DE19821642A1 - Wärmeaushärtendes Pulverbeschichtungsmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Wärmeaushärtendes Pulverbeschichtungsmaterial und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
eines wärmeaushärtenden Pulverbeschichtungsmaterials und auf
Pulverbeschichtungsmaterial selbst.
Bis heute hat man ein wärmeaushärtendes pulveriges Beschich
tungsmaterial dadurch hergestellt, daß man ein Grundharz mit
einem Vernetzungsagens und, wenn notwendig, mit einem Pigment
und einem Zusatzagens trocken gemischt hat, und zwar unter
Verwendung einer Mischeinrichtung, und daß man dann diese Mi
schung gekühlt und gemahlen hat. Diese Herstellungsmethode hat
aber verschiedene Schwierigkeiten. Zum Beispiel ist es grund
sätzlich ein schwieriges Verfahren, weil die Herstellung eine
gemischte Schmelze mit einschließt, die nach dem Trockenmi
schen erhitzt werden muß, was sehr leicht zu einer örtlichen
Überhitzung führen kann, weil die Temperatursteuerung schwie
rig ist, wenn eine gemischte Schmelze und Beheizung einge
setzt werden. Es ist daher aufgrund der Angst, daß eine zu
hohe Viskosität und ein Gelieren eintritt, allgemein sehr
schwierig, ein bei niedriger Temperatur aushärtendes Be
schichtungsmaterial herzustellen. Dazu kommt, daß solche Ver
fahren auch Probleme in Bezug auf die unzureichende Dispersi
on des Pigments und des Vernetzungsagens haben. Auf diese
Weise sind im allgemeinen das endgültige Aussehen und die
Aushärtbarkeit nicht so wie es gewünscht wird, wenn man ein
Pigment und ein Vernetzungsagens dadurch dispergieren will,
daß man dies in einem Zweiachsenextruder durch Mischschmelzen
durchführt. Dazu kommt, daß das oben angegebene Verfahren zur
Herstellung eines Pulverbeschichtungsmaterials ganz allgemein
nicht geeignet ist, um ein Pulverbeschichtungsmaterial herzu
stellen, wenn viele Farben für ein Beschichtungsmaterial zum
Emaillieren gewünscht wird, weil nämlich die Reinigung des
Zweiachsenextruders und dergleichen sehr oft viel Zeit in An
spruch nimmt.
Das wärmeaushärtende Pulverbeschichtungsmaterial wird oft
auch dazu verwendet, im Gegensatz zu einem Beschichtungsmate
rial des Lösungstyps einen sehr dicken Film zu bilden. Dabei
verflüchtigt es sich beim Härten nur in geringem Umfang, so
daß sich leicht innere Spannungen bilden. Ein Beschichtungs
film, der auf diese Weise hergestellt ist, neigt daher dazu,
sich unter Einwirkung von Wasser oder Wärme in nachteiliger
Weise abzulösen. Bei wärmeaushärtendem Pulverbeschichtungsma
terial wird außerdem in relativ großen Mengen eine relativ
harte Komponente verwendet, um Antiblockierungseigenschaften
zu erreichen. In unangenehmer Weise ist deshalb die Flexibi
lität des Beschichtungsfilms unzureichend und die Eigenschaf
ten, ein Abblättern zu vermeiden, können daher schlecht sein.
Man kann natürlich eine Dispersion feiner Teilchen in dem
Pulverbeschichtungsmaterial vorsehen, um die inneren Spannun
gen zu beseitigen und um ein Abblättern oder Ablösen zu ver
meiden. Die feinen Teilchen eines Kunstharzes mit einer nied
rigen Glasübergangstemperatur, die in Wasser dispergiert
sind, aber aufgeheizt und getrocknet werden, schmelzen und
ihre erneute Dispersion ist nahezu unmöglich. Dazu kommt, daß
sich selbst dann, wenn diese Teilchen gefriergetrocknet wer
den, Aggregationen von einigen Microns bilden und selbst wenn
diese Teilchen während des Schmelzens und Knetens dispergiert
werden, so können sie jedoch nicht als Primärteilchen disper
giert werden. Die Verwendung von feinen Harzteilchen allein
kann daher nicht zur Verbesserung der physikalischen Eigen
schaften des Beschichtungsfilms beitragen.
