DE1913923C3 - Wärmehärtbares pulverförmiges Bindemittel für Formkörper, insbesondere für Pulverbeschichtung - Google Patents

Description

alle freien Hydroxylgruppen, des Polyäthylenterephthalats umgesetzt werden. Zweckmäßig beträgt die Säurezahl dann 150 bis 350. Durch den Einsatz von längerkettigen zweiwertigen Alkoholen oder zweiwertigen Alkoholen, die Äthergruppen enthalten, kann die Elastizität der aus den Massen hergestellten Überzüge bzw. Formkörper reguliert werden. Gegebenenfalls können die Umesterungen durch Zusatz von Katalysatoren wie Zinkchlorid, Kobaltsalzen von Halbestern zweiwertiger Säuren u. dgl. beschleunigt werden.

Die Pigmente bzw. andere Füllstoffe können den Komponenten A und/oder B während oder nach deren Herstellung zugesetzt werden. Das Vermischen wird am besten durch Vermählen oder durch Verschmelzen im Kneter vorgenommen. Es können auch Komponenten A und B mit verschiedenen Füllstoffen vermischt werden. Im praktischen Gebrauch sollten etwa solche Mengen A und B zusammengegeben werden, daß der Gehalt an freien Carboxylgruppen zu dem der freien Hydroxylgruppen zwischen 0,75:1 und 1:0,8, vorzugsweise zwischen 0,9:1 und 1:0,9, liegt. Zweckmäßig sollte die Hydroxylzahl von A etwas höher sein als die Säurezahl von B.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Pulvermischungen lassen sich vorzugsweise Überzüge mit Schichtdicken von 50 bis 200 μηι erzielen; diese gewährleisten insbesondere auch einen guten Kantenschutz. Diese z. B. elektrostatisch oder durch Wirbelsintern aufgetragenen und wärmegehärteten Überzüge stehen den in konventioneller Weise .^#''is Lösungen hergestellten Lackschichten in keiner Weise nach. Insbesondere wird ein guter Korrosionsschutz erzielt.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Formmassen bzw. deren beiden Komponenten wird durch die folgenden Beispiele belegt:

Komponente A

A 1) 3000 g Polyäthylenterephthalat und 2010 g Trimethylolpropan werden unter Einleiten von einem inerten Gas als Schutzgas auf 250°C erhitzt. Das bei der Umesterung frei werdende Äthylenglykol wird in einer Vorlage aufgefangen. Die Menge des Destillats beträgt nach etwa 3V2 Stunden 35Og. Danach läßt man den Kolbeninhalt auf 160⁰C abkühlen und legt Wasserstrahlvakuum an. Die Temperatur steigert man wieder auf 230" C und hält sie, bis 500 g Destillat abdestilliert sind. Im Anschluß daran zieht man das Harz ab.

Die OH-Zahl des Harzes beträgt 260, das Schmelzintervall liegt bei 70/77⁰C.

A 2) 3000 g Polyäthylenterephthalat und 138Og Glycerin werden auf 250°C erhitzt. Nach 3 V₂ Stunden legt man Wasserstrahlvakuum an und senk! die Temperatur auf 230"C. Nach einer weiteren Stunde im Vakuum zieht man das Harz ab. Das Harz hat folgende Kennzahlen: Hydroxylzahl 300, Schmelzintervall 68/73⁰C

A 3) 1200 g Trimethyloiäthan und 2000 g Polyäthylenterephthalat Werden auf 250⁰C erhitzt. Nach 4 Stünden sind 250 g Destillat überdestilliert. Im Anschluß daran legt man Wasserstrahlvakuum an und senkt die Temperatur auf 230⁰C. Nach 30 Minuten zieht man das Harz ab. Kennzahlen des Produktes: OH-Zähl 280, Schmelzintervall 66/74⁰C,

Komponente B

B 1) In der gleichen Apparatur, die zur Herstellung der Komponente A dient, werden 2000 g PoIyalkylenterephthalat und 1060 g Diäthylenglykol in Gegenwart von 5 g Kobaltbutylphthalat auf 250° C erhitzt. Wenn 350 g Destillat überdestilliert sind, läßt man das Reaktionsgemisch auf 170⁰C abkühlen und versetzt mit 1920 g Trimellitsäureanhydrid. Die Temperatur hält man nun 30 Minuten bei 160⁰C. Im Anschluß daran zieht man das Harz ab. Kennzahlen des Produktes: Säurezahl 200, Schmelzintervall 65 bis 75^JC.

B Z) 2000 g Polyäthylenterephthalat und 1440 g Dimethylolcyclohexan werden in Gegenwart von 5 g Kobaltbutylphthalat auf 250⁰C erhitzt. Nach 2 Stunden sind 250 g Destillat überdesulliert. Man läßt auf 200⁰C abkühlen und gibt 1920 g Trimellitsäureanhydrid zu. Man erhitzt das Rcaktionsgernisch auf 280⁰C und hält die Temperatur 15 Minuten. Danach zieht man das Harz ab. Das Harz hat folgende Kennzahlen: Säurezahl 107, Schmelzintervall 89/96°C.

B 3) 2000 g Polyäthylenterephthalat und 1040 g 2,2-Dimethylpropandiol-l,3 werden in Gegenwart von 5 g Robaltbutylphthalat auf 250°C erhitzt. Nach 2 Stunden sind 250 g Destillat überdestilliert. Man läßt auf 200° C abkühlen und gibt 1920 g Trimellitsäureanhydrid zu.

Man bringt das Reaktionsgemisch auf 18O⁰C und hält 30 Minuten bei dieser Temperatur. Im Anschluß daran zieht man das Harz ab. Die Säurezahl beträgt 208, das Schmelzintervall 86/94° C.

B 4) 2000 g Polyäthylenterephthalat, 1200 g hydriertes Bisphenol und 1500 g eines polymerisierten Äthylenglykols mit einem Molgewicht von eava 300 werden in Gegenwart von 5 g Kobaltbutylphthalat auf 25O⁰C erhitzt. Nacu 2 Stunden sind 11g Destillat überdestilliert. Man läßt auf 200' C abkühlen und gabt !920 g Trimellitsäureanhydrid zu. Nach 30 Minuten bei 180°C zieht man das Harz ab. Kenn.zahlen des Produktes: Säurezahl 150, Schmelzintervall 54*60°C.

B 5) 400g Polyäth> cnterephthalat,268gTrimethylolpropan werden 2 Stunden auf 250°C erhitzt. In dieser Zeit destillieren 60 g Destillat über. Man läßt nun auf 2.00" C abkühlen und gibt 592 g Phthalsäureanhydrid zu. Die Temperatur wird nun "₂ Stunde bei 200 C gehalten. Im Anschluß daran wird das Harz abgezogen. Es hat folgende Kennzahlen: Säurezahl 160, Schmelzintervall 69 78⁰C.

B 6) 400 g Polyäthylenterephthalat und 268 g 1.2.6-Hexantriol werden 2 Stunden bei 250' C gehalten. Nach dieser Zeit sind 75 g Destillat überdestilliert. Man läßt nun auf 200'X abkühlen und gibt 592 g Phthalsäureanhydrid zu. Nach 30 Minuten bei 200X zieht man das Harz ab.

Die Keniuahlen sind wie folgt; Säurezahl 133, Schmelzintervall 48/52° C,

Beispiele der fertigen Mischungen
B e i s ρ i e 1 1

g der Komponente Al werden mit 300 g der Komponente B1 in Gegenwart von 3ÖÖ g Titandioxyd

1 η ι σ

ΩΟ '
σ α ι

in einem Kneter homogen vermischt. Aus dieser Harzmischung wird durch Vermählen ein Pulver hergestellt, welches durch elektrostatisches Versprühen auf Blech aufgetragen wird. Das beschichtete Blech wird dann 15 Minuten bei 220° C erhitzt. Man erhält einen glatten, gut vernetzten Überzug, der sich durch gute Elastizität und gute Beständigkeit auszeichnen.

Beispiel 2

400 g der Komponente A2 und 300 g der Komponente B 3 werden in einer Kugelmühle pulverisiert. Das erhaltene Pulver wird elektrostatisch auf Blech aufgetragen und 15 Minuten bei 220⁰C erhitzt. Der erhaltene Überzug zeichnet sich durch gute Elastizität sowie gute Vernetzung aus.

Beispiel 3

■ 300 g der Komponente Al werden in der Schmelze mit 150 g Titandioxyd versetzt. Ebenso versetzt man 300 g der Komponente B 4 in der Schmelze mit 150 Teilen Titandioxyd. Nach dem Vennahlen und Mischen beider Komponenten erhält man ein Pulver, welches elektrostatisch oder im Wirbelsinierverfahren auf Metall aufgebracht wird. Das beschichtete Metall wird dann 15 Minuten auf 220⁰C erhitzt. Man erhält einen Überzug, der sich durch guten Kantenschutz sowie gute Elastizität bei guter Vernetzung auszeichnet.

Beispiel 4

150 g der Komponente Al werden in einem Kneter mit 150 g der Komponente B 3 in Gegenwart von 150 g Titandioxyd gut homogenisiert. Die erhaltene Mischung wird anschließend durch Vermählen pulverisiert. Trägt man das Pulver elektrostatisch auf Blech auf und brennt 15 Minuten bei 220⁰C ein, so erhält man einen glatten, gut vernetzten Überzug mit hervorragender Beständigkeit.

Beispiel 5

Auf die gleiche Art wie im Beispiel 4 kann man sämtliche Komponenten Al bis A3 mit Bl bis B6 vermischen. Ebenso kann man verschiedene Farbpigmente einmischen. Man erhält jeweils Filmüberzüge ähnlicher Qualität.

Beispiel 6

Eine Mischung aus 100 g der Ϊ .o-mponcnte A, 100 g der Komponente B, 500 g AsbesLueM und 8 g Zinkstearat wird auf einem Walzwerk bei einer Temperatur von HO⁰C zu einem Fell verarbeitet. Von diesem Fell wird eine Probe 20 Minuten bei 220⁰C und bei einem Druck von 200 atü zu einem Formkörper von 6 bis 8 cm Durchmesser und einer Wandstärke von 2 bis 3 mm verpreßt.

Claims (5)

1 2 Beide Komponenten stellen für sich feste Harze dar, Patentansprüche: die auch nach dem Vermischen bei Zimmertemperatur nicht flüssig werden oder zusammenbacken. Der

1. Wärmehärtbare pulverförmige Form- oder Schmelzpunkt liegt über 50⁰C und ist zweckmäßig Überzugsmasse aus Terephthalsäurepolyester so- S nicht höher als 150⁰C. Beide Komponenten ergeben wie gegebenenfalls Pigmenten oder anderen Füll- für sich nach dem Vermählen frei fließende Pulver, die stoffen, dadurch gekennzeichnet, auch nach dem Vermischen gut lagerbsständig sind, daß als Terephthalsäurepolyester ein Gemisch aus Das Gemisch A -f B kann nach Zusatz von Pig-(A) einem freie Hydroxylgruppen enthaltenden menten sowohl durch Wirbelsintern als auch durch Terephthalsäurepolyester und (B) einem freie io elektrostatisches Versprühen aufgebracht und auf dem Carboxylgruppen enthaltenden Terephthalsäure- beschichteten Werkstoff bei z. B. 150 bis 300⁰C, vorpolyester enthalten ist. zugsweise bei 180 bis 25O⁰C, eingebrannt werden. Es

2. Form- oder Überzugsmasse nach Anspruch 1, bilden sich dabei außerordentlich widerstandsfähige dadurch gekennzeichnet, daß der freie Hydroxyl- Beschichtungen mit guter Oberfläche und hoher | gruppen enthaltende Polyester ein Umsetzungs- 15 Elastizität.

produkt eines hochmolekularen Terephthalsäure- Das Gemisch A + B kann auch zu Formkörpern

polyesters mit einem mehrwertigen Alkohol ist und verarbeitet werden, z. B. unter Druck udcI Wärme in

eine Hydroxylzahl von 150 bis 450 besitzt. Gegenwart von organischen Füllstoffen, wie HoIz-

3. Form- oder Überzugsmasse nach Anspruch 1 mehl.

oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der freie 20 Der Vorteil des Gemisches aus zwei Polyester-

1—ärböXyigfüppcn enthaltende röiycSier £ϊΓ ι_/ΠΊ- xxOiTipOncntCn liegt udnn, uäu jcuc iür sich ScUf

Setzungsprodukt eines Anhydrids einer mehrwerti- niedrigviskos eingestellt werden kann. Ein Polyester,

gen Carbonsäure und eines Umsetzungsprodukts der Hydroxylgruppen und Carboxylgruppen im selben

eines hochmolekularen Terephthalsäurepolyesters Molekül enthält, ist wesentlich höher viskos und ergibt

mit einem mehrwertigen Alkohoi oder Äther- »5 nach dem Auftragen Beschichtungen von schlechterer

alkohol ist und eine Säurezahl von 150 bis 350 Oberflächenbeschaffenheit,

besitzt. Die hydroxylgruppenhaltige Komponente A wird

4. Form- oder Überzugsmasse nach einem der vorteilhaft durch Umesterung eines Polyäthylentere-Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß phthalats beliebigen Molekulargewichts — oder eines die Terephthalsäurepolyester zumindest teilweise 30 Terephthalsäureesters einwertiger Alkohole — mit Umsetzungsprodukte von Abfällen der Faser- mehrwertigen Alkoholen wie Glycerin, Trimethylol- und/oder Folienfabrikation sind. äthanpropan, Pentaerythrit oder dergleichen oder Ge-

5. Verwendung der Masse nach einem oder allen mischen derselben hergestellt, z. B. durch Erhitzen auf der An->prüche 1 bis 4, zur Pulverbeschichtung nach 180 bis 270³C. Sie hat zwrckmäßig eine Hydroxylzahl dem elektrostatischen Verfahren. 35 von 150 bis 450. Sofern sich mit zweiwertigen Alkoholen eine ausruhende Hydroxylzahl von z. B. 150 erreichen läßt — beispielsweise durch ganz starken

Abbau des Polyesters — können derartige Alkohole

auch für sich oder in Kombination mit mindestens 40 dreiwertigen eingesetzt werden. Als zweiwertige Alkohole kommen dann die weiter unten genannten in

An die für eine t'ulverbcschichtung geeigneten Betracht. Als Ausgangsmaterial kann vorteilhaft das Harze werden besondere Anforderungen hinsichtlich bei der Herstellung von Fasern oder Folien anfallende ihrer physikalischen Eigenschaften gestellt. Sie müssen Abfallmaterial eingesetzt werden,
z. B. einen so hohen Schmelzpunkt haben, daß sie nach 45 Das gleiche Ausgangsmaterial kann auch für die der Vermahlung ein frei fließendes Pulver bilden. Das Gewinnung der Komponente B benutzt werden. Es ist Pulver darf nicht /u Verklebungcn oder zur Vcr- zweckmäßig, in diesem Fall zweiwertige Alkohole wie klumpung neigen; es muß also unter normalen Be- Propandiolc. Butandiole, Dimethylolcyclohexan, Neodingungcn bei der Lagerung stabil bleiben. Nach dem pentylglykol, (2,2-DimelhyIpropzr.diol-l,3), Di-Aufsprühcn wird es durch f-.rwiirmen verflüssigt und so äthylenglykol, Triälhylenglykol, Dihydroxydibutylausgcharlct Dabei muß ein so guter Fluß erzielt äther, hydriertes Bisphenol, äthoxyliertes und propoxywerdcn, daß auch bei Anwesenheit von Pigmenten eine licrtes Bisphenol oder entsprechend modifiziertes Bisgutc, Mörungsfreic Oberfläche erzeugt wird. Für diesen phenol, partiell veräthcrte, mindestens dreiwertige /weck sind 7 B f poxid-Härter-Kombinationen ge- Alkohole, die neben den Äthergruppen noch zwei freie eignet herner ist bekannt. Polyester, die Carboxyl- 55 Hydroxylgruppen enthalten, wie der Dimethyläther und Hydroxylgruppen in einem Molekül enthalten des Pentacrythrits oder entsprechende Alkyläther mit oder auch Mischungen von Polyesterharzen mit Di- Alkylgruppen bis zu 6 C-Atomen der obengenannten anhydrid. / B Pyromrllitsäurcdianhydrid, zur Pulver- mehrwertigen Alkohole oder dergleichen einzusetzen; beschichtung einzusetzen jedoch sind auch hoherwertige Alkohole verwendbar,

Gegenstand der vorliegenden Lrfindung ist eine e° Z₁ B₁ die obengenannten. Die freien Hydroxylgruppen wärmehärlbarü pulvcfförmigc Form* oder Überzugs* werden anschließend mit Anhydriden von Polycarbönmassc aus TercphtlialsäUfcpöIyestef sowie gegebenen- sliUren wie ö-PhlhälsäUre, Trimellitsäure, Pyrofalls Pigmenten oder anderen Füllstoffen, die dadurch mcllitsäUre, Cyclopentandicarbonsäure, Cyclopcntangckerinzcichnct ist, daß als Terephthalsäurepolyester tctracarbonsäure, Benzophcnontetracarbonsaure oder ein Gemisch aus (A) einem freie Hydroxylgruppen ent* 65 Diels->Alder-Adukkten des MalcinsäUreanhydrids oder haltenden TcrcphthalsäUfcpolycstcr und (B) einem anderen «,^ungesättigten Dicarbonsäuren usw, umfreie Carboxylgruppen enthaltenden Terephthalsäure* gesetzt. Die Menge des Anhydrids wird dabei zweckpolyeslcr enthalten ist. mäßig so bemessen, daß 80%, vorzugsweise praktisch