0,50	0,49	0,50
40,00	40,00	40,00

² Modaflow III je akrylový kopolymér, ktorý je na nosiči oxide kremičitom.

Zložky prostriedku sa dopredu miešajú v Ilenschelovom vysokointenzívnom miešači pri 1800 otáčkach za minútu počas jednej (1) minúty. Nasleduje vytlačovanie na vytlačovacom lise Wemer and Pfleiderer ZSK-30 pri teplote 110 °C. Výtlačky sa potom ochladia, rozdrvia, rozomelú v kladivovom mlyne Mikropul, preosejú sa sitom s veľkosťou ôk 0,105 mm a elektrostaticky sa rozstriekajú na substrát Bonderite 1000 elektrostatickou tryskou. Vytvrdzovanie práškových náterov sa uskutočňuje v peci s núteným obehom vzduchu pri teplote 180 °C počas dvadsiatich minút. Mechanické a optické vlastnosti týchto náterov sú uvedené v tabuľke 4.

Tabuľka 4

vzorka	20 % lesk	60 % lesk	DOI	kráterovitosť
A	56	84	30	4
B	64	84	45	5
C¹	-	-	-	-

Poznámka: ¹ Vzorka C nemohla byť elektrostaticky rozstriekaná vzhľadom na to, že dochádzalo k silnému spekaniu (blokovaniu) prášku státím pri teplote miestnosti po preosiati a po rozomletí.

Vzorky, ktoré obsahujú hydroxyalkylamid mastnej kyseliny, mali zlepšený lesk, DOI a kráterovitosť.

Príklad 5

Príprava akrylového práškového náteru

Pigmentovaný práškový náterový prostriedok obsahujúci beta-hydroxyalkylamidové zosieťovacie činidlo, akrylový polymér, ktorý obsahuje karboxylovú kyselinu a hydroxyalkylamid. Na porovnanie je uvedený tiež podobný systém bez hydroxyalkylamidu mastných kyselín. Všetky hodnoty sú percentá z celkového prostriedku.

Zložka polyester, ktorý obsahuje karboxylovú skupinu¹ hydroxyalkylamid pomocné činidlo na riadenie toku lauramid dietanolamínu (hydroxyalkylamid mastnej kyseliny) benzoín oxid titaničitý

vzorka
A	B
53,49	51,48
5,85	2,80
0,60	0,56
...	4,93

0,49 0,47

39,56 39,77

Tabuľka 5

vzorka	20 % lesk	60 % lesk	DOI	kráterovitosť
A (kon-	57	90	20	2,5
trola)
B	68	89	40	5

Claims

1. Práškový náterový prostriedok tvrditeľný teplom, vyznačujúci sa tým, že je tvorený

- polymérom obsahujúcim karboxylovú skupinu, ktorým je polyesterový alebo akrylový polymér,

- β-hydroxyalkylamidovým vytvrdzovacím činidlom všeobecného vzorca oo

I!II

HO-CH-Clt₂-N-C--A--C-N-Cll₂-CH-OU

IIII

R¹ R² R² R¹ rj, v ktorom R¹ znamená atóm vodíka alebo alkylovú skupinu s 1 až 5 atómami uhlíka, R² znamená atóm vodíka alebo alkylovú skupinu s 1 až 5 atómami uhlíka, alebo skupinu všeobecného vzorca ho-ch-cu₂I R¹ v ktorej R¹ má uvedený význam a A znamená chemickú väzbu alebo monovalentnú, alebo polyvalentnú organickú skupinu odvodenú od nasýteného alebo nenasýteného aromatického uhľovodíka vrátane substituovaných uhľovodíkových skupín s 2 až 20 atómami uhlíka, m znamená číslo 1 až 2,n znamená číslo 0 až 2 a m+n znamená najmenej číslo 2, a

- materiálom, ktorý obsahuje skupinu hydroxyalkylamidu mastnej kyseliny, ktorý je vybraný zo skupiny pozostávajúcej z lauramidu dietanolamínu, acetamidu dietanolamínu, kapramidu dietanolamínu a stearamidu dietanolamínu v množstve 0,1 až 15 %, vztiahnuté na hmotnosť polyméru.

2. Prostriedok podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že množstvo materiálu obsahujúceho skupinu hydroxyalkylamidu mastných kyselín je 2 až 10 %, vztiahnuté na hmotnosť polyméru.

3. Prostriedok podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že polymérom je polyester obsahujúci karboxylovú skupinu, ktorá sa vytvorí kondenzačnou reakciou alifatických polyolov alebo cykloalifatických polyolov s alifatickými alebo aromatickými polykarboxylovými kyselinami s anhydridmi, pričom tento polyester má Tg 30 až 85 °C a číslo kyslosti 20 až 80, alebo akrylový polymér, ktorý' obsahuje karboxylovú skupinu, pričom tento akrylový polymér má Tg 35 až 100 °C alebo 45 °C až 70 °C.

4. Prostriedok podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že pomer ekvivalentu β-hydroxyalkylamidu k ekvivalentom skupiny karboxylovej kyseliny je 0,6 : 1 až 1,6 : 1.