CZ21193A3

CZ21193A3 - Pulverized thermosetting coating compositions

Info

Publication number: CZ21193A3
Application number: CZ93211A
Authority: CZ
Inventors: Richard Foster Merritt; La Cuesta Sheppard Aurelia De; Kurt Arthur Wood
Original assignee: Rohm & Haas
Priority date: 1992-07-27
Filing date: 1993-02-16
Publication date: 1994-02-16
Also published as: IL104776A0; CN1042739C; NO930536D0; FI104325B1; RO112289B1; PL297824A1; SK280046B6; KR940005765A; IL104776A; RU2131900C1; EP0582363B1; LV10467A; CA2089126A1; SI9300088B; NO305212B1; DK0582363T3; US5346960A; HUT66442A; AU665393B2; PL173104B1

Description

Práškové nátěrové prostředky tvrditelné teplem

Oblast techniky

Tento vynález se týká práškových nátěrových prostředku tvrditelných teplem. Podrobněji se tento vynález týká práškových nátěrových prostředku, které mají zlepšené optické vlastnosti, jako je například snížená kráterkovitost a zvýšená jasnost odrazu (D01).

Dosavadní stav techniky

Z odborné literatury je známo, že práškové nátěrové prostředky jsou užitečné při natírání kovových předmětu. Takové nátěrové prostředky jsou mimořádně žádoucí, nebot jejich používání značně snižuje obsah organických rozpouštědel v kapalných barvách nebo dokonce eliminuje používání těchto organických rozpouštědel v kapalných barvách. Když se práškové nátěrové prostředky vytvrzují teplem, neodchází do okolí žádný těkavý materiál_znebo jen velmi malé množství těkavého materiálu. To je významná výhoda proti kapalným barvám, u nichž organické rozpouštědlo těká do atmosféry, když se nátěr teplem vytvrzuje.

Pro vnější trvanlivost byly práškové nátěrové prostředky podle dosud známé odborně literatury formulovány spolu s polyesterem obsahujícím karboxylovou skupinu nebo s akrylovým polymerem obsahujícím karboxylovou skupinu, s materiálem obsahujícím dikarboxylovou skupinu a s beta-hydroxyalkylamidovým vytvr— zovscím činidlem. Bylo uvedeno, že tyto práškové nátěrové prostředky a vytvrzovací systémy jsou stabilní a mají dobré fyzikální vlastností. Je rovněž velmi dobře známo, že mechanismus vytvrzování práškového nátěru je důležitým aspektem práškových nátěrových prostředků. Například USA patent číslo 4 SOI 990 popisuje práškový nátěrový prostředek tvrditelný teplem, který obsahuje polyester obsahující difunkční karboxylovou skupinu a heta-hydroxyalkylamidove vytvrzovací činidlo. USA patent číslo 4 899 990 popisuje prostředek, který obsahuje polymer obsahující karboxylovou skupinu, materiál obsahující epoxyskupinu, která má více než jednu epoxyskupinu na molekulu,, a beta-hydroxyalkylamid. USA patent číslo 4 417 022 popisuje nátěrový prostředek, o němž se uvádí, že je ho možné aplikovat jako kapalinu na substráty sestávající 2 v podstatě vytvrzovatelné složky tvořící film a obsahující polyol a organického reaktivního ředidla, které je schopno se chemicky zkombinovat s vytvrzovatelnou složkou tvořící film. Japonský patent číslo JF' 01034471 popisuje nátěr rychleschnouci akrylové emulse, který obsahuje polymer odvozený od akrylátového esteru, parafinový vosk a sušicí pomocný prostředek amidu diethanolaminu s kokosovou mastnou kyselinou, který je užitečný jako vnitřní nátěr plstě automobilu.

Práškové nátěrové prostředky podle dosud známé odborné literatury nemají vždy dobré optické vlastnosti, jako je například lesk, kráterkovitost a jasnost odrazu (DOI). Tento vynález se snaží získat práškový nátěrový prostředek, který má zlepšené optické vlastnosti, jako je například lesk, kráterkovitost a jasnost odrazu (DOI).

Podstata vynálezu

Podle tohoto vynálezu se tedy získává práškový nátěrový prostředek tvrditelný teplem, který obsahuje polymer obsahující karboxylovou skupinu, beta-hydroxyalkylamidové vytvrzovací činidlo a materiál, který obsahuje hydroxyalkylamid mastných kyselin, při čemž polymer znamená polyester nebo akrylový polymer .

Vytvrzovací systém podle tohoto vynálezu nabízí zlepšené optické vlastnosti ve srovnání se systémy známými z odborné literatury, při čemž zachovává jiné žádoucí fyzikální vlastnosti. Vytvrzovací mechanismus podle tohoto vynálezu je založen na polyesteru, který obsahuje karboxylovou skupinu nebo na akrylovém polymeru, který obsahuje karboxylovou skupinu, beta-hydroxy alky.(amidovém vytvrzovacím činidle a materiálu, který obsahuje skupinu hydroxyalkylamidu mastných kyselin a který neočekávaně zlepšuje optické vlastnosti, jako je například kráterkovitost.

Materiálu, který obsahuje skupinu hydroxyalkylamidu mastných kyselin, je s výhodou od asi 0,1 procenta do asi 15 procent, s výhodou od asi 2 procent do asi 10 procent vztaženo na hmotnost polymeru. Tento materiál je vybrán ze skupiny sestávající z lauramidu diethanolaminu, acetamidu diethanolaminu, kapramidu diethanolaminu a stearamidu diethanolaminu.

Materiál, který obsahuje skupinu hydroxyalkylamidu mastných kyselin, s výhodou znamená lauramid diethanolaminu, acetamid diethanolaminu nebo stearamid diethanolaminu.

Polymer s výhodou znamená bud polyester obsahující karboxylovou skupinu, který se vytvoří kondenzační reakcí bud alifatických polyolú nebo cykloalifatických polyolů s bud alifatickými nebo aromatickými polykarboxylovými kyselinami a anhydridy, při čemž polyester má Tg od asi 30 °C do asi Q5 °C a číslo kyselosti od asi 20 do asi 30, nebo akrylový polymer obsahující karboxylovou skupinu, při čemž akrylový polymer má Tg od asi 35 °C do asi 100 °C, výhodněji od asi 45 °C do asi 70 °C.

Výhodným beta-hydroxyalkylamidem je sloučenina obecného vzorce

0 !ί lš

HO-CH-CHo-N-C—A-C-N-CH^-CH-OH i f i 1

R^ R-? R^i Rj.

m η , kde Rj_ znamená atom vodíku nebo aíkylovou skupinu s jedním až pěti atomy uhlíku, R₂ znamená atom vodíku nebo aíkylovou skupinu s jedním až 5 atomy uhlíku nebo skupinu obecného vzorce hq-ch~ch₂!

Ri kde R-£ znamená jak shora popsáno a A znamená, chemickou vazbu nebo monovalentní nebo polyvalentní organickou skupinu odvozenou od nasyceného nebo nenasyceného aromatického uhlovodíku včetně substituovaných uhlovodíkových skupin se dvěma až dvace ti atomy uhlíku, m znamená číslo jedna nebo dvě, n znamená číslo nula až dvě a m+n znamená nejméně číslo dvě.

Poměr ekvivalentu beta-hydroxyalkylamidu ke karboxylové kyselině je s výhodou od asi 0,6 ku 1 do asi 6 ku 1.

Výhody podle tohoto vynálezu spočívají v tom, že práškově nátěrové prostředky podlé tohoto vynálezu mají zlepšené optické vlastnosti, jako je například lesk, kráterkovitost a jasnost odrazu (DOI). Práškové nátěry podle tohoto vynálezu jsou vhodné pro použiti v obecně používaných průmyslových nátěrech, ve strojírenství a v nátěrech zařízeni, zvláště jako nátěry kovových předmětu, jako jsou například plechovky, nářadí, části automobilu a podobně. Práškově nátěrové prostředky se dále mohou používat u filmu, vláken, barev, laku, fermeži, bezešvých podlahovin, tmelu a impregnačních materiálu.

Podle tohoto vynálezu se tedy připravuje práškový nátěrový prostředek tvrditelný teplem. V jednom uspořádání prostředek obsahuje polymer, jako je například polyester, který obsahuje karboxylovou skupinu, beta-hydroxyalkylamidové vytvrzovací činidlo a materiál, který obsahuje skupinu hydroxyalkylamidu mastné kyseliny pro zlepšení optických a vzhledových vlastnosti. V jiném uspořádáni muže práškový nátěrový prostředek obsahovat také polyester, který obsahuje karboxylovou skupinu, vytvrzovací činidlo s epoxidovou funkci, jako je například triglycidyl-isokyanurát (TGIC) nebo směsi TGIC, hydroxyalkylamidového vytvrzovaciho činidla, a materiál, který obsahuje skupinu hydroxyalkylamidu mastné kyseliny. V ještě jiném uspořádáni muže práškový nátěrový prostředek obsahovat akrylový polymer s kyselinovou funkci, vytvrzovací činidlo s epoxidovou funkci, jako je například triglycidy1-isokyanurát (TGIC) nebo směsi TGIC s hydroxyalkylamidovým vytvrzovacim činidlem, a materiálem, který obsahuje skupinu hydroxyalkylamidu mastné kyseliny. Práškové nátěrové prostředky podle tohoto vynálezu tedy obsahuji směs několika materiálu. V práškovém nátěrovém prostředku podle tohoto vynálezu však existuji tři podstatné složky, jmenovitě polymer, jako je například polyester nebo akrylový polymer, které obsahuji karboxylovou skupinu, beta-hydroxyalkylamidově vytvrsovaci činidlo a materiál hydroxyalky1amidu mastné kyseliny. Přidáni materiálu hydroxyalkylamidu mastné kyseliny zlepšuje optické vlastnosti prostředku,, jako je například lesk, kraterkovitost a DOI.

Mezi polyestery, které obsahují karboxylovou skupinu, které se mohou používat podle tohoto vynálezu, patří ty, které jsou odvozeny od kondenzačních reakcí alifatických polyolů včetně cykloalifetických polyolů s alifatickými a/nebo aromatickými polykarboxylovými kyselinami a anhydridy. Mezi příklady vhodných alifatickcýh polyolů patři 1,2-ethandiol, 1,3-propandial, 1,4-butandiol, 1,6-hexand.iol, neopentylglykol, cyklohexandimethanol, trumethylolpropan a podobné. Mezi vhodné polykarboxylové kyseliny a anhydridy patří kyselina jantarová, kyselina adipová, kyselina azelaová (kyselina nonandiová), kyselina sebaková (kyselina dekandiová), kyselina tereftalová, kyselina isoftalová, kyselina tetrahydroftalová, kyselina hexahydroftalová, kyselina trimellitová a anhydridy těchto kyselin.

Polyol a kyselina nebo anhydrid se nechají spolu zreagovat v nadbytku kyseliny, takže se vytvoří polyester, který má volné karboxylové skupiny. Polyester, který obsahuje karboxylovou skupinu, má s výhodou číslo kyselosti od asi 20 do asi SO, výhodněji od asi 20 do asi 50. S výhodou je tento polyester za •teploty místnosti pevný. Polyester je dále charakteristický tím, že má Tg od asi 30 °C doasi 85 °C, s výhodou od asi 40 °C do asi 75 °C.

Hodnota Tg polymeru je mírou tvrdosti a tavitelnost polymeru. Čím vyssi je Tg, tím nižší je tavitelnost a tvrdost nátěru. Veličina Tg je popsána v Principles of Polymer Chemistry (1953), Cornell Univeristy Press, Hodnotu Tg lze skutečně změřit nebo ji lze vypočítat postupem popsaným Foxem: Bull, Amer. Physics Soc., 1, 3, strana 123 (1956), Pojem Tg, jak je používán v tomto spisu, se týká skutečně naměřených hodnot. Pro měřeni Tg polymeru se muže použít diferenciální skanovací kalometríe (DSC) (rychlost zahřívání .10 °C za minutu, při čemž hodnota Tg byla stanovena v prvním počátku roztavení).

Jestliže Tg polyesteru je pod 30 °C, polymer a práškový nátěrový prostředek obsahující takový polymer má tendenci být lepivý a obtížně se s ním pracuje. Jestliže Tg je nad hodnotou 35 °C, tavitelnost polyesteru je nízká a nátěr muže mít spatný vzhled.

Druhou podstatnou složkou v práškových nátěrových prostředcích podle tohoto vynálezu je beta-hydroxylalkylamid. Beta-hydroxyalkylamid je vytvrzovací činidlo pro polyester s kyselou funkcí. Beta-hydroxyalkylamid muže poskytovat zesilovanou polymerní sít, která je tvrdá, trvanlivá, odolná proti korosi a odolná proti rozpouštědlům. Předpokládá se, že beta-hydroxyalkylamidy vytvrzují nátěr esterifikační reakcí s polyesterem, který obsahuje karboxylové funkce. Vytvoří se tím násobné esterové vazby. Aby se získala optimální vytvrzující odpověd, měl by být počet hydroxylových funkcí v beta-hydroxyalkylamidu, v průměru, alespoň dvě, s výhodou větší než dvě (2), výhodněji větší než dvě (2) až do čtyř (4).

Beta-hydroxyalkylamid se může připravovat tak, ze se nechá reagovat nižší alkylester nebo směs esterů karboxylových kyselin s beta-hydroxyalkylamidem za teploty v rozmezí od teploty místnosti do asi 200 °C, podle toho, jaká se používají reakční činidla a podle přítomnosti nebo nepřítomnosti katalyzátoru. Mezi vhodné katalyzátory patří bazické katalyzátory, jako je například methoxid sodný, methoxid draselný, butoxid sodný, butoxid draselný, hydroxid sodný, hydroxid draselný a podobné. Katalyzátory se používají v množství asi 0,1 až asi 1 hmotnostního procenta vztažena na hmotnost alkylesteru. Pro dosazeni nejúčinnějšiho vytvrzeni práškového nátěrového prostředku je výhodné, aby poměr ekvivalentů beta-hydroxyalkylamidu (hydroxylové ekvivalenty) k polyesteru, který obsahuje karboxylové skupiny (ekvivalenty karboxylové kyseliny), byl od asi 0,6 do

1,6 ! 1, výhodněji od 0,3 do 1,3 : I. Poměry mimo rozmezí 0,6 až 1,6 : i jsou obecně nežádoucí, protože dochází ke špatnému vytvrzováni

Třetím podstatným prvkem práškového nátěrového prostředku podle tohoto vynálezu je materiál, který obsahuje skupinu mastné kyseliny» Materiál, který obsahuje skupinu mastné kyseliny se vybere ze skupiny, která sestává z lauramidu diethanolaminu, acetamidu diethanolaminu, kapramidu diethanolaminu, stearamidu diethanolaminu nebo jiných alkanolaminu a podobně. Obsah materiálu mastné kyseliny je od asi 0,1 do asi 15 hmotnostních procent vztaženo na hmotnost polyesterové pryskyřice, s výhodou od asi dvou procent do asi deseti procent. Neočekávaně bylo zjištěno, že materiál mastné kyseliny zlepšuje optické vlastnosti, jako je například lesk, kráterkovitost a DOI.

V jiném uspořádání podle tohoto vynálezu se místo polyesterového polymeru používá akrylový polymer, který obsahuje karboxylovou skupinu. Akrylový polymer, který obsahuje karboxylovou skupinu, má s výhodou číslo kyselosti od asi 20 do asi QQ, výhodněji od asi 20 do asi 50. Tento materiál bude za teploty místnosti pevný. Akrylový polymer je dále charakterizován tím, že má hodnotu Tg od asi 35 °C do asi 100 °C, výhodněji od asi 45 °C do asi 70 °C. Jestliže se používá akrylový polymer, který obsahuje karboxylovou skupinu, používá se materiál mastné kyseliny v koncentraci od asi 0,1 hmotnostního procenta do asi 15 hmotnostních procent vztaženo na hmotnost akrylové pryskyřice, s výhodou od asi dvou do asi deseti procent. Při přípravě akrylového polymeru, který obsahuje karboxylovou skupinu, se spolu smíchají různé monomery a nechají se reagovat konvenčními polymeračnimi postupy iniciovanými volnými radikály. Mezi iniciátory volných radikálu, které se mohou používat, patří benzoylperoxid, terč.buty1 peroxid, diterč.buty1 peroxid, azotais(2-methylpropionitril) a tak dále. Mohou se také používat činidla přenášející řetězce, jako je například merkaptopropionová kyselina.

Akrylový polymer, který obsahuje karboxylovou skupinu, se muže vytvořit reakci polymerovatelné alfa,beta-ethylenicky nenasycené karboxylové kyseliny s jedním nebo i více jinými polymerovatelnými alfa,beta-ethylenicky nenasycenými monomery, např. estery al'fa, beta-ethy lenicky nenasycených kyselin a popřípadě s vinylovými aromatickými monomery.

Mezi příklady monomerů;, které obsahují skupinu karboxylové kyseliny, které se mohou používat, patří akrylové kyselina a methakrylová kyselina, které jsou výhodnými příklady, stejně tak jako kyselina krotonová, kyselina itakonová, kyselina fumarová, kyselina maleinová, kyselina citrakonová a podobné kyseliny, a také monoalkylestery nenasycených dikarboxylových kyselin. Monomer, který obsahuje karboxylovou skupinu, je s výhodou přítomen v polymeru v množstvích od asi 6 do asi 25 hmotnostních procent, výhodněji od asi 3 do asi 13 hmotnostních procent, nej výhodněji od asi 10 do asi 14 hmotnostních procent vztaženo na celkovou hmotnost monomerů. Množství menší než asi šest hmotnostních procent mohou vést ke špatné odolnosti vůči rozpouštědlům a ke špatné mechanické pevnosti nátěrů.

K přípravě akrylového polymeru se používají také estery beta-ethylenicky nenasycených karboxylových kyselin. Takovými estery jsou s výhodou alkylestery (s jedním až dvaceti atomy uhlíku) kyseliny akrylové nebo kyseliny methakrylové. Patří sem methylester kyseliny akrylové, ethylester kyseliny akrylové, butylester kyseliny akrylové, 2-ethy1hexylester kyseliny akrylové, dodecylester kyseliny akrylové, methylester kyseliny methakrylové, ethylester kyseliny methakrylové, butylester kyseliny methakrylové, 2-ethy1hexylester kyseliny methakrylové a podobné. Tyto estery jsou s výhodou přítomny v množstvích asi 5 až 70, výhodněji od asi 10 do 50 hmotnostních procent vztaženo na celkovou hmotnost monomerů. Estery alfa,beta-ethylenicky nenasycených kyselin jsou směsi alkylesterů s jedním až dvěma atomy uhlíku a alkylesterů se čtyřmi až dvaceti atomy uhlíku, jako je například směs methylesteru kyseliny methakrylové a butylesteru kyseliny methakrylové.

Příklady vinylových aromatických sloučenin jsou monofunkční vinylové aromatické sloučeniny, jako je například styren, který je výhodnou sloučeninou, a alkylovou skupinou substituované styreny, jako je například alfa-methylstyren, a substituované styreny, jako je například chlorstyren. Vinylový aromatický monomer múze být v prostředku přítomen v množstvích od 0 do asi 94 hmotnostních procent, s výhodou od asi 35 do asi 70 hmotnostních procent vztaženo na celkovou hmotnost monomerů.

Větší množství vinylového aromatického monomeru mohou mít sa důsledek nižší odolnost vůči ultrafialovému světlu, zatímco nižší množství mohou vést k horší odolnosti na smáčecí činidla (detergenty)»

Vedle esterů alfa,beta-ethylenicky nenasycených kyselin a popřípadě vinylových aromatických sloučenin se mohou používat jiné ethylenicky nenasycené kopolymerovatelné monomery. Mezi příklady takových látek patří nitrily, jako je například acetonitril, viny1halogenidy a vinyIidenhalogenidy, jako je například vinylchlorid a viny1idenchlorid, a vinylestery, jako je například vinylacetát. Tyto další monomery mohou být přítomny v množstvích od O do asi 40 hmotnostních procent, s výhodou od asi 0 do asi 30 hmotnostních procent vztaženo na celkovou hmotnost monomeru.

Polymerace se s výhodou provádí v roztoku v rozpouštědlech, v nichž jsou monomery rozpustné, jako je například toluen nebo xylen. Po ukončení polymerace se reakční směs zbaví těkavých složek, například tak, že se umístí do vakua, aby se tak odstranilo organické rozpouštědlo. Isoluje se tak polymer jako pevná látka. Nebo se polymer muže také vysrážet a následně vysušit. Obvykle bude polymer, který je zbaven těkavých složek, obsahovat méně než jedno hmotnostní procento materiálů, které těkají za teplot použitých pro vytvrzování nátěrů.

Polymerem, který obsahuje karboxylovou skupinu, může být také akrylový polymer připravený emulzní polymeraci, suspenzni polymeraci, polymeraci ve velkém nebo jejich vhodnými kombinacemi, jak je to uvedeno v USA patentu číslo 4 727 111. Tyto techniky jsou velmi dobře známy odborníkům.

Výhodnými befa-hydroxyalkylamidovými materiály je sloučenina obecného vzorce n

II

HO-CH~CHr>-N-C—A—C-N-CH^-CH-OH

v němá znamená atom vodíku nebo alkýlovou skupinu s jedním az pěti atomy uhlíku, R2 znamená atom vodíku nebo alkýlovou skupinu s jedním az 5 atomy uhlíku nebo skupinu obecného vzorce

HO-CH-CH-.v němž R| znamená jak shora popsáno a A znamená chemickou vazbu nebo monovalentní nebo polyvalentní organickou skupinu odvozenou od nasyceného, nenasyceného nebo aromatického uhlovodíku včetně substituovaných uhlovodíkových skupin se dvěma až dvaceti atomy uhlíku, m znamená číslo jedna nebo dva, n znamená číslo nula nebo dva a m+π znamená nejméně číslo dva, s výhodou více než dva, obvykle v rozmezí od dvou až do čtyř včetně. A s výhodou znamená alkylenovou skupinu —(kde x znamená čislo od 2 do 12, s výhodou od 4 do 10.

Práškový nátěrový prostředek múze dále obsahovat materiál, který obsahuje skupinu polykarboxylově kyseliny, který je vybrán ze skupiny sestávající z alifatických polykarboxylových kyselin se čtyřmi až dvaceti atomy uhlíku, polymerních polyanhydridu, polyesteru s nízkou molekulovou hmotou, které mají hmotnost ekvivalentu kyselosti od asi 150 do asi 600 a jejich směsi.

Mezi alifatické polykarboxylové kyseliny, které se mohou používat, patří dikarboxylové kyseliny, jako je například kyselina adipová, kyselina korková (kyselina oktandionová), kyselina azelaová (kyselina nonandiová), kyselina sebaková (kyselina dekandiová) a kyselina dodekandiová. Alifatické dikarboxy lově kyseliny s výhodou obsahují sudý počet atomu uhlíku.

Nátěrový prostředek může obsahovat také jisté jiné přísa11 dy, které jsou typicky obsaženy v práškových nátěrových prostředcích, jako jsou například pigmenty, činidla pro řízeni toku, činidla, která zabraňuji' vzniku puchýřků, činidla způsobující tekutost prachů a stabilizátory proti účinkům světla. Například, jestliže se mají získat práškové nátěrové prostředky o vhodné barvě, do nátěrového prostředku se zahrne pigment, typicky v množství asi jednoho až asi 50 hmotnostních procent, vztaženo na celkovou hmotnost práškového nátěrového prostředku. Pigmenty, které jsou vhodné pro práškové nátěrové prostředky, mohou být organické nebo anorganické látky. Patří sem bazický chroman křemičitoolovnatý, oxid titaničitý, ultramarinová modř, ftalocyaninová modř, ftalocyaninová zeleň, uhlíková čerň, železí tá čerň, chromová zeleň, ferritová žluť a červeň quinto.

Jako činidla pro řízeni toku jsou vhodnými činidly akrylové polymery nebo kopolymery, jako je například polylaurylester kyseliny akrylové, polybutylester kyseliny akrylové, poly(2-ethylhexyl)ester kyseliny akrylové, póly(kopolymer ethylesteru kyseliny akrylové a 2-ethylhexylesteru kyseliny akrylové), polylaury lester kyseliny methakrylové, polyisodecylester kyseliny methakrylové a podobné sloučeniny, a flurované polymery, jako jsou například estery polyethylenglykolu nebo polypropylenglykolu s fluorovanými mastnými kyselinami, např. ester polyethylenglykolu s molekulovou hmotou nad asi 2500 a perfluoroktanová kyselina. Jako činidla pro řízeni toku se mohou používat také polymerní siloxany s molekulovými hmotami nad i 000, například polydimethylsiloxan nebo polyťmethylfenyl)siloxan» Činidla pro řízení toku mohou pomáhat při snižování povrchového napětí během zahříváni prásku a při odstraňování vzniku kráteru. Jestliže se používá, pak je činidlo pro řízení toku přítomna v množství od asi 0,05 do asi 5 hmotnostních procent vztaženo na celkovou hmotnost práškového nátěrového prostředku. K prostředkům se mohou přidávat činidla, která zabraňují tvorbě puchýřků, čímž se umožní, aby jakýkoliv těkavý materiál, který je v prostředku přítomen, unikl z filmu během vypékání. Velice výhodným odplyňovacím činidlem je benzoin. Jestliže se používá, pak je přítomen v množství v rozsahu od asi 0,5 do asi 3 hmotnostních procent vztaženo na celkovou hmotnost práškového nátěrového prostředku. Práškové nátěrové prostředky mohou také s výhodou obsahovat činidla absorbujíc! ultrafialové světlo, jako je například TINUVIN^^Rb který je komerčně dostupný a který je registrovanou obchodní značkou Ciba-Beigy Company. Jestliže se používá, pak je TINUVIh/*^ přítomen v prostředcích typicky v množství od asi 0,5 do asi 6 hmotnostních procent vztaženo na celkovou hmotnost práškového nátěrového prostředku.

Práškovaný nátěrový prostředek muže dále obsahovat křemenný prach nebo podobný materiál jako přísadu způsobující tekutost prachu. Snižuje se tim spékání prachu během skladováni. Příkladem křemenného prachu je CAB-O-SIL/^Rb což je obchodní značka výrobku, který prodává Cabot Corporation. Jestliže se používá, pak je tato přísada přítomna obvykle v množství od asi 0,1 do asi 0,3 hmotnostních procent vztaženo na celkovou hmotnost práškového nátěrového prostředku. Přísada způsobující tekutost prachu se obvykle přidává k pevnému práškovému nátěrovému prostředku po přípravě směsi.

Práškové nátěrové prostředky tvrditelné teplem se připravují tak, že se roztaví směs složek nátěrového prostředku. To se provede tak, že se vše nejdříve smíchá v suchém mísící s vysokým střihem nebo vysokou' intensitou mícháni, např. v Henschellově misiči. Potom se namíchaná směs taví ve vytlačovacim lisu, například ve vytlačovacim lisu s dvojitým šnekem Werner-Pfleiderer ZK-30 při teplotě od asi SO °C do asi 130 °C. Výtlaček se pak ochladí a rozpráškuje se na prach. Práškový nátěrový prostředek se pak aplikuje přímo na kov, jako je například ocel nebo hliník, sklo, umělou hmotu nebo na vláknem vyztužené předměty z umělých hmot.

Aplikace prášku se může provádět elektrostatickým (koronovým výbojem nebo triboelektričky) rozprašováním nebo použitím fluidní vrstvy. Výhodné je elektrostatické rozprašováni. Práškový nátěrový prostředek se může aplikovat jednou nebo několikrát. Tim se po vytvrzeni získá film o tloušťce 0,00127 cm až 0,0127 cm. Pro získáni konečné povrchové úpravy za rozumnou cenu se s výhodou používá práškový nátěr v tloušťce od asi 0,003048 cm do asi 0,01016 cm, s výhodou od asi 0,003556 cm do asi 0,00762 cm.

Předmět, který se má natřít, se před aplikaci může popřípadě předehřát, aby se tak podpořilo vytvoření jednotnějšího práškového nátěru» Po aplikaci prášku se práškem potažený předmět může vypekat, typicky při teplotě od přibližně 149 °C do asi 204 °C po dobu asi pěti až šedesáti minut, s výhodou asi dvacet až asi čtyřicet minut.

Následující příklady ukazuji přípravu různých hydroxyalkylamidových vytvrzovaeíeh činidel, polyesterových polymerů, které nesou karboxylovou funkci, akrylových polymerů, které mají karboxylovou funkci, které byly nechány zreagovat s hydroxyalkylamidy mastných kyselin, které se používají při přípravě práškových nátěrových prostředků tvrditelných teplem podle tohoto vynálezu, čímž se neočekávaně zlepší lesk, kráterkovitost a DOI.

Tento vynález bude v další části spisu popsán pomoci příkladů.

Příklady provedeni vynálezu

A

V příkladech, které následují, bude odkazováno na následující postupy testů;

{lj- 20° a 60° lesk byl měřen měřičem lesku, který vyrobila Sardner Instrument Company.

{2} Kráterkovitost byla posuzována vizuálně na vytvrzených panelech a byla vyhodnocována podle stupně existující drsnosti povrchu.

Í3]· Jasnost odrazu byla měřena použitím přístroje, který odráží polokruhové odrazy nebo různé tvary na panelovém povrchu. Tvar odrazů jasně viditelný na panelu určuje citovanou hodnotu D0.I.

Přiklad 1

Příprava polyesterového práškového nátěru (bíle pigmentovaného)

Pigmentovaný práškový nátěrový prostředek obsahující beta-hydroxyalkylamidove zesítovací činidlo, polyester, který obsa14 huje karboxylovou kyselinu, a různá množství hydroxyalk^ylamidu mastných kyselin. Pro srovnání je uveden také podobný systém bez hydroxyalkylamidu mastných kyselin. Všechny hodnoty jsou procenta z celkového prostředku.

složka	vzorek	D
A	B	C
polyester, který obsahuje
karboxylovou skupinu^·	55,81	55,83	55,37	54,24
hydroxyalkylamid	2,94	2,30	1, 66	—
Modaflow III'’·	0,75	0,76	0,76	0,76
1 aur.amid diethanolaminu	—	1,12	O Π1 X» ji JÍ X	5,00
(hydroxyalkylamid mastné kyseliny)
benzoin	0,50	0,49	0,50	0,50
oxid titaničitý	40,00	39,50	39,50	39,50

Poznámkys *· polyester s číslem kyselosti asi 34, který je dostupný jako Grilesta V76-12 od firmy EMS-American Grilon;

O . v * Modaflow III je akrylový kopolymer na nosiči, který je oxid křemičitý. Tento produkt je dostupný od Monsanto Company.

Složky prostředku se předem míchají v Henschelově vysokointensivnim misiči při 1800 otáčkách za minutu po dobu jedné (i) minuty. Následuje vytlačovaní na vytlačovacim lisu Werner and Pfleiderer ZSK-30 při teplotě 110 °C. Výtlačky se pak ochladi, rozdrtí, rozemelou v kladivovém mlýnu Mikropul, prošiji se sitem o velikosti ok 0,105 mm a elektrostaticky se rozstříkaji na substrát Bonderite 1000 elektrostatickou tryskou. Vytvrzováni práškových nátěru se provádí v peci s nuceným oběhem vzduchu při teplotě ISO °C po dobu dvaceti minut. Mechanické a optické vlastnosti těchto nátěru jsou uvedeny v tabulce 1. Vzorky, které obsahuji hydroxyalkylamid mastné kyseliny, vykazovaly zlepšený lesk, D0I a kráterkovitost.

Tabulka .1

	procento hydroxyalky1-	lesk		krátěrko-
v z	orek amidu mastné kyseliny^	20/60	DOI²	V1 tost'-'·
A	(kontrola) 0	70/92	40	4
B	'P	78/91	30	&
C	4	81/93	60	5 až 6
D	100	S7/94	70	7 až 8

Poznámky; ¹ Procento je vztaženo na polyesterovou pryskyřici.

·*· Stupnice DOI je od C> do 100 s tim, ze 100 znamená nej lepši hodnoceni. Stupnice kráterkovitosti je od 0 do 10 s tím, že nej lepši hodnoceni je 10.

Přiklad 2

Příprava polyesterového práškového nátěru (bíle pigmentovaný)

Pigmentovaný práškový nátěrový prostředek obsahující beta-hydroxyalkylamidové zesítovací činidlo, polyester, který obsahuje karboxylovou kyselinu, a jiný hydroxyalkaylamid mastných kyselin. Pro srovnání je uveden také podobný systém bez hydroxyalkylamidu mastných kyselin. Všechny hodnoty jsou procenta z celkového prostředku.

složka vzorek A B polyester, který obsahuje

karboxylovou	skupinu^·	55,81	56,15
hydroxya1ky1amid		2,94	1,41
Modaflow III²		0,75	0,76
acetamid diethanolaminu	—	1,68
(hydroxya1ky1 amid	mastné kyseliny)
benzoln		0,50	0,50
oxid titaničitý		40,00	39,49

i polyester s číslem kyselosti asi 34, který je do

CPoznámkys stupný jako Grilesta 776-12 od firmy EMS-American Grilon;

Modaflow III je akrylový kopolymer na nosiči, kterým je oxid křemičitý. Tento produkt je dostupný od Monsanto Company.]