Um eines oder mehrere der oben erwähnten Probleme und auch
andere zu lösen, ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfin
dung, ein Verfahren vorzusehen, das geeignet ist, schnell und
leicht ein wärmeaushärtendes Pulverbeschichtungsmaterial her
zustellen, bei dem die Eigenschaften der fertiggestellten
oder endgültigen Beschichtung, die Härteeigenschaften des Be
schichtungsfilms, die Eigenschaft nicht abzublättern, die Ad
häsivität und die Verarbeitungseigenschaften und dergleichen
befriedigend oder sogar besser als bisher sind.
Zur Lösung dieser und anderer Aufgaben wird ein Verfahren zur
Herstellung eines wärmeaushärtenden Pulverbeschichtungsmate
rials vorgesehen, das aus folgenden Schritten besteht: Dis
pergieren und/oder Vermischen eines Grundharzes und eines
Vernetzungsagens in einer Dispergier- und/oder Mischmaschine,
die mit einer Dekompressionseinrichtung ausgerüstet ist, und
zwar bei einer Temperatur in der Größenordnung zwischen 40°C
und 200°C, um eine dispergierte Mischung zu bilden, wobei
diese dispergierte Mischung vorzugsweise ein Lösungsmittel
und ein Pigment enthält; vorzugsweise Entfernen mindestens
eines Teiles des Lösungsmittels unter reduziertem Druck; Zu
setzen von Wasser zu der dispergierten Mischung; Reduzieren
des Druckes und Erniedrigung der Temperatur der dispergierten
Mischung auf eine Temperatur, die gleich oder kleiner als der
Erweichungspunkt der dispergierten Mischung ist und Überfüh
ren der dispergierten Mischung in Pulverform oder Granulat
form durch die Dispersionskraft der Dispergier- und/oder
Mischmaschine.
In weiterer Übereinstimmung mit dieser und anderen Aufgaben
werden auch Pulverbeschichtungen und Pulverbeschichtungsdis
persionen vorgesehen.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen
aus der nachfolgenden Beschreibung hervor und werden teilwei
se auch aus der Beschreibung offenbar oder können bei der
praktischen Ausführung der Erfindung ermittelt werden. Die
Aufgaben und Vorteile der Erfindung können realisiert und mit
Hilfe der Einrichtungen und Kombinationen erreicht werden,
die im einzelnen in den anhängenden Ansprüchen aufgeführt
sind.
Durch die Bildung einer Disperion eines Grundharzes und eines
Vernetzungsagens bei möglichst niedrigen, effektiven Tempera
turen und durch eine homogenere Dispergierung eines Pigments
und feiner Teilchen eines Kunstharzes wird es möglich, gute
Resultate zu erzielen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben intensiv danach
gesucht, die oben angegebenen Probleme zu lösen und sie haben
als Ergebnis gefunden, daß es möglich ist, ein wärmeaushär
tendes Pulverbeschichtungsmaterial herzustellen, bei dem die
Herstellung leicht ist, bei dem die Dispergierungseigenschaf
ten des verwendeten Pigments befriedigend sind und bei dem
die Eigenschaften des hergestellten Films und die Beschich
tungseigenschaften exzellent sind. Ein solches Pulverbe
schichtungsmaterial wird beispielsweise dadurch erhalten, daß
man die Elimination mindestens eines Teiles des in einem oder
mehreren der Grundharze, in einer ein Vernetzungsagens ent
haltenden Dispersion, einer ein Pigment enthaltenden Disper
sion und in der Dispersion und der Pulverisierung von feinen
Partikeln des Kunstharzes enthaltenen Lösungsmittel durch
führt, und zwar gleichzeitig durch den Einsatz einer Disper
gier- und/oder Mischmaschine, die mit einer Dekompressions
einrichtung versehen ist. In bevorzugten Ausführungsbeispie
len wird nahezu das ganze, oder das ganze in der Komponente
zur Herstellung des Pulverbeschichtungsmaterials als Mischung
enthaltene Lösungsmittel gleichzeitig entfernt.
Jede Dispersions- und/oder Mischmaschine kann für die vorlie
gende Erfindung verwendet werden. In bevorzugten Ausführungs
beispielen wird eine Dekompressionseinrichtung vorgesehen,
die geeignet ist, auch ein hochviskoses Beschichtungsmaterial
wirksam zu dispergieren, vorzugsweise eine Dispergier- und/oder
Mischmaschine oder eine Kombination einer Disper
gier- und Mischmaschine. Bei bevorzugten Ausführungsbeispie
len ist die Maschine mit einer Heizung ausgestattet. Beispie
le solcher geeigneter Dispersionsmischmaschinen sind bei
spielsweise Maschinen, die unter dem Markennamen Eirich Mi
xing Reactor R02Vac und R08Vac von der Nippon Eirich Co.,
Ltd. hergestellt werden.
Für die Erfindung kann auch jedes Grundharz verwendet werden.
Wenn für die vorliegende Erfindung eine zu synthetisierende
Substanz, die in einem organischen Lösungsmittel (die auch
als Lack bezeichnet wird) gelöst ist, als Grundharz für das
zu bildende wärmeaushärtende Pulverbeschichtungsmaterial ver
wendet werden soll, dann kann vorzugsweise eine Druckabsen
kung durchgeführt werden, beispielsweise dadurch, daß ein
Vernetzungsagens und/oder ein Pigment und wenn notwendig,
auch ein Zusatzagens, wie beispielsweise ein Dispergieragens
o. dgl. miteinander in der Dispergier-Mischmaschine mit einer
Dekompressionseinrichtung vermischt werden. Danach kann dann
ein Teil oder das gesamte Lösungsmittel durch Druckabsenkung
destilliert werden, was vorzugsweise auch so geschieht.
Wenn andererseits aber ein Grundharz verwendet wird, das kein
Lösungsmittel enthält, dann kann dieses dispergiert werden,
nachdem man es durch Beheizen in den geschmolzenen Zustand
(d. h. geschmolzen) gebracht hat und dann das Vernetzungsagens
oder das Pigment und wenn notwendig, auch ein Zusatzagens,
wie ein Dispergieragens, ein Dispersionsträgeragens o. dgl.
dazugibt. Die Dispersion kann nur durch das Schmelzen mit
Wärmezufuhr erreicht werden. Die Zugabe eines organischen Lö
sungsmittels aber ist oft vorzuziehen, weil die Zugabe eines
solchen organischen Lösungsmittels im allgemeinen eine Reduk
tion der Dispersionstemperatur erlaubt und auch die Bildung
einer homogenen Dispersion.
Je nach Anwendung kann jede Dispersionstemperatur vorgesehen
werden. Vorzugsweise wird die Dispersionstemperatur aber in
der Größenordnung zwischen 40°C und 200°C sein. Ist die Tem
peratur geringer als 40°C, dann steigt die Viskosität an, so
daß das Umrühren schwierig werden kann. Auf der anderen Seite
kann aber das Zermahlen der Mischung sehr schwierig werden,
wenn Temperaturen mehr als 200°C verwendet werden.
Auch jedes Pigment kann für die vorliegende Erfindung vorge
sehen werden. Das Pigment in dem wärmeaushärtenden Pulverbe
schichtungsmaterial kann beispielweise eine vorher disper
gierte Pigmentpaste einschließlich des Harzes, des organi
schen Lösungsmittels und des Pigmentes sein. Bei einer ande
ren Ausführungsform kann das Pigment feste Pigmentchips um
fassen. Jedes organische Lösungsmittel in der Pigmentpaste
kann unter Druckabsenkung destilliert werden und, wenn es aus
irgendwelchen Gründen gewünscht sein soll, noch bevor das
Vernetzungsagens dazugegeben wird. Alternativ kann das Lö
sungsmittel aber auch noch beibehalten werden, wenn das Ver
netzungsagens dispergiert wird. Zusätzlich kann das Harz, das
zur Dispergierung der Pigmentpaste verwendet wird, oder die
Pigmentchips, auch das gleiche sein, wie das Grundharz oder
auch verschieden von diesem.
Die Komponenten der Mischung können in jeder beliebigen Rei
henfolge dispergiert werden. Vorzugsweise kann allerdings bei
einer Dispersionsreihenfolge bezüglich des Vernetzungsagens
und dem Pigment bei manchen Ausführungsformen vorgesehen wer
den, das Vernetzungsagens erst nach der Dispergierung des
Pigmentes zu dispergieren. Dies deshalb, weil beispielsweise
im Hinblick auf eine Komponente, die einige Zeit zur Disper
gierung braucht, die Gefahr oder ein Potential vorhanden sein
kann, daß eine Vernetzungsreaktion teilweise schon bei einer
Temperatur zu einem Zeitpunkt eintritt, bei dem das Pigment
dispergiert wird, so daß dadurch eine gelierte Substanz ent
steht. Dieses kann die Eigenschaften der fertiggestellten
oder endgültigen Beschichtung in gewisser Hinsicht zunichte
machen.
Durch eine Druckabsenkung, nachdem Wasser zu der dispergier
ten Mischung zugegeben worden ist, oder dadurch, daß man das
Wasser in die Dispergier-Mischmaschine gibt und gleichzeitig
eine Druckdifferenz anwendet, nachdem ein druckabgesenkter
Zustand erreicht ist, wird es für das Wasser möglich, auf
einmal zu verdampfen, so daß die Temperatur der dispergierten
Substanz sehr schnell unterhalb den Erweichungspunkt aufgrund
der Verdampfungswärme (oder der Verdampfung) absinkt. Wenn
eine dispergierte Mischung in diesen Zustand gebracht worden
ist (bis zu ihrem oder unter ihrem Erweichungspunkt) kann im
allgemeinen ganz einfach dadurch gemahlen werden, daß die
Dispersionskräfte der Dispergier- und Mischmaschine verwendet
werden.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen hat das wärmeaushärtende
Pulverbeschichtungsmaterial im granulierten Zustand eine
Teilchengröße, die vorzugsweise in der Größenordnung von 1-10 mm
liegt. Solche Teilchengrößen sind bei Einsatz des vorlie
genden Verfahrens im allgemeinen erhältlich. Wenn Wasser in
dem so erhaltenen Pulverbeschichtungsmaterial zurückbleibt,
dann kann das wärmeaushärtende Pulverbeschichtungsmaterial
mit dem gewünschten Teilchendurchmesser ganz allgemein auch
durch Mahlen der dispergierten Mischung unter Einsatz eines
Mahlwerkes o. dgl. erreicht werden, und zwar vorzugsweise
nachdem das Wasser durch Trocknen über eine Druckabsenkung
destilliert wurde. Zusätzlich ist auch die Reinigung der Ma
schine im allgemeinen sehr leicht, weil das wärmeaushärtende
Pulverbeschichtungsmaterial, das man durch den Einsatz der
Dispergier-Mischmaschine der vorliegenden Erfindung im granu
lierten Zustand erreicht, eine sehr geringe Haftung an der
Innenseite der Dispergier- und Mischmaschine hat. Dies ist
u. a. darauf zurückzuführen, daß grundsätzlich eine gelatini
sierte Substanz nicht gebildet wird, so daß die vorliegende
Erfindung außerordentlich geeignet ist als ein Verfahren zur
Herstellung eines Pulverbeschichtungsmaterials für ein
Email-Lacksystem, wo ein Farbwechsel erforderlich ist.
Wenn das Vernetzungsagens und das Pigment durch Schmelzen
dispergiert wird, dann können die verbleibenden Teile des Lö
sungsmittels oder des organischen Lösungsmittels, wenn ein
solches vorhanden ist, verwendet werden, ohne daß man das
ganze Lösungsmittel durch Druckabsenkung (z. B. für einen
Lack) destilliert. Alternativ kann aber das Lösungsmittel
auch erst zugeführt werden, wenn die Destillation durchge
führt ist und zusätzlich kann auch ein organisches Lösungs
mittel, das zugefügt wird, wenn das Pigment dispergiert wird,
wieder ausdestilliert werden, nachdem das Pigment dispergiert
ist. Obwohl die Art des organischen Lösungsmittels, in dem
das Vernetzungsagens und das Pigment mit einer Schmelze dis
pergiert werden, nicht besonders begrenzt ist, ist jedoch ein
organisches Lösungsmittel vorzuziehen, das mit Wasser azeo
trop ist, und das eingesetzt wird, um das verbleibende orga
nische Lösungsmittel zu minimieren, nachdem das wärmeaushär
tende Pulverbeschichtungsmaterial als dispergierte Mischung
zu Pulver oder Granulat gemacht worden ist. Typische Beispie
le eines solchen organischen Lösungsmittel sind Isopropanol,
n-Butanol, Isobutanol, sec-Butanol und Toluen.
Jede gewünschte Menge des gewählten Lösungsmittels (das ein
organisches Lösungsmittel sein kann) kann eingesetzt werden.
Die Menge des organischen Lösungsmittels, in dem das Grund
harz und das Vernetzungsagens gelöst sind, kann zweckmäßig
kleiner als 80 Gewichtsprozent sein, vorzugsweise kleiner als
50 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamten Feststoffe im
Grundharz und dem Vernetzungsagens, nachdem Wasser zugefügt
wurde. Ist die Menge des organischen Lösungsmittels, in dem
das Grundharz und das Vernetzungsagens gelöst sind, größer als
80 Gewichtsprozent, dann kann es sein, daß das Lösungsmittel
nicht vollständig und ausreichend destilliert werden kann,
wenn Wasser dazugefügt wird, und zwar auch dann, wenn eine
Druckabsenkung durchgeführt wird.
Dazu kommt, daß das Lösungsmittel nicht ausreichend wegde
stilliert wird und verbleibt, selbst wenn es hinterher durch
eine Druckabsenkung getrocknet wird. Als Ergebnis können die
Antiblockiereigenschaften des so erhaltenen wärmeaushärtenden
Pulverbeschichtungsmaterials in bestimmten Situationen
schlecht werden, wenn der Lösungsmittelgehalt 80 Gewichtspro
zent, basierend auf dem Feststoffinhalt des Grundharzes und
des Vernetzungsagens, überschreitet.
Bei dem vorliegenden Verfahren kann auch jede Wassermenge
eingesetzt werden. Die zugefügte Wassermenge wird zweckmäßig
aber in der Größenordnung von 2-120 Gewichtsprozent, vorzugs
weise in der Größenordnung von 5-80 Gewichtsprozent, bezogen
auf den gesamten Feststoffbetrag des Grundharzes und des Ver
netzungsagens gewählt. Wenn die zuzufügende Wassermenge klei
ner als 2 Gewichtsprozent ist, dann kann es sein, daß nicht
genügend latente Wärme verdampft, um die dispergierte Mi
schung des wärmeaushärtenden Pulverbeschichtungsmaterials
Bestandteils auf den Wert seines oder unter seines Erwei
chungspunktes zu bringen. Auf diese Weise kann der Mahlvor
gang beeinträchtigt werden. Wenn schließlich die zugefügte
Wassermenge größer als 120 Gewichtsprozent ist, dann kann ei
ne größere Wassermenge nach dem Mahlvorgang zurückbleiben,
was wieder unter bestimmten Umständen nicht wünschenswert
ist. Es kann dann sein, daß man über längere Zeiträume unter
reduziertem Druck trocknen muß.
Schließlich sollte bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der
Erweichungspunkt der dispergierten Mischung des wärmeaushär
tenden Pulverbeschichtungsmaterial -Bestandteils vorzugsweise
in der Größenordnung von 30°C bis 130°C und bevorzugt in der
Größenordnung zwischen 40°C und 100°C sein. Wenn nämlich der
Erweichungspunkt der dispergierten Mischung des wärmeaushär
tenden Pulverbeschichtungsmaterial-Bestandteils kleiner als
30°C ist, dann kann die für den Mahlvorgang erforderliche
Härte unter Umständen nur schwierig zu erreichen sein. Der
Mahlvorgang der Mischung kann dann nicht erfolgreich sein und
eine geschmolzene Masse kann entstehen. Auf der anderen Seite
kann dann, wenn der Erweichungspunkt über 130°C liegt, obwohl
es dann wahrscheinlich erscheint, daß man die dispergierte
Mischung mahlen kann, nicht möglich sein, daß das wärmeaus
härtende Pulverbeschichtungsmaterial eine ausreichende Fließ
fähigkeit erreicht. Dazu kommt, daß Erweichungspunkte ober
halb von 130°C auch eine Verringerung der Eigenschaften des
fertigen oder endgültigen Beschichtungsmaterials mit sich
bringen.
Als Grundharz, das für das wärmeaushärtende Pulverbeschich
tungsmaterial genommen wird, kann jedes Harz verwendet wer
den. Vorzugsweise kann man allerdings ein Kunstharz verwen
den, das eine Funktionsgruppe enthält, die durch Erhitzen
schmilzt und fließfähig wird, und die mit einem Vernetzungs
agens und/oder mit einem Aushärtkatalysator aushärtet. Typi
sche Beispiele solcher Grundharze sind Acryl-Harze, Poly
ester-Harze, Epoxy-Harze und Fluor-Harze, und sie können ein
zeln oder in einer Kombination von zwei oder mehreren verwen
det werden. Beispiele der Funktionsgruppe in diesen Harzen
sind Hydroxyl-Gruppen, Carboxyl-Gruppen, Epoxy-Gruppen und
geblockte Isocyanat-Gruppen.
In dem Grundharz, das für die vorliegende Erfindung verwendet
werden kann, liegt die Glasübergangstemperatur (Tg) vorzugs
weise in der Größenordnung zwischen 40°C und 100°C und vor
zugsweise in der Größenordnung von 50°C bis 80°C. Es ist
nicht vorzuziehen, daß die Glasübergangstemperatur kleiner
als 40°C ist, weil dann die Antiblockiereigenschaften des
Pulverbeschichtungsmaterials schlechter sind. Auf der anderen
Seite ist es auch nicht zweckmäßig, daß die Glasübergangstem
peratur höher als 100°C wird, weil dann das fertige Aussehen
eines Beschichtungsfilms (wie beispielsweise die Gleichmäßig
keit) in bestimmten Umständen minderwertiger ist.
Die oben erwähnte Glasübergangstemperatur kann man beispiels
weise wie folgt erreichen. Ein Muster wird in einer Probe
schale durch die Verwendung eines Differential Scanning Ca
loiermeter (DSC) gewogen und auf 100°C erhitzt, bleibt dann
in diesem Zustand 10 Minuten lang und wird dann ganz schnell
auf -20°C heruntergekühlt. Danach wird die Temperatur mit ei
ner Geschwindigkeit von 10°C pro Minute wieder angehoben und
man kann auf diese Weise eine Glasübergangstemperatur in der
oben beschriebenen Weise erhalten.
Das mittlere Molekulargewicht des Grundharzes ist vorzugswei
se in der Größenordnung zwischen 1000 und 100 000, vorzugs
weise aber in der Größenordnung zwischen 2000 und 30 000.
Wenn das mittlere Molekulargewicht kleiner als 1000 ist,
dann kann der Mahlvorgang des Harzes nicht erfolgreich durch
geführt werden, weil die Härte für diesen Mahlprozeß nur sehr
schwer zu erhalten ist, so daß eine geschmolzene Masse ent
steht. Auf der anderen Seite kann das pulverförmige Beschich
tungsmaterial, selbst wenn das mittlere Molekulargewicht grö
ßer als 100 000 ist, fest werden und eine große Masse bilden,
und dadurch wieder schwierig für den Mahlvorgang sein. Mole
kulargewichtwerte oberhalb von 100 000 sind daher auch nicht
vorzuziehen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel reagiert das Ver
netzungsagens mit einer Funktionsgruppe des Grundharzes und
bildet einen ausgehärteten Beschichtungsfilm und typische
Beispiele davon enthalten beispielsweise die folgenden Sub
stanzen.
- 1. Beispiele, die mit einem Grundharz, das eine Hydroxyl- Gruppe enthält, reagieren, besitzen ein Amino-Harz oder einen geblockten Isocyanat-Bestandteil o. dgl. Beispiele von Amino-Harzen schließen Hexamethoxymelamin-Harze u. dgl. ein und Beispiele der geblockten Isocyanat-Bestandteile schließen Aliphate ein, wie beispielsweise Isophoronedi isocyanat, Hexamethylenediisocyanat, (hydriertes) Xylyl enediisocyanat, (hydriertes) Tolylenediisocyanat, alicyc lische oder aromatische Polyisocyanat-Bestandteile, die durch ein Blockieragens geblockt sind, wie beispielsweise Phenol-Klasse, Caprolactam-Klasse, Alkohol-Klasse u. dgl.
- 2. Beispiele, die mit einem Grundharz reagieren, das eine Carboxyl-Gruppe enthält, sind Tris(epoxyisocyanat), (hydriertes) Bisphenol A, Calloxido 2021, EHPE-3135 (jeder dieser ist ein Polyepoxy-Bestandteil, der von der Daicel Chemical Industries, Ltd. gemacht wird).
- 3. Beispiele, die mit einem Grundharz reagieren, das eine Epoxy-Gruppe enthält, sind Polycarbonsäure, wie beispiels weise Dodecan-Di-Säure, Piperinsäure, Azelainsäure, Ita consäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure, Trimellithsäure, Pyromellithsäure, Hexahydrophthalsäure, Hexahydroisophthalsäure, Methylhexahydrophthalsäure und (Poly)Säureanhydride davon.
- 4. Beispiele, die mit einem Grundharz reagieren, das eine ge blockte Isocyanat-Gruppe enthält, sind beispielsweise Po lyol-Bestandteile, wie Trimethylolptopan, Neopentyl-Glycol u. dgl.
Für die vorliegende Erfindung kann, wenn notwendig, ein Aus
härtkatalysator verwendet werden. Typische Beispiele bestehen
aus einer organischen Säure, wie beispielsweise Paratoluen
sulfonsäure, Dodecylbenzensulfonsäure und ein Säurekatalysa
tor einer inorganischen Säure, wie beispielweise Phosphorsäu
re für die Reaktion zwischen den Hydroxyl-Gruppen und den
Amino-Gruppen sowie ein Organotin-Katalysator, wie beispiel
weise Tetrabutylzinn, Dibutyldilaurylzinn, Tetrabutyldiace
tylstannoarsensäure für die Reaktion zwischen den Hydroxyl-
Gruppen und den geblockten Isocyanat-Gruppen und eine Säure-
Klasse, wie beispielsweise Borontrifluorid, ein Amin, ein Al
kalin-Erdmetall-Hydroxyd, ein tertiäres Oniumsalz, ein quar
ternäres Ammoniumsalz für die Reaktion zwischen der Carboxyl-
Gruppe und der Epoxy-Gruppe. Für ein Grundharz, das eine
Epoxy-Gruppe enthält, kann durch den Einsatz eines Polymeri
sationskatalysators, wie beispielsweise Benzyl-4-Hydroxyphe
nylmethylphosphoniumhexafluoronat ein ausgehärteter Beschich
tungsfilm erreicht werden, ohne den Einsatz eines Vernet
zungsagens.
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Pulverbeschich
tungsmaterials der vorliegenden Erfindung ist auch das Pig
ment, das zur Herstellung eines farbigen Pulverbeschichtungs
materiales verwendet wird, nicht begrenzt. Typische Beispiele
des Pigmentes schließen beispielsweise ein AZO-Klassen
pigment, wie beispielsweise Fast Yellow oder ein Phthalocya
nin-Klassenpigment, wie beispielsweise Phthalocyanin-Blau und
Phthalocyanin-Grün oder ein kondensiertes polyzyklisches
Klassenpigment, wie beispielsweise Quinacridon-Rot und Pery
len-Rot sowie ein Nitro-Klassenpigment, wie beispielsweise
Naphtol-Gelb, ein Oxid-Klassenpigment, wie beispielsweise Ti
tandioxid und rotes Eisenoxid oder auch ein Phthalocyanin-
Klassenpigment, wie Preussisch-Blau mit ein, oder ein Chro
mat-Klassenpigment, wie Molybden-Rot, ein Carbon-Klassen
pigment, wie Ruß, ein Glimmer-Klassenpigment, wie farbiger
Glimmer, Metallpulver-Pigment, wie Aluminium-Pulver, Bronze-
Pulver, Zink-Pulver mit ein. Zusätzlich können diese Pigmente
auch beschichtet sein, z. B. mit einem Pigmentdispergieragens.
Zusätzlich kann auch ein Pigmentdispergieragens o. dgl. zuge
setzt werden, wenn das Pigment dispergiert wird.
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Pulverbeschich
tungsmaterials nach der vorliegenden Erfindung kann man zum
Zwecke der Verbesserung der Adhäsivität und der Eigenschaft
nicht abzublättern des erhaltenen Pulverbeschichtungsmateri
als eine in Wasser dispergierte Substanz feiner Teilchen ei
nes Kunstharzes dazufügen, ehe Wasser zu der dispergierten
Mischung des wärmeaushärtenden Pulverbeschichtungsmaterials
zugefügt wird. Die feinen Teilchen des Kunstharzes haben vor
zugsweise eine Glasübergangtemperatur kleiner als 40°C und
vorzugsweise noch kleiner als 20°C und insbesondere weniger
als 0°C. Die Teilchen können zu der oben angegebenen Mischung
dazugegeben und dispergiert werden. Beispiele der erwähnten
wassergelösten Substanz von feinen Teilchen eines Kunstharzes
schließen eine Substanz mit ein, die man dadurch erhält, daß
man eine Emulsion-Polymerisation eines ungesättigten Ethylmo
nomers durchführt (z. B. ein Akkyl-Ester einer Acryl-Säure
oder Methacryl-Säure, Styren o. dgl.).
Der Teilchendurchmesser (im Durchschnitt) der erwähnten klei
nen Teilchen kann zweckmäßig in der Größenordnung von 0,01
bis 1 µm liegen. Wenn der Durchmesser der kleinen Teilchen
kleiner als etwa 0,01 µm ist, dann wird eine Verbesserung der
Adhäsivität und der Eigenschaft nicht abzublättern des ausge
härteten Beschichtungsfilms nicht sehr groß. Wenn der Durch
messer der feinen Artikel aber mehr als 1 µm ist, dann können
die Eigenschaften der fertigen Beschichtung reduziert werden
und eine Verbesserung der Adhäsivität und die Eigenschaft des
ausgehärteten Beschichtungsfilms nicht abzublättern, können
ein Minimum erreichen.
Zusätzlich kann die Menge der gewählten feinen Teilchen, die
dazugegeben werden, vorzugsweise in der Größenordnung von 1
bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf die Festteilchen des ge
samten Betrages der Festteilchen des Grundharzes und des Ver
netzungsagens betragen. Wenn die zugegebene Menge unterhalb 1
Gewichtsprozent ist, dann kann die Verbesserung der Adhäsivi
tät und der Eigenschaft des ausgehärteten Beschichtungsfilms
nicht abzublättern, nur sehr klein sein. Wenn auf der anderen
Seite der Betrag der zugefügt wird, mehr als 40% ist, dann
können die Eigenschaften der fertigen Beschichtung geringer
sein und eine Verbesserung der Adhäsivität und der Eigen
schaft des ausgehärteten Beschichtungsfilms nicht abzublät
tern, nur unwesentlich sein.
Natürlich kann man für die vorliegende Erfindung auch einige
Additive, die üblicherweise mit dem Beschichtungsmaterial
vermischt werden, zusätzlich zu den oben erwähnten Komponen
ten einsetzen, wenn dies gewünscht oder notwendig ist. Dabei
kann jedes bekannte Additiv für die Erfindung mit einge
schlossen werden. Beispiele von solchen geeigneten Additiven
sind beispielsweise ein Antiabplatzagens, ein Oberflächen
steueragens, ein Antioxidanz, ein Ultraviolett-Strahlen-
Absorber, ein Ultraviolett-Strahlen-Stabilisierer, ein Block
ing-Verhinderer, ein Fließvorgangssteueragens, ein Antista
tikagens und ein Füller. Diese Additive können einzeln oder
in jeder Kombination jeweils abhängig von der gewünschten An
wendung verwendet werden.
Ein Pulverbeschichtungsmaterial, das durch die Dispergier-
Mischmaschine gemahlen ist, die mit einer Dekompressionsein
richtung versehen ist, kann durch Druckabsenkung getrocknet
werden, dann gemahlen in feine Teilchen durch ein bekanntes
Verfahren o. dgl., und dann, wenn notwendig oder gewünscht
ist, gefiltert werden durch den Einsatz eines geeigneten Sie
bes, so daß das wärmeaushärtende Pulverbeschichtungsmaterial
den gewünschten Teilchendurchmesser erhält. Je nach der ge
wünschten Anwendung kann jeder Teilchendurchmesser verwendet
werden. Der Teilchendurchmesser des erwähnten wärmeaushärten
den Pulverbeschichtungsmaterials kann zweckmäßig in der Grö
ßenordnung von 1 bis 100 µm, insbesondere aber in der Größen
ordnung zwischen 5 und 60 µm liegen.
Das wärmeaushärtende Pulverbeschichtungsmaterial, das durch
die vorliegende Erfindung gewonnen werden kann, ist ganz all
gemein dazu geeignet, eine ausgehärtete Beschichