DE19730670A1 - Als Pulverlack bzw. als Bindemittel für Pulverlacke geeignete Stoffgemische - Google Patents

Als Pulverlack bzw. als Bindemittel für Pulverlacke geeignete Stoffgemische

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues, als Pulverlack bzw. als Bindemittel für Pulverlacke geeignetes Stoffgemisch, dessen Ver­ wendung zur Herstellung von transparenten oder pigmentierten Pulver­ lackbeschichtungen sowie die damit beschichteten Substrate.
Die an pulverförmige Beschichtungsmittel (Pulverlacke) gestellten vielfältigen, z. T. divergierenden Anforderungen hinsichtlich der Verarbeitungseigenschaften der Pulver und der Gebrauchseigenschaften der Beschichtungen werden von den bisher bekannten Polyurethan(PUR)- Pulverlacken auf Basis von blockierten Diisocyanataddukten in Kombi­ nation mit hydroxylgruppenhaltigen Polyacrylaten nicht zufrieden­ stellend erfüllt. Bekanntlich erhält man mit solchen Pulverlacken nur spröde, unflexible Lackfilme, die z. B. für die Lackierung von Automobilen, wo Lackfilme mit zähelastischem, flexiblen Eigen­ schaftsbild benötigt werden, nicht geeignet sind.
Es war daher die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, Pulverlacke auf Basis bestimmter blockierter Polyisocyanate und hydroxylgruppen­ haltiger Polyacrylate zur Verfügung zu stellen, die bei 130 bis 180°C innerhalb von 60 bis 5 Minuten ausgehärtet werden können und die Herstellung von hochwertigen zähelastischen und flexiblen Lack­ überzügen gestatten. Solche Pulverlacke wären von besonders großem Interesse, wenn die ohnehin schon guten Eigenschaften hinsichtlich Witterungsbeständigkeit und Hydrolysestabilität der PUR-Pulverlacke auf Basis hydroxylgruppenhaltiger Polyester und blockierter (cyclo)­ aliphatischer Diisocyanataddukte durch Substitution der Polyolkompo­ nente durch hydroxylgruppenhaltiges Polyacrylat noch verbessert wer­ den könnten.
Überraschenderweise konnte diese Aufgabe mit der Bereitstellung der nachstehend näher beschriebenen erfindungsgemäßen PUR-Pulverlacke gelöst werden.
Gegenstand der Erfindung sind als Pulverlack bzw. als Bindemittel für transparente oder pigmentierte Pulverlacke mit hoher Reaktivität geeignete, unterhalb von 40°C feste, pulverisierbare Stoffgemische, bestehend im wesentlichen aus
  • (a) einer partiell oder total blockierten Polyisocyanatkompo­ nente (Vernetzer) mit einer Funktionalität <2-5, vorzugs­ weise 2,5-4,
  • (b) einer Polyhydroxylkomponente auf Basis eines hydroxylgrup­ penhaltigen Polyacrylats und
  • (c) gegebenenfalls üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen.
Diese Stoffgemische sind dadurch gekennzeichnet, daß die Polyisocya­ natkomponente (a) ein partiell oder total blockiertes physikalisches Gemisch aus (i) einzelnen Trimerisaten von Diisocyanaten ("Isocya­ nato-Isocyanuraten"), (ii) einzelnen linearen und verzweigten ure­ thangruppenhaltigen Polyisocyanaten ("Urethanen"), (iii) einzelnen biuretgruppenhaltigen Polyisocyanaten ("Biureten") oder (iv) einzel­ nen Polyisocyanaten aus mindestens zwei der Polyisocyanate (i) bis (iii) ist; mit der Maßgabe, daß das Gemisch mindestens ein Polyiso­ cyanat mit aliphatischer Struktur und mindestens ein Polyisocyanat mit (cyclo)aliphatischer und/oder cycloaliphatischer Struktur auf­ weist und die Isocyanatgruppen so blockiert sind, daß auf 1 NCO- Äquivalent 0,5 bis 1 mol, vorzugsweise 0,8 bis 1 mol Blockierungs­ mittel entfallen.
Ein Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung dieser Stoffge­ mische als Pulverlack bzw. als Bindemittel für Pulverlacke zur Beschichtung beliebiger hitzeresistenter Substrate nach den an sich bekannten, für die Verarbeitung von Pulverlacken geeigneten Beschichtungsmethoden. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind die so beschichteten Substrate.
Die erfindungsgemäß eingesetzte Polyisocyanatkomponente (a) ist ein Gemisch aus, beispielsweise zwei oder drei, einzelnen Isocyanato- Isocyanuraten, Urethanen und/oder Biureten, die in variablen Ver­ hältnissen eingesetzt werden. Als Polyisocyanate im Sinne dieser Erfindung sind insbesondere Diisocyanate aliphatischer, (cyclo)ali­ phatischer und/oder cycloaliphatischer Natur anzusehen. Statt geeig­ nete Vertreter dieser Polyisocyanate beispielhaft aufzuführen, sei auf die Literatur verwiesen: Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band 14/2, Seite 61 ff. und J. Liebigs Annalen der Chemie, Band 562, Seiten 75-136. Bevorzugt werden in der Regel Polyisocyana­ te auf Basis der technisch leicht zugänglichen aliphatischen (wie Hexamethylendiisocyanat - HDI), (cyclo)aliphatischen (wie Isophcron­ diisocyanat - IPDI) sowie cycloaliphatischen Diisocyanate (wie 4,4- Diisocyanatodicyclohexylmethan - HMDI).
Die erfindungsgemäß eingesetzten Polyisocyanate bestehen immer aus einer aliphatischen Isocyanatkomponente und mindestens einem Vertre­ ter aus der Gruppe der (cyclo)- und cycloaliphatischen Diisocyanate. Unter (cyclo)aliphatischen Polyisocyanaten versteht der Fachmann solche Polyisocyanate, die gleichzeitig sowohl cyclisch als auch an eine aliphatische Seitenkette gebundene NCO-Gruppen enthalten, wie das z. B. beim IPDI der Fall ist. Demgegenüber versteht man unter cycloaliphatischen Polyisocyanaten solche Polyisocyanate, die nur direkt am cycloaliphatischen Ring gebundene NCO-Gruppen aufweisen. Vorteilhaft beträgt in der Polyisocyanatkomponente (a) das Gewichts­ verhältnis der Polyisocyanate mit aliphatischer Struktur zu den Polyisocyanaten mit (cyclo)aliphatischer und/oder cycloaliphatischer Struktur von 90 : 10 bis 10 : 90, vorzugsweise von 75 : 25 bis 25 : 75 und insbesondere 60 : 40 bis 40 : 60.
Die Herstellung der Isocyanato-Isocyanurate (i) erfolgt z. B. in be­ kannter Weise nach den Angaben der GB-PS 1 391 066 oder der DE-OS 23 08 015, 24 37 130 und 30 07 679.
Die Urethane (ii) werden durch Umsetzung der obengenannten monome­ ren, überwiegend bifunktionellen Polyisocyanate mit den in der Iso­ cyanatchemie als Kettenverlängerungsmitteln üblichen linearen oder verzweigten Polyolen hergestellt. Derartige Verbindungen werden bei­ spielsweise in der DE-OS 27 07 660 aufgeführt. Bevorzugt werden Polyole, deren Molgewicht unter 350 liegt, insbesondere Ethylengly­ kol (E) oder Trimethylolpropan (TMP). Die Kettenverlängerungsmittel sollen nur in solchen Mengen eingesetzt werden, daß das resultieren­ de Addukt im Durchschnitt mindestens zwei Isocyanatgruppen aufweist.
Die Herstellung der Biurete (iii) erfolgt ebenfalls in bekannter Weise, z. B. nach den Angaben der DE-OS 23 08 015, 24 37 130 und 30 07 679.
Die erfindungsgemäß eingesetzten physikalischen Mischungen bestehen immer aus einer aliphatischen isocyanurat- und/oder urethan- und/­ oder biuretgruppenhaltigen Isocyanatkomponente und mindestens einem Vertreter aus der Gruppe (cyclo)aliphatischer isocyanurat- und/oder urethangruppenhaltiger Isocyanatkomponenten und/oder einem Vertreter aus der Gruppe cycloaliphatischer isocyanurat- und/oder urethangrup­ penhaltiger Isocyanatkomponenten.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Isocyanato-Isocyanurate und/oder Urethane und/oder Biurete mit gegebenenfalls höheren Oligomerer ha­ ben im allgemeinen einen NCO-Gehalt von 8 bis 22 Gew.-%, vorzugswei­ se von 10 bis 21,5 Gew.-%, der durch Blockierungsmittel auf einen freien NCO-Gehalt von ≦5 Gew.-%, vorzugsweise von ≦3 Gew.-% und ins­ besondere von ≦2 Gew.-% herabgesetzt wird.
Das NCO/Blockierungsmittelverhältnis liegt für die erfindungsgemäß eingesetzten Polyisocyanate bei 1 : 0,5 bis 1, vorzugsweise bei 1 : 0,8 bis 1.
Der latente NCO-Gehalt der erfindungsgemäß eingesetzten blockierten Polyisocyanate beträgt 7 bis 18 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 16 Gew.-%.
Als Blockierungsmittel (BL) werden z. B. Oxime, wie Methylethylket­ oxim (MOX), Methylisobutylketoxim, Acetophenonoxim und 2,2,6,6-Te­ tramethylpiperidinonoxim; Triazole, wie 1,2,4-Triazol (TR); sowie 3,5-Dimethylpyrazol eingesetzt. Besonders bevorzugte Blockierungs­ mittel sind MOX und TR.
Die partiell oder total blockierte Polyisocyanatkomponente (a), d. h. das Gemisch der Polyisocyanate (i) bis (iv), die nicht Gegenstand dieser Erfindung sind, kann in bekannter Weise im Lösemittel oder auch in Substanz diskontinuierlich im Reaktor oder kontinuierlich im statischen Mischer bzw. vorteilhaft im Mehrwellenextruder, insbeson­ dere im Zweiwellenextruder hergestellt werden. Die Umsetzung mit dem Blockierungsmittel erfolgt unterhalb der Aufspalttemperatur zwischen 90 und 130°C, insbesondere zwischen 100 und 120°C.
Ein weitere Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der Stoffge­ mische als Pulverlacke bzw. als Bindemittel für transparente und pigmentierte Pulverlacke zum Beschichten beliebiger hitzresistenter Substrate, insbesondere von hitzeempfindlichen Werkstücken, nach an sich bekannten, für die Verarbeitung von Pulverlacken geeigneten Beschichtungsmethoden. Die transparenten Acrylat-Pulverlacke eignen sich vor allem aufgrund ihrer hohen Reaktivität - niedrige Härtungs­ temperaturen - und des ausgezeichneten Verlaufs als Topcoat, insbe­ sondere als Automobil-Decklack.
Die blockierten Polyisocyanate und die Hydroxylgruppen tragenden Acrylatharze werden, gegebenenfalls unter Zumischung der in der PUR- Chemie üblichen Zusätze (c) mit bekannten Technologien zu sprühfer­ tigen Pulvern formuliert, mittels elektrostatischen Auftrags appli­ ziert und zwischen 130 und 180°C, vorzugsweise zwischen 140 und 160°C eingebrannt.
Die Polyhydroxylkomponente (b) der erfindungsgemäßen Stoffgemische ist ein hydroxylgruppenhaltiges Acrylatharz, das in bekannter Weise hergestellt werden kann. Die Acrylatharze sind Homo- oder Copolyme­ risate, wobei z. B. folgende Monomere als Ausgangsstoffe gewählt wer­ den können: Ester der Acrylsäure und Methacrylsäure mit zweiwertigen gesättigten aliphatischen Alkoholen mit 2 bis 4 C-Atomen, wie 2-Hy­ droxyethylacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 4-Hydroxybutylacrylat und die entsprechenden Methacrylsäureester; Acrylsäure- und Methacryl­ säureester mit 1 bis 18, vorzugsweise 1 bis 8 C-Atomen, wie Methyl­ acrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat. Isopropylacrylat, n-Butylacry­ lat, tert.-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat und die entsprechenden Methacrylsäureester; Acrylsäure- und Methacrylsäure­ cyclohexylester; Acrylnitril und Methacrylnitril; Acrylamid und Methacrylamid; und N-Methoxymethyl(meth)acrylsäureamid.
Besonders bevorzugte Acrylharze sind Copolymere aus
  • a) 0 bis 50 Gew.-% Estern der Acryl- oder Methacrylsäure mit zwei- oder mehrwertigen Alkoholen, wie Butandiol-1,4-monoacry­ lat, Hydroxyethyl(meth)acrylat oder Hydroxypropyl(meth)acry­ lat, und/oder Vinylglykol, Vinylthioethanol, Allylalkohol Butandiol-1,4-monovinylether.
  • b) 5 bis 95 Gew.-% Estern der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit einwertigen Alkoholen, die 1 bis 12 Kohlenstoffatome enthal­ ten, wie Methylmethacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Iso­ butylacrylat oder 2-Ethylhexylacrylat;
  • c) 0 bis 50 Gew.-% aromatischen Vinylverbindungen, wie Styrol, α-Methylstyrol und Vinyltoluol;
  • d) 0 bis 20 Gew.-% anderen Monomeren mit funktionellen Gruppen, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Maleinsäureanhydrid, Maleinsäurehalb­ ester, Acrylamid, Methacrylamid, Acrylnitril oder N-Methy­ lol(meth)acrylamid sowie Glycidyl(meth)acrylat, wobei der An­ teil der Gruppen a) und/oder d) mindestens 5 Gew.-% beträgt.
Die Acrylatharze können nach den üblichen Methoden hergestellt wer­ den, also durch Lösungs-, Suspensions-, Emulsions- oder Fällungspo­ lymerisation; bevorzugt aber durch Substanzpolymerisation, die ihrerseits mittels UV-Licht initiiert werden kann.
Als weitere Polymerisationsinitiatoren werden die üblichen Peroxide oder Azoverbindungen, wie Dibenzoylperoxid, tert.-Butylperbenzoat oder Azodiisobutyronitril, verwendet. Das Molekulargewicht kann z. B. mit Schwefelverbindungen, wie tert.-Dodecylmercaptan, geregelt wer­ den.
Die so hergestellten hydroxylgruppenhaltigen Polyacrylate haben vor­ teilhaft eine OH-Zahl von 20 bis 150 mg KOH/g, vorzugsweise von 25 bis 100 mg KOH/g und insbesondere von 30 bis 90 mg KOH/g.
In den erfindungsgemäßen Stoffgemischen läßt sich das Mischungsver­ hältnis der Komponenten (a) und (b) in weiten Grenzen variieren. Die besten lacktechnischen Kenndaten werden erzielt, wenn das erfin­ dungsgemäße Stoffgemisch ohne Hilfs- und Zusatzstoffe (c) aus 9 bis 45 Gew.-% Vernetzer (a) und 55 bis 91 Gew.-% Acrylatharz (b) be­ steht, wobei das OH/NCO-Verhältnis von 1 : 0.6 bis 1.2, vorzugsweise von 1 : 0,9 bis 1,1 beträgt. Besonders empfehlenswert ist es, pro OH- Äquivalent des Acrylatharzes ein NCO-Äquivalent des Vernetzers ein­ zusetzen.
Als gegebenenfalls mitzuverwendende Hilfs- und Zusatzstoffe (c) seien zunächst Verlaufs- und Glanzverbesserer' wie Polyvinylbutyrale. Copolymere aus n-Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat, Keton-Alde­ hyd-Kondensationsharze, feste Siliconharze oder auch Gemische von Zink-Seifen, Fettsäuren und aromatischen Carbonsäuren, genannt.
Als Katalysatoren können organische Zinnverbindungen, wie Dibutyl­ zinndilaurat (DBTL), Zinn(II)-octoat oder Zinnmaleat, in einer Kon­ zentration 0.03 bis 0,5 Gew.-% verwendet werden.
Als Hitzestabilisatoren und Antioxidantien haben sich handelsübli­ che, z. T. hochmolekulare sterisch gehinderte mehrwertige Phenole be­ währt.
Die Mitverwendung von Pigmenten der an sich bekannten Art ist in den erfindungsgemäßen Stoffgemischen selbstverständlich ebenfalls mög­ lich. Die Art und die Menge der gegebenenfalls mitzuverwendenden Hilfs- und Zusatzstoffe (c) richten sich nach dem Einzelfall und den angestrebten Eigenschaften und können in einfachen, nicht erfinderi­ schen Vorversuchen zuverlässig ermittelt werden.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Stoffgemische werden die Kom­ ponenten (a) und (b) sowie die gegebenenfalls mitzuverwendenden Hilfs- und Zusatzstoffe (c) intensiv durchmischt, wobei man sich vorzugsweise eines Extruders oder eines beheizbaren Kneters oder an­ derer Intensivmischer, z. B. eines Doppel-Z-Kneters, bedient. Die Durchmischung der Einzelkomponenten erfolgt hierbei vorzugsweise in der Schmelze bei einer Temperatur, bei welcher noch keine Vernet­ zungsreaktion eintritt. Ein derartiger Temperaturbereich ist der Bereich zwischen 100 und 130°C, innerhalb dessen die erfindungsgemä­ ßen Stoffgemische im allgemeinen bereits als flüssige Schmelzen vor­ liegen. Nach der so erfolgten Homogenisierung der erfindungsgemäßen Stoffgemische werden diese abgekühlt, und der so erhaltene erstarrte Feststoff wird in einer handelsüblichen Mühle bis zu einem Korngrö­ ßenverteilungsmaximum von etwa 0,01 bis 0,05 mm gemahlen und in ei­ ner Siebmaschine, falls erforderlich, von Anteilen größer als 0,09 mm getrennt.
Das Auftragen der erfindungsgemäßen Gemische bei der erfindungsgemä­ ßen Beschichtung von Substraten kann nach dem Wirbelsinterverfahren, nach dem Verfahren der elektrostatischen Pulverbeschichtung oder nach dem elektrostatischen Fluidbettverfahren erfolgen. Die beschichteten Substrate werden anschließend im Einbrennofen Tempera­ turen ausgesetzt, bei welchen die festen Pulverlackteilchen auf­ schmelzen, zu einem homogenen Film verlaufen und unter Abspaltung des Blockierungsmittels vernetzen. Im allgemeinen werden daher die beschichteten Substrate Temperaturen von 130 bis 180°C, vorzugsweise von 140 bis 160°C ausgesetzt. Die unter diesen Bedingungen freiwer­ denden Isocyanatgruppen reagieren mit den Hydroxylgruppen des Poly­ acrylats unter Ausbildung hochwertiger Polyurethanfilme.
Die erfindungsgemäße Verwendung gestattet die Herstellung von hoch­ wertigen, schlagzähen, wetter- und lösemittelbeständigen Beschich­ tungen auf beliebigen hitzeresistenten Substraten, wie Metall, Glas, Keramik und gegebenenfalls auch Holz und Kunststoffen. Die Beschich­ tungen zeichnen sich zudem durch eine hervorragende Hitze- und Lichtbeständigkeit aus. Die erfindungsgemäßen transparenten oder pigmentierten Pulverlacke eignen sich besonders für die Lackierung von Automobilen oder Automobilteilen.
Experimenteller Teil A. Herstellung der blockierten Polyisocyanatkomponente (a) 1. Herstellung der blockierten Isocyanato-Isocyanurat-Gemische Allgemeine Herstellungsvorschrift
Die gemäß Tabelle 1 eingesetzten Isocyanurate werden bei 100 bis 120°C im doppelwandigen Reaktor homogenisiert. Vor der Blockierungs­ mittelzugabe wird der NCO-Gehalt der Schmelze titrimetrisch über­ prüft und anschließend die berechnete Menge Blockierungsmittel por­ tionsweise so zugegeben, daß die Reaktionstemperatur 130°C nicht übersteigt. Nach der Blockierungsmittelzugabe wird das Reaktionsge­ misch noch so lange bei 120°C gerührt, bis der NCO-Gehalt unter den berechneten Werten bzw. unter 0,5 Gew.-% liegt.
Wird Dibutylzinndilaurat (DBTL) zur Reaktionsbeschleunigung benö­ tigt, erfolgt die Zugabe nach der Isocyanurat-Homogenisierung bzw. vor der Blockierungsmittelzugabe.
Eingesetzt wurden die technischen Isocyanurate
A  Hüls AG VESTANAT T 1890 NCO-Gehalt: 17,3 ± 0,3 Gew.-%
B  Bayer AG DESMODUR N 3300 NCO-Gehalt: 21,8 ± 0,3 Gew.-%
sowie@ C  das Laborprodukt W 1600 aus 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethan NCO-Gehalt: 12,6 ± 0,3 Gew.-%
2. Herstellung der blockierten urethan- und/oder biuret- und/oder isocyanuratgruppenhaltigen Polyisocyanate Allgemeine Herstellungsvorschrift
Die gemäß Tabelle 2 eingesetzten physikalischen Mischungen wenden bei 100 bis 120°C im doppelwandigen Reaktor homogenisiert. Vor der Blockierungsmittelzugabe wird der NCO-Gehalt der Schmelze titrime­ trisch überprüft und anschließend die berechnete Menge Blockierungs­ mittel portionsweise so zugegeben, daß die Reaktionstemperatur 130°C nicht übersteigt. Nach der Blockierungsmittelzugabe wird das Reak­ tionsgemisch noch so lange bei 120°C gerührt, bis der NCO-Gehalt un­ ter den berechneten Wert bzw. unter 0,5 Gew.-% gesunken ist.
Wird Dibutylzinndilaurat (DBTL) zur Reaktionsbeschleunigung zuge­ setzt, erfolgt die Zugabe nach der Isocyanat-Homogenisierung bzw. vor der Blockierungsmittelzugabe.
Eingesetzt werden die technisch zugänglichen
  • (a) Isocyanurate A, B und C gemäß A 1.,
  • (b) das Biuret
    D der Bayer AG
    DESMODUR N 3200  NCO-Gehalt: 21,8±0,3 Gew.-%
  • (c) die urethangruppenhaltigen Polyisocyanate, bestehend aus:
Die Herstellung erfolgte nach bekannten Methoden der PUR-Chemie.
B. Hydroxyacrylate
  • 1. Joncryl 587 der Fa. Jonson Wax (USA) mit einer OH-Zahl von 85 bis 90 mg KOH/g und einer Säurezahl von <1mg KOH/g.
  • 2. Plex 1010 F der Fa. Röhm - Deutschland mit einer OH-Zahl von 35 bis 40 mg KOH/g und einer Säurezahl <1 mg KOH/g.
C. Acrylat-Pulverlacke Allgemeine Herstellungsvorschrift
Die zerkleinerten Produkte - blockierte Polyisocyanate (Vernetzer) Hydroxyacrylat, Verlaufsmittel, gegebenenfalls Katalysator-Master­ batch - werden, gegebenenfalls mit dem Weißpigment, in einem Koller­ gang innig vermischt und anschließend im Extruder bei maximal 130°C homogenisiert. Nach dem Erkalten wird das Extrudat gebrochen und mit einer Stiftmühle auf eine Korngröße von <100 µm gemahlen. Das so hergestellte Pulver wird mit einer elektrostatischen Pulverspritzan­ lage bei 60 kV auf entfettete, gegebenenfalls vorbehandelte Eisen­ bleche appliziert und in einem Umlufttrockenschrank bei Temperaturen zwischen 140 und 170°C eingebrannt.
Verlaufsmittel-Masterbatch
Es werden 10 Gew.-% des Verlaufsmittels - ein handelsübliches Copo­ lymer von Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat - in dem entsprechen­ den Acrylatharz in der Schmelze homogenisiert, und nach dem Erstar­ ren wird die Schmelze zerkleinert.
Katalysator-Masterbatch
Es werden 5 Gew.-% des Katalysators - Dibutylzinndilaurat (DBTL) - in dem entsprechenden Acrylatharz in der Schmelze homogenisiert, und nach dem Erstarren wird die Schmelze zerkleinert.
Die Abkürzungen in den folgenden Tabellen bedeuten:
SD = Schichtdicke [µm]
ET = Tiefung nach Erichsen [mm] (DIN 53 156)
HK = Härte nach König in sec. (DIN 53 157)
GG 60°∡ = Messung des Glanzes nach Gardner (ASTM-D 5233)

Claims (18)

1. Als Pulverlack bzw. als Bindemittel für transparente oder pig­ mentierte Pulverlacke mit hoher Reaktivität geeignete, unterhalb von 40°C feste, pulverisierbare Stoffgemische, im wesentlichen bestehend aus:
  • (a) einer partiell oder total blockierten Polyisocyanatkomponen­ te mit einer Funktionalität von <2-5, vorzugsweise 2,5-4,
  • (b) einer Polyhydroxylkomponente auf Basis eines hydroxylgrup­ penhaltigen Polyacrylats und
  • (c) gegebenenfalls üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Polyisocyanatkomponente (a) ein phy­ sikalisches Gemisch aus (i) einzelnen Trimerisaten von Diisocyana­ ten, (ii) einzelnen linearen oder verzweigten urethangruppenhaltigen Polyisocyanaten, (iii) einzelnen biuretgruppenhaltigen Polyisocyana­ ten oder (iv) einzelnen Polyisocyanaten aus mindestens zwei der Polyisocyanate (i) bis (iii) ist; mit der Maßgabe, daß die Stoffge­ mische mindestens ein Polyisocyanat mit aliphatischer Struktur und mindestens ein Polyisocyanat mit (cyclo)aliphatischer und/oder cyc­ loaliphatischer Struktur aufweisen und die enthaltenen Isocyanat­ gruppen so blockiert sind, daß auf 1 NCO-Äquivalent 0,5 bis 1 mol, vorzugsweise 0,8 bis 1 mol Blockierungsmittel entfallen.
2. Stoffgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyisocyanatkomponente (a) aus zwei oder drei isocyanurat- und/oder urethan- und/oder biuretgruppenhaltigen Polyisocyanaten besteht.
3. Stoffgemisch nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Polyisocyanatkomponente (a) aus den Trimerisaten, Urethanen und/oder Biureten des Hexamethylendiisocyanats, Isophorondiisocya­ nats und/oder 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethans besteht.
4. Stoffgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Polyisocyanatkomponente (a) das Gewichtsver­ hältnis der Polyisocyanate mit aliphatischer Struktur zu den Poly­ isocyanaten mit (cyclo)aliphatischer und/oder cycloaliphatissher Struktur von 90 : 10 bis 10 : 90, vorzugsweise von 75 : 25 bis 25 : 75 und insbesondere von 60 : 40 bis 40 : 60 beträgt.
5. Stoffgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß daß sie mit linearen und/oder verzweigten Polyolen kettenverlängert sind.
6. Stoffgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Blockierungsmittel Methylethylketoxim oder 1,2,4- Triazol eingesetzt wird.
7. Stoffgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der latente NCO-Gehalt der Polyisocyanatkomponente (a) 7 bis 18 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 16 Gew.-% beträgt und der freie NCO-Gehalt bei ≦5 Gew.-%, vorzugsweise bei ≦4 Gew.-% und insbesonde­ re bei ≦2 Gew.-% liegt.
8. Stoffgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Polyhydroxylkomponente (b) ein hydroxylgruppen­ haltiges Polyacrylat mit einer OH-Zahl von 20 bis 150 mg KOH/g, vor­ zugsweise von 30 bis 90 mg KOH/g ist.
9. Verwendung der Stoffgemische nach den Ansprüchen 1 bis 8 als Pulverlacke bzw. als Bindemittel für Pulverlacke zum Beschichten beliebiger Substrate nach an sich bekannten, für die Verarbeitung von Pulverlacken geeigneten Beschichtungsmethoden.
10. Transparente und pigmentierte Pulverlacke, dadurch gekennzeich­ net, daß sie Stoffgemische nach den Ansprüchen 1 bis 9 sind,
11. Pigmentierte Pulverlacke, dadurch gekennzeichnet, daß sie Stoffgemische nach den Ansprüchen 1 bis 9 sind, die als einen Hilfs- und Zuschlagstoff (c) ein Pigment enthalten.
12. Transparente Pulverlacke, dadurch gekennzeichnet, daß sie Stoffgemische nach den Ansprüchen 1 bis 9 sind, die kein Pigment enthalten.
13. Pulverlacke nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das OH/NCO-Verhältnis 1 : 0,6-1,2, vorzugsweise 1 : 0,9-1,1 und insbesondere 1 : 1 beträgt.
14. Transparente und pigmentierte Pulverlacke nach einem der An­ sprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß den Pulverlacken Katalysatoren zugesetzt werden in einer Konzentration von 0,03 bis 0,5 Gew.-% unter Einbeziehung der bereits in den blockierten Poly­ isocyanaten enthaltenen Katalysatormenge.
15. Pulverlacke nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß den Pulverlacken organische Zinnverbindungen, wie Dibutylzinndilaurat, Zinn(II)-octoat oder Zinnmaleat, zugesetzt wer­ den.
16. Lagerstabile, in der Hitze härtbare, transparente und pigmen­ tierte Pulverlacke hoher Reaktivität aus partiell oder total bloc­ kierten Polyisocyanaten, einem hydroxylgruppenhaltigen Polyacrylat sowie gegebenenfalls in der PUR-Chemie üblichen Hilfs- und Zuschlagsstoffen zum Beschichten insbesondere hitzeempfindlicher Werkstücke.
17. Verwendung der transparenten Pulverlacke nach Anspruch 15 als Automobil-Decklacke.
18. Mit Pulverlacken nach den Ansprüchen 10 bis 16 beschichtete Substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10313317B4 (de) * 2002-03-25 2010-10-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi In Wasser dispergierte Pulverschlammbeschichtung und Film daraus

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