Složky prostředku se předem míchají v Henschelově vysokointensivním mísící při 1Θ00 otáčkách sa minutu po dobu jedné (1) minuty. Následuje vytlačovaní na vytlačovacím lisu Werner and Pfleiderer ZSK-3O při teplotě 110 °C. Výtlačky se pak ochladí, rozdrtí, rozemelou v kladivovém mlýnu Mikropul, prošijí se sítem o velikosti ok 0,105 mm a elektrostaticky se rozetřikaji na substrát Bonderite 1000 elektrostatickou tryskou. Vytvrzováni práškových nátěru se provádí v peci s nuceným oběhem vzduchu při teplotě ISO °C po dobu dvaceti minut. Mechanické a optické vlastnosti těchto nátěru jsou uvedeny v tabulce 2. Vzorky, které obsahuji hydroxyalkylamid mastné kyseliny, vykazovaly zlepšený D0I a zlepšenou kráterkovitost.

Tabulka 2

procento hydroxyalkylvzorek amidu mastné kyseliny¹	lesk	kráterko- vi tasť^--'
20/60	DGI²
A	(kontrola)	0	70/92	40	4
B		3	72/91	60	4 až 5

Poznámky: ¹ Procento je vztaženo na polyesterovou pryskyřici.

O

Stupnice D0I je od 0 do 100 s tim, žě 100 znamená nej lepši hodnoceni. Stupnice kráterkovitosti je od 0 do 10 s tim, že nej lepši hodnoceni je 10.

Přiklad 3

Příprava polyesterového práškového nátěru (bíle pigmentovaný)

Bily pigmentovaný práškový nátěrový prostředek obsahující beta-hydroxyalkylamidové zesítovací činidlo, polyester, který obsahuje karboxylovou kyselinu, a jiný hydroxyalkaylamid mastné kyseliny. Pro srovnání je uveden také podobný systém bez hydroxyalkylamidu mastných kyselin. Všechny hodnoty jsou procenta z celkového prostředku. Složky prostředku se předem míchají v Henschelově vysokointensivním mísící při 1300 otáčkách za minutu po dobu jedné (1) minuty. Následuje vytlačovaní na vytlačovacím lisu Werner and Pfleiderer ZSK-30 při teplotě 110 °C. Výtlačky se pak ochladí, rozdrtí, rozemelou v kladivovém mlýnu Mikropul, prošiji se sítem o velikosti ok 0,105 mm a elektrostaticky se rozstřikaji na substrát Bonderite 1000 elektrostatickou tryskou. Vytvrzováni práškových nátěrů se provádí v peci s nuceným oběhem vzduchu při teplotě 180 °C po dobu dvaceti minut. Mechanické a optické vlastnosti těchto nátěrů jsou uvedeny v tabulce 3.

složka	vzorek
A	B
polyester, který obsahuje		z
karboxylovou skupinu*	55,31	55,36
hy d r o x y a 1 k y 1 am i d	2,94	o γό -4- Ji -4-X-
Modaflow III²	0,75	0,76
stearamid diethanolaminu	—	1,66

(hydroxyalkylamid mastné kyseliny)

benzoin		0,50	0,50
oxid titaničitý		40,00	39,50
[Poznámky: * polyester s číslem	kyšelos	ti asi 34	, který je do-
stupný jako Grilesta V76-12 od	firmy EMS-American Grilon;
- Modaflow III je akrylový kopolymer na	nosiči,	kterým je oxid
křemičitý. Tento produkt je dostupný od	Monsanto	Company.3
Tabulka 3
procento hyd ro xy a1k y1vzorek amidu mastné kyseliny*	lesk 20/60	DQI²	kráterko- vi tosť--'
A (kontrol a) 0	70/92	40	4
B 3	75/92	40	5,5

Poznámkys ^A Procento je vztaženo na polyesterovou pryskyřici.

ía ^x Stupnice DOI je od 0 do 100 s tím, še 100 znamená nej lepši hodnoceni. Stupnice kráterkovitosti je od 0 do 10 s tím, še nej lepši hodnoceni je 10.

Vzorky, které obsahují hydroxyalkylamid mastné kyseliny, vykazovaly zlepšený lesk a zlepšenou kráterkovitost.

Příklad 4

Příprava polyesterového práškového nátěru

Pigmentovaný práškový nátěrový prostředek obsahující beta-hydroxyalkylamidové zesítovací činidlo, polyester, který obsahuje karboxylovou kyselinu, typicky používaný pro hybridní systémy epoxy/polyester a hydroxyalkaylamid mastné kyseliny. Pro srovnání je uveden také podobný systém bez hydroxyalkylamidu mastných kyselin. Všechny hodnoty jsou procenta z celkového prostředku.

složka	vzorek
A	B	C
polyester, který.obsahuje
karboxylovou skupinu^·	54,75	54,75	52,09
hydroxyalkylamid	4,39	3,06	—
Modaflow III^x	0,75	0,75	0,75
lauramid diethanolaminu	—	1,64	6,66
{hydroxyalkylamid mastné kyseliny)
benzoin	0,50	0,49	0,50
oxid titaničitý	40,00	40,00	40,00

[Poznámky! * polyester s číslem kyselosti asi 34, který je dostupný jako Grilesta V76-12 od firmy EMS-American GríIon;

² Modaflow III je akrylový kopolymer, který je na nosiči oxid křemičitý. Tento produkt je dostupný od Monsanto Company.3

Složky prostředku se předem míchají v Henschelově vysokointensivnim misiči při 1900 otáčkách za minutu po dobu jedné (i) minuty. Následuje vytlačovaní na vytlačovacím lisu Werner and Ffleiderer ZSK-30 pri teplotě .110 °C. Vytlačí;·/ se pak ochladí, rozdrtí, rozemelou v kladivovém mlýnu Mikropul, prošijí se sítem o velikosti ok 0,105 mm a elektrostaticky se rozstřikaji na substráty Bonderite 1000 elektrostatickou tryskou. Vytvrzováni práškových nátěru se provádí v peci s nuceným oběhem vzduchu pri teplotě 190 °C po dobu dvaceti minut. Mechanické a optické vlastnosti těchto nátěru jsou uvedeny v tabulce 4.

Ta bu1k a 4

vzorek	20% lesk	607. lesk	DOI	kráterkovitost
A	56	84	30	4
B	64	94	45	5
c³·	——	——	——	——

Poznámka: ¹ Vzorek C nemohl být elektrostaticky roszstříkán vzhledem k tomu, ze docházelo k silnému spékáni (blokováni) prásku stáním za teploty místnosti po prosetí a po rozemleti.

Vzorky, které obsahují hydroxyalkylamid mastné kyseliny, vykazovaly zlepšený lesk, DOI a kráterkovitost.

Přiklad 5

Příprava akrylového práškového nátěru

Pigmentovaný práškový nátěrový prostředek obsahující beta-hydroxyalkylamidové zesítovaci činidlo, akrylový polymer, který obsahuje karboxylovou kyselinu, a hydroxyalkay1 amid. Pro srovnáni je uveden také podobný systém bez hydroxyalkylamidu mastných kyselin. Všechny hodnoty jsou procenta z celkového prostředku.

Λκ ·-*

složka	vzorek
A	B
polyester, který obsahuje
karboxylovou skupinu·*·	53,49	51,48
hydroxyalky1amid	5,35	2,30
pomocné činidlo pro řízení toku	0,60	0,56
lauramid diethanolaminu	—	4,93
(hydroxyalkylamid mastné kyseliny)
benzoin	0,49	0,47
oxid titaničitý	39,56	39,77

Tabulka 5

vzorek	207. lesk	607 lesk	D01	kraterkovitost
A (kontrola)	57	90	20	X- ji w
B	63	39	40	5

Vzorky, které obsahují hydroxyalky1amid mastné kyseliny, vykazovaly zlepšený lesk, DOI a kráterkovitost.

Claims

P A Τ Ε Ν Τ O V Ě N Á R Γ c

1. Práškový nátěrový prostředek; tvrditelný teplem, v y značující se tím , ze obsahuješ polymer, který obsahuje karboxylovou skupinu, beta-hydroxyalky1amidové vytvrzovací činidlo a materiál, který obsahuje skupinu hydroxyalkylamidu mastné kyseliny, při čemž jako polymer se používá polyester nebo akrylový polymer.

2. Prostředek podle bodu 2, vyznačující se tím , že množství materiálu obsahujícího skupinu hydroxyalkylamidu mastných kyselin je od asi 0,1 procenta do asi 15 procent, s výhodou od asi 2 procent do asi 10 procent vztaženo na hmotnost polymeru a tento materiál je vybrán ze skupiny sestávající z lauramidu diethanolaminu, acetamidu diethanolaminu, kapramidu diethanolaminu a stearamidu diethanolaminu, přičemž výhodným materiálem, který obsahuje skupinu hydroxyalkylamidu mastných kyselin, je lauramid diethanolaminu, acetamid diethanolaminu nebo stearamid diethanolaminu.

3. Prostředek podle kteréhokoliv z předcházejících bodů, vyznačující se tím ,že polymer znamená buč polyester obsahující karboxylovou skupinu, který se vytvoří kondenzační reakcí buč alifatických polyolů nebo cykloalifatických polyolů s buč al ifatickými nebo aromatickými polykarboxylovými kyselinami a anhydridy, při čemž tento polyester má Tg od asi 30 °C do asi 35 °C a číslo kyselosti od asi 20 do asi 30, nebo akrylový polymer, který obsahuje karboxylovou skupinu, při čemž tento akrylový polymer má Tg od asi 35 °C do asi ,100 °C, výhodněji od asi

45 °C do asi 70 °C.

4. Prostředek podle kteréhokoliv z předcházejících bodů, vyznačující se t -í m , že beta-hydroxyalkylamid znamená sloučeninu obecného vzorce

II II

H0-CH-CH₂-N-C—A—c-n-ch₂-ch-oh

X- | 1 1 ^R1 l r₂ m 1 Rr> X. 1 ^R1 π , v němž R| z ním až pěti namená atomy atom vodíku uhlíku, R₂ nebo alkylovou skupinu s jed- znarcená atom vodíku nebo alky-

lovou skupinu s jedním až pěti atomy uhlíku nebo skupinu obecného vzorce

HO-CH-CH-,X» v němž R^ znamená^jak shora popsáno a A znamená chemickou vazbu nebo monovalentní nebo polyvalentní organickou skupinu odvozenou od nasyceného nebo nenasyceného aromatického uhlovodíku včetně substituovaných uhlovodíkových skupin se dvěma až dvaceti atomy uhlíku, m znamená číslo jedna nebo dvě, n znamená číslo nula až dvě a m+n znamená nejméně číslo dvě.

5. Prostředek podle kteréhokoliv z předcházejicích bodů, vyznačující se tím , že poměr ekvivalentu beta-hydroxyalkylamidu k ekvivalentům karboxylové kyseliny je od asi 0,6 k 1 do asi 6 k i.

Zastupuje: