DE19752759A1 - Triboelektrisch aufladbare Pulverlacke - Google Patents

Triboelektrisch aufladbare Pulverlacke

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DE19752759A1
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powder coating
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epoxy
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DE19752759A
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Christopher Dr Hilger
Rolf Boysen
Helmut Riestenpatt
Ulrike Schloesser
Erwin Czech
Udo Mayer
Gunther-Rudolf Schroeder
Benno Sens
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BASF Coatings GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/03—Powdery paints
    • C09D5/033—Powdery paints characterised by the additives
    • C09D5/034—Charge control agents

Description

Die Erfindung betrifft Pulverlacke, die durch den Einsatz eines Additivs besonders für triboelektrische Applikationseinrichtungen geeignet sind.
Seit einigen Jahren finden sogenannte Pulverlacke ein immer größeres Einsatzgebiet. Pulverlacke liegen in Form eines trockenen Pulvers vor, das in der Regel mit Hilfe elektrostatischer Aufladung auf der Oberfläche des zu beschichtenden Gegenstandes fein verteilt aufgebracht und anschließend "getrocknet", d. h. eingebrannt wird. Beim Einbrennen, das üblicherweise bei Temperaturen zwischen 130 und 220°C erfolgt, entsteht durch Vernetzungsreaktionen und Filmbildung der feste Lacküberzug auf dem Werkstück. Derartige Pulverlacke bieten eine Reihe von Vorteilen. So entfällt aufgrund der pulverförmigen Konsistenz des Lackes die Notwendigkeit, mit Lösemitteln zu arbeiten. Demgemäß entfallen bei Pulverlacken sämtliche Umweltprobleme, die üblicherweise mit dem Verdampfen der Lösemittel einhergehen. Zudem wird die sonst für das Verdampfen der Lösemittel notwendige Heizenergie eingespart. Ein weiterer Vorteil von Pulverlacken besteht darin, daß Material, das nicht am Werkstück haften geblieben ist, am Boden der Pulverkabine aufgefangen und problemlos erneut verwendet werden kann. Auf diese Weise kann ein Pulvernutzungsgrad von bis zu 98% erreicht werden. Neben Kostenvorteilen bringt dieser erhöhte Nutzungsgrad auch eine weitaus geringere Belastung der Umwelt als bei üblichen Lacken mit sich. Pulverlacke werden aus Bindemitteln, Härtern, Füllstoffen, Pigmenten und Additiven hergestellt. Bezüglich der verwendeten Bindemittel und Härter basieren die heutigen Pulverlacke in der Regel auf einer der folgenden Polymerklassen: Epoxide; Epoxid-Polyester-Gemische; Polyester; Polyester/Isocyanate (Polyurethane); Polyacrylate.
In der Pulverlacktechnologie erfolgt die Applikation der Pulverlacke entweder über Hochspannungsverfahren, z. B. über Corona-Elektrode, oder über das Triboverfahren, das auf reibungselektrischer Aufladung der Pulverlacke beruht.
Das Triboverfahren weist gegenüber dem Hochspannungsverfahren eine Reihe von Vorteilen auf. Zum einen sind keine Hochspannungseinrichtungen notwendig, zum anderen kommt es nicht zur Ausbildung von "Faraday'schen Käfigen", weil keine elektrischen Feldlinien vorhanden sind.
Ein wesentlicher Nachteil der reibungselektrischen Aufladung heutiger Pulverlacke ist die zu niedrige Abscheidrate der Pulverlacke am Werkstück. Insbesondere Pulverpartikel mit einem mittleren Durchmesser < 10 µm sind in der Lackierpraxis häufig problematisch, weil sie im Triboverfahren einen schlechten Abscheidgrad am Werkstück haben.
Um die Abscheidrate triboelektrisch applizierter Pulverlacke zu verbessern, wird nach dem Stand der Technik auf spezielle Bindemittel zurückgegriffen oder es werden Additive, wie Aluminiumoxyd im sogenannten Dry-Blendverfahren, den Pulverlacken hinzugefügt. Die so hergestellten Pulverlacke müssen jedoch in ihrem Partikelgrößenspektrum speziell eingestellt werden, d. h. der Anteil an Pulverpartikeln mit einem mittleren Teilchendurchmesser < 10 µm muß reduziert werden.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, Pulverlacke bzw. Additive für Pulverlacke zur Verfügung zu stellen, die gegenüber dem Stand der Technik in Hinblick auf die triboelektrische Applizierbarkeit verbessert sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Pulverlack gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er mindestens ein spezielles Benzimidazolderivat als Additiv enthält.
Demgemäß enthalten die erfindungsgemäßen Pulverlacke das erfindungsgemäß zu verwendende Additiv der Formel I
in der
R = Wasserstoff, Chlor, Methyl,
L = C4-C22 Alkyl oder 2-Phenylethyl oder C2-C10-Alkylen, C4-C10-Alkenylen oder ein Rest der Formel
An⁻ = ein Äquivalent eines Anions, n = 0, 1 oder 2 und q = 1, 2 oder 3.
C2-C10-Alkylenreste sind z. B. (CH2)2, (CH2)3, (CH2)4, (CH2)5, (CH2)6, (CH2)7, (CH2)8, (CH2)9, (CH2)10, CH-(CH3)CH2 oder CH(CH3)CH(CH3).
C4-C10-Alkenylenreste sind z. B. CH2CH=CHCH2, CH2CH=CH(CH2)2 oder (CH2)2CH=CH(CH2)2.
Bevorzugte Brückenglieder L sind C2-C8-Alkylen, CH2CH=CHCH2,
wobei C2-C8-Alkylen besonders hervorzuheben ist.
Geeignete Anionen sind z. B. anorganische oder organische Anionen, beispielsweise Halogenide, wie Fluorid, Chlorid, Bromid oder Iodid, Hexafluorophosphat, Tetrafluoroborat, Formiat, Acetat, Propionat, Oxalat, Benzolsulfonat, Toluolsulfonat oder Tetraphenylboranat.
Besonders bevorzugt für A⁻ sind F⁻, Cl⁻, Br⁻, PF6⁻, BF4⁻ und I⁻ und damit r = 1.
Oder aber die erfindungsgemäßen Pulverlacke enthalten mindestens ein erfindungsgemäß zu verwendendes Additiv der folgenden Formel II,
in der
R, n und An⁻ die obengenannten Bedeutungen haben und
R1 C4-C22 Alkyl, Benzyl oder 2-Phenylethyl oder,
bedeuten, wobei
Z C2-C6 Alkylen,
R2 Wasserstoff, ggfs. durch Hydroxy oder C1-C4 Alkoxy substituiertes C1-C4 Alkyl, Halogen, Nitro oder C1-C4 Alkanoyl
m 1 oder 2 und
r 1 oder 2 bedeuten.
In der Formel (II) steht R1 neben Benzyl- und Phenylethyl für C4- bis C22-Alkyl. Im einzelnen sind für R1 z. B. zu nennen: n- und i-Butyl, n- und i-Pentyl, Hexyl, Heptyl, n- und i-Octyl, 2-Ethylhexyl, Nonyl, Decyl, Dodecyl, Tetradecyl, Hexadecyl, Stearyl, Eicosyl, Doeicosyl, wobei die Alkylgruppen linear oder verzweigt sind.
Vorzugsweise steht R1 für Benzyl oder für C10- bis C22-Alkyl insbesondere für C12-C22-Alkyl.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen (II), in denen R1 Methyl und n 0 oder 1 sind und R1 für C10-C22 insbesondere für C12-C22-Alkyl stehen.
Reste R2 sind z. B. Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, 2-Hydroxyethyl, 2- oder 3-Hydroxypropyl, 2- oder 4-Hydroxybutyl, 2-Methoxyethyl, 2- oder 3-Methoxypropyl, 2- oder 4-Methoxybutyl, 2-Ethoxyethyl, 2- oder 3-Ethoxypropyl, 2- oder 4-Exoxybutyl, Fluor, Chlor, Brom, Formyl, Acetyl, Propionyl, Butyryl oder Isobutyryl.
Reste sind z. B. (CH2)2, (CH2)3, (CH2)4, (CH2)5, (CH2)6, CH(CH3)CH2 oder CH(CH3)CH(CH3).
Oder die erfindungsgemäßen Pulverlacke enthalten mindestens ein erfindungsgemäß zu verwendendes Additiv der Formel III,
in der
n, q, R, R2, Z und An⁻ die obengenannten Bedeutungen haben.
Besonders bevorzugt sind Benzimidazole der Formel III, in der
q 1
R Wasserstoff,
R2 Wasserstoff oder C1-C4-Alkyl und
L C3-C6-Alkylen bedeuten und
n und An⁻ jeweils die obengenannten Bedeutungen besitzen.
Von besonderem Interesse sind Benzimidazole der Formel III, in der C3- C4-Alkylen bedeutet. Besonders hervorzuheben ist das Benzimidazol der Formel IV
in der An⁻ die obengenannte Bedeutung besitzt.
Alle in den Formeln I bis IV auftretenden Alkylen- oder Alkenylengruppen können sowohl geradkettig als auch verzweigt sein.
Bevorzugt sind Benzimidazole der Formel I, die einen symmetrischen Aufbau aufweisen.
Besonders bevorzugt sind Benzimidazole der Formel V in der
q jeweils 1,
R jeweils Wasserstoff und
L C2-C8-Alkylen bedeuten und
n und An⁻ jeweils die obengenannte Bedeutung besitzen.
Von ganz besonderem Interesse sind Benzimidazole der Formel I in der L C2-C5-Alkylen bedeutet.
Erfindungsgemäß kann mindestens ein Additiv der Formel I, II oder III in dem erfindungsgemäßen Pulverlack verwendet werden. Indes können auch Gemische, welche mindestens zwei erfindungsgemäß zu verwendende Additive mindestens zweier Formeln I bis III enthalten, verwendet werden.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Additive können nach an sich bekannten Methoden, wie sie beispielsweise in der DE-A-27 33 468 beschrieben sind, erhalten werden.
So kann man ein Benzimidazol der Formel V,
in der n, q und R jeweils die obengenannte Bedeutung besitzen, mit einer Verbindung der Formel VI
X-L-X (VI),
in der L die obengenannte Bedeutung besitzt und X für eine Austrittsgruppe, z. B. Chlor, Brom oder Iod, steht, umsetzen und gegebenenfalls anschließend mittels eines Salzes der Formel VII
M⁺An⁻ (VII),
in der An⁻ die obengenannte Bedeutung besitzt und M⁺ für das Äquivalent eines Metallkations, z. B. Natrium oder Kalium, steht, ausfällen.
Die genannten Additive werden erfindungsgemäß vorzugsweise in Mengen von 0,05 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 1 Gew.-% den Pulverlacken zugesetzt.
Die Zugabe dieser Additive kann beispielsweise erfolgen nach der Synthese der Harze, indem ein oder mehrere Additive dem geschmolzenen Harz zugefügt werden oder bei der Konfektionierung der Pulverlacke z. B. vor dem Dispergierschritt im Extruder.
Die erfindungsgemäßen Pulverlacke zeichnen sich durch eine besonders gute triboelektrische Aufladbarkeit aus, wodurch sich die Übertragungsrate stark erhöht.
Prinzipiell können alle Pulverlackarten, insbesondere auf der Basis von Epoxidharzen, Epoxid-Polyester-Gemischen, Polyestern, Polyurethanen und/oder Acrylatharzen, mit dem erfindungsgemäßen Triboadditiv ausgestattet werden. Es eignet sich sowohl für unpigmentierte als auch für pigmentierte Pulverlacke.
Bekannte Lackformulierungen finden sich z. B. in der EP-509 392, EP-509 393, EP-322 827, EP-517 536, US-5,055,524 und US-4,849,283. Insbesondere kann der Pulverlack bestehen aus Epoxidharzen, auch epoxidierten Novolacken, aus Vernetzungsmitteln, vorzugsweise phenolischen oder aminischen Härtern oder bicyclischen Guanidinen, Katalysatoren, Füllstoffen sowie ggf. Hilfsmitteln und Additiven.
Die erfindungsgemäß Pulverlacke können z. B. Epoxidharze, phenolische Vernetzungsmittel, Katalysatoren, Hilfsstoffe sowie ggf. Hilfsmittel und pulvertypischen Additive, Rieselhilfen enthalten.
Geeignete Epoxidharze sind alle festen Epoxidharze mit einem Epoxiäquivalentgewicht zwischen 400 und 3.000 vorzugsweise 600 bis 2.000. Dabei handelt es sich hauptsächlich um Epoxidharze auf Basis von Bisphenol A und Bisphenol F oder expoxidierte Novolackharze. Diese weisen vorzugsweise ein Epoxidäquivalentgewicht von 500 bis 1.000 auf.
Die Epoxidharze auf Basis von Bisphenol A und Bisphenol F weisen im allgemeinen eine Funktionalität von kleiner 2, die epoxidierten Novolackharze eine Funktionalität von größer 2 auf. Besonders bevorzugt werden in den erfindungsgemäßen Pulverlacken epoxidierte Novolackharze mit einem mittleren Funktionalität im Bereich von 2,4 bis 2,8 und mit einem Epoxidäquivalentgewicht im Bereich von 600 bis 850. Bei den epoxidierten Novolackharzen sind die phenolischen Hydroxylgruppen mit Alkyl-, Acryl- oder ähnlichen Gruppen verethert. Durch Umsetzung der phenolischen Hydroxylgruppen mit Epichlorhydriden werden Epoxidgruppen in das Molekül eingebracht. Ausgehend von Novolacken bildet sich dabei der sog. Epoxid-Novolack. Die epoxidierten Novolacke sind strukturverwandt mit Bisphenol A-Harzen. Epoxidierte Novolackharze können hergestellt werden durch Epoxidierung von Novolacken, die z. B. aus 3 bis 4 Phenolkernen, welche über Methylenbrücken miteinander verbunden sind, bestehen. Als Novolackharze können auch alkylsubstituierte Phenole, welche mit Formaldehyd umgesetzt werden, verwendet werden.
Geeignete Epoxidharze sind beispielsweise die unter folgenden Namen im Handel erhältlichen Produkte:
Epikote® 1004, 1055, 3003, 3004, 2017 der Firma Shell-Chemie, DEH® 640, 671, 662, 663U, 664, 667 der Firma Dow sowie Araldit® GT 6063, 6064, 6084, 6097, 7004, 7220, 7225 der Firma Ciba Geigy.
Zur Aushärtung der Epoxidharze kann der erfindungsgemäße Pulverlack phenolische oder aminische Härter enthalten. Zum Einsatz kommen können auch bicyclische Guanidine.
Dabei kann beispielsweise jedes beliebige Phenolharz verwendet werden, solange es die für Reaktivität erforderliche Methylol-Funktionalität aufweist. Bevorzugte Phenolharze sind unter alkalischen Bedingungen hergestellte Reaktionsprodukte von Phenol, substituierten Phenolen und Bisphenol A mit Formaldehyd. Unter derartigen Bedingungen wird die Methylolgruppe entweder ortho- oder para-ständig mit dem aromatischen Ring verknüpft. Besonders bevorzugt werden gemäß der vorliegenden Erfindung als phenolische Vernetzungsmittel hydroxylgruppenhaltige Bisphenol-A- oder Bisphenol-F-Harze mit einem Hydroxyäquivalentgewicht im Bereich von 180 bis 600, besonders bevorzugt im Bereich von 180 bis 300, eingesetzt. Derartige phenolische Vernetzungsmittel werden hergestellt durch Umsetzung von Bisphenol-A oder Bisphenol-F mit glycidylgruppenhaltigen Komponenten, wie z. B. dem Diglycidylether von Bisphenol-A. Derartige phenolische Vernetzungsmittel sind beispielsweise erhältlich unter der Handelsbezeichnung DEH® 81, DEH® 82 und DEH® 87 der Firma Dow DX 171 der Firma Shell-Chemie und XB 3082 der Firma Ciba Geigy.
Die Epoxidharze und die phenolischen Vernetzungsmittel werden dabei in einem derartigen Verhältnis eingesetzt, daß die Zahl der Epoxidgruppen zur Zahl der phenolischen OH-Gruppen in etwa 1 : 1 beträgt.
Die erfindungsgemäßen Pulverlacke enthalten einen oder mehrere geeignete Katalysatoren für die Epoxidharz-Aushärtung. Geeignete Katalysatoren sind Phosphoniumsalze organischer oder anorganischer Säuren, Imidazol und Imidazolderivate, quartäre Ammoniumverbindungen sowie Amine. Die Katalysatoren werden im allgemeinen in Anteilen von 0,001 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Epoxidharzes und des phenolischen Vernetzungsmittels, eingesetzt.
Beispiele für geeignete Phosphoniumsalz-Katalysatoren sind Ethyltriphenylphosphoniumiodid, Ethyltriphenylphosphoniumchlorid, Ethyltriphenylphosphoniumthiocyanat, Ethyltriphenylphosphonium-Acetat- Essigsäurekomplex, Tetrabutylphosphoniumiodid, Te­ trabutylphosphoniumbromid und Tetrabutylphosphonium-Acetat- Essigsäurekomplex. Diese sowie weitere geeignete Phosphonium Katalysatoren sind z. B. beschrieben in US-PS 3,477,990 und US-PS 3,341,580.
Geeignete Imidazol-Katalysatoren sind beispielsweise 2-Styrylimidazol, 1-Benzyl-2-methylimidazol, 2-Methylimidazol und 2-Butylimidazol. Diese sowie weitere Imidazol-Katalysatoren sind z. B. beschrieben in dem belgischen Patent Nr. 756,693.
Zum Teil enthalten handelsübliche phenolische Vernetzungsmittel bereits Katalysatoren für die Epoxidharz-Vernetzung.
Für Pulverklarlacke sind als epoxifunktionelles Bindemittel beispielsweise epoxidgruppenhaltige Polyacrylatharze geeignet, die durch Copolymerisation von mindestens einem ethylenisch ungesättigten Monomer, das mindestens eine Epoxidgruppe im Molekül enthält, mit mindestens einem weiteren ethylenisch ungesättigten Monomer, das keine Epoxidgruppe im Molekül enthält, herstellbar sind, wobei mindestens eines der Monomere ein Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure ist.
Epoxidgruppenhaltige Polyacrylatharze sind bekannt (vgl. z. B. EP-A-299 420, DE-B-22 14 650, DE-B-27 49 576, US-A-4,091,048 und US-A-3,781,379).
Als Beispiele für die ethylenisch ungesättigte Monomere, die mindestens eine Epoxidgruppe im Molekül enthalten, werden Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat und Allylglycidylether genannt.
Als Beispiele für ethylenisch ungesättigte Monomere, die keine Epoxidgruppe im Molekül enthalten, werden Alkylester der Acryl- und Methacrylsäure, die 1 bis 20 Kohlenstoffatome im Alkylrest enthalten, insbesondere Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, Butylacrylat, Butylmethylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und 2-Ethylhexylmethacrylat genannt. Weitere Beispiele für ethylenisch ungesättigte Monomere, die keine Epoxidgruppen im Molekül enthalten, sind Säuren, wie z. B. Acrylsäure und Methacrylsäure. Säureamide, wie z. B. Acrylsäure- und Methacrylsäureamid, vinylaromatische Ver­ bindungen, wie Styrol, Methylstyrol und Vinyltoluol, Nitrile, wie Acrylnitril und Methacrylnitril, Vinyl- und Vinylidenhalogenide, wie Vinylchlorid und Vinylidenfluorid, Vinylester, wie z. B. Vinylacetat und hydroxyl­ gruppenhaltige Monomere, wie z. B. Hydroxyethylacrylat und Hydroxy­ ethylmethacrylat.
Das epoxidgruppenhaltige Polyacrylatharz weist üblicherweise ein Epoxid­ äquivalentgewicht von 400 bis 2.500, vorzugsweise 500 bis 1.500, besonders bevorzugt 600 bis 1.200, ein zahlenmittleres Molekulargewicht (gelpermeationschromatographisch unter Verwendung eines Polystyrolstandards bestimmt) von 1.000 bis 15.000, vorzugsweise von 1.200 bis 7.000, besonders bevorzugt von 1.500 bis 5.000 und eine Glasübergangstemperatur (TG) von 30 bis 80, vorzugsweise von 40 bis 70, besonders bevorzugt von 50 bis 70°C auf (gemessen mit Hilfe der differential scanning calometrie (DSC)).
Das epoxidgruppenhaltige Polyacrylatharz kann nach allgemein gut bekannten Methoden durch radikalische Polymerisation hergestellt werden.
Als Härter für das epoxidgruppenhaltige Polyacrylatharz geeignet sind beispielsweise Polyanhydride von Polycarbonsäuren oder von Mischungen aus Polycarbonsäuren, insbesondere Polyanhydride von Dicarbonsäuren oder von Mischungen aus Dicarbonsäuren.
Derartige Polyanhydride sind herstellbar, indem der Polycarbonsäure bzw. der Mischung aus Polycarbonsäuren Wasser entzogen wird, wobei jeweils zwei Carboxylgruppen zu einer Anhydridgruppe umgesetzt werden. Derartige Herstellungsverfahren sind gut bekannt und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden.
Die erfindungsgemäßen Pulverlacke können z. B. auch Epoxid/Polyester-Ge­ mische als Bindemittelbasis enthalten. Solche Pulverlacke können z. B.
  • A) mindestens einen Polyester mit einer Säurezahl von 25 bis 120 mg KOH/g und
  • B) mindestens ein Epoxidharz mit einem Epoxidäquivalentgewicht von 400-3000 enthalten.
Geeignete Polyestertypen nach A) sind kommerziell im Handel erhältlich. Beispiel hierfür sind: Crylcoat 314, 316, 340, 360 der Firma UCB, Uralac P2450, P2980, P3560 der Firma DSM.
Geeignete Epoxidharze sind beispielsweise die unter folgenden Namen im Handel erhältlichen Produkte: Epikote® 1055, 1004, 1007, 3003, 3003-FCA-10 der Firma Shell-Chemie, DER® 662 UE, 664, 642, 672 der Firma Dow-Chemie oder Araldit® GT 6063, GT 6064, GT 7072, GT 7004 der Firma Ciba-Geigy.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Pulverlacke können auch Gemische von COOH-funktionalisierten Polyestern und geeigneten Vernetzungsmitteln enthalten. Beispiele für geeignete Vernetzungsmittel sind folgende in Handel erhältliche Produkte: Araldit® PT 810, PT 910 der Firma Ciba-Geigy und Primid® XL 552 der Firma Ems-Chemie.
COOH-funktionalisierte Polyester, die für die genannten Vernetzungsmittel geeignet sind, können in Handel z. B. unter den folgenden Bezeichnungen erhalten werden: Uralac® P 2200, P 3485, P 3400, P 5000, P 6000, P 6600 der Firma DSM oder Crylcoat® 800, 802, 803, 810, 491, 430, 440, 490, 620 der Firma UCB.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Pulverlacke können auch Gemische von OH-funktionalisierten Polyestern oder Polyacrylatbindemitteln und geeigneten Härtern auf der Basis von Polyisocyanaten enthalten.
Beispiele für geeignete Polyisocyanathärter sind folgende kommerziell verfügbare Produkte: Vestagon BF 1300, BF 1540, B 1065 der Firma Hüls.
Beispiele für geeignete OH-funktionalisierte Polyester sind folgende kommerziell verfügbare Produkte: Uralac® P 1480, P 2115, P 2504, P 5504, P 1550 der Firma DSM, Crylcoat® 240, 290, 291, 2383, 690 der Firma UCB.
Ein Beispiel für ein kommerziell verfügbares OH-funktionalisiertes Polyacrylatbindemittel ist Joncryl® 587 der Firma SC Johnson.
Die Pulverlacke enthalten 50 bis 90%, vorzugsweise 60 bis 80 Gew.-% Bindemittel und 10 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 40 Gew.-% Füll­ stoffe.
Als Füllstoffe kommen z. B. glycidylgruppenfunktionalisierte kristalline Kieselsäuremodifikationen in Betracht. Üblicherweise werden sie in dem genannten Bereich von 10 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Pulverlackes eingesetzt. In einigen Fällen sind jedoch auch Füllstoffanteile von mehr als 50 Gew.-% möglich.
Zu den kristallinen Kieselsäure-Modifikationen zählen Quarz, Cristobalit, Tridymit, Keatit, Stishovit, Melanophlogit, Coesit und faserige Kieselsäure. Die kristallinen Kieselsäure-Modifikationen sind glycidylgruppen­ funktionalisiert, wobei die Glycidylgruppenfunktionalisierung durch eine Oberflächenbehandlung erzielt wird. Es handelt sich dabei beispielsweise um Kieselsäure-Modifikationen auf der Basis von Quarz, Cristobalit und Quarzgut, die hergestellt werden durch Behandlung der kristallinen Kieselsäure-Modifikationen mit Epoxisilanen. Die glycidylgruppen­ funktionalisierten Kieselsäure-Modifikationen sind auf dem Markt beispielsweise erhältlich unter der Bezeichnung Silbond® 600 EST und Silbond® 6000 EST (Hersteller: Quarzwerke GmbH) und werden hergestellt durch Umsetzung von kristallinen Kieselsäure-Modifikationen mit Epoxisilanen.
Die Pulverlacke können noch weitere anorganische Füllstoffe, beispielsweise Titanoxid, Bariumsulfat und Füllstoffe auf Silikatbasis, wie z. B. Talkum, Kaolin, Magnesium-, Aluminiumsilikate, Glimmer und ähnliche enthalten. Außerdem können die Pulverlacke ggf. noch Hilfsmittel und Additive enthalten. Beispiele hierfür sind Verlaufsmittel, Rieselhilfen und Entgasungsmittel, wie beispielsweise Benzoin.
Die Herstellung der Pulverlacke erfolgt nach bekannten Methoden (vgl. z. B. Produkt-Information der Firma BASF Lacke + Farben AG, "Pulverlacke", 1990) durch Homogenisieren und Dispergieren, beispielsweise mittels eines Extruders, Schneckenkneters u.ä. . Nach Herstellung der Pulverlacke werden diese durch Vermahlen und ggf.
durch Sichten und Sieben auf die gewünschte Korngrößenverteilung eingestellt.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung von Pulverlacken, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß dem Pulverlacken 0,05 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 1,0 Gew.-% erfindungsgemäße Additive zugegeben werden.
Erfindungsgemäß ist es möglich zu beliebigen Zeitpunkten die Additive den Pulverlacken zuzusetzen, d. h. die Additive können sowohl bei der Herstellung des Pulverlacks als auch erst unmittelbar vor der Anwendung desselben zugegeben werden. Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Pulverlack weist überraschende Verbesserungen hinsichtlich der Verarbeitbarkeit mit triboelektrischen Applikationseinrichtungen auf.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist für alle gängigen Pulverlacktypen anwendbar, insbesondere mit denen auf der Basis von Epoxidharzen, Epoxid-Polyester-Gemischen, Polyestern, Polyurethanen und/oder Acrylatharzen.
Der erfindungsgemäße Pulverlack kann neben dem Additiv übliche Entgasungsmittel, Mattierungsadditive, Wachse zur Beeinflussung der Oberflächenhärte, Struktur- und Texturadditive sowie Katalysatoren und Rieselhilfen enthalten.
Die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Pulverlacke hergestellten Beschichtungen weisen ebenfalls überraschende Verbesserungen hinsichtlich ihrer optischen Wirkung und Beständigkeit auf.

Claims (12)

1. Triboelektrisch aufladbarer Pulverlack dadurch gekennzeichnet, daß er Additive der Formel I
enthält, in der
R = Wasserstoff, Chlor, Methyl
L = C4-C22 Alkyl oder 2-Phenylethyl oder C2-C10-Alkylen, C4-C10-Alkenylen oder ein Rest der Formel
An⁻ = ein Äquivalent eines Anions und n = 0, 1 oder 2.
2. Triboelektrisch aufladbarer Pulverlack, dadurch gekennzeichnet, daß er Additive der Formel II
enthält, in der R, n und An⁻ die obengenannten Bedeutungen haben und
R1 C4-C22 Alkyl, Benzyl oder 2-Phenylethyl oder
bedeuten, wobei
Z C2-C6 Alkylen,
R2 Wasserstoff, ggfs. durch Hydroxy oder C1-C4 Alkoxy substituiertes C1-C4 Alkyl, Halogen, Nitro oder C1-C4 Alkanoyl,
m 1 oder 2 und
r 1 oder 2 bedeuten.
3. Triboelektrisch aufladbarer Pulverlack, dadurch gekennzeichnet, daß er Additive der Formel III
enthält, in der n, q, R, R2, Z und An⁻ die obengenannten Bedeutungen haben.
4. Pulverlack nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß er Additive der Formel IV
enthält, in der An⁻ die obengenannte Bedeutung besitzt.
5. Der Pulverlack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens ein zusätzliches Additiv der Formel II und/oder III enthält.
6. Der Pulverlack nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens ein zusätzliches Additiv der Formel I und/oder III enthält.
7. Der Pulverlack nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens ein zusätzliches Additiv der Formel I und/oder II enthält.
8. Der Pulverlack nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er 0,05 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 1 Gew.-% der Additive enthält.
9. Pulverlack nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er Pulverlacke auf der Basis von Epoxidharzen, Epoxid-Polyester-Gemischen, Polyestern, Polyurethanen und/oder Acrylatharzen enthält.
10. Verfahren zur Herstellung eines Pulverlacks, dadurch gekennzeichnet, daß ihm mindestens ein Additiv der allgemeinen Formel I, II und/oder III zugesetzt wird oder werden.
11. Verfahren zur triboelektrischen Beschichtung von Substraten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulverlack nach einem der Ansprüche 1 bis 9 eingesetzt wird.
12. Verwendung des Pulverlacks nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Beschichtung von Werkstücken.
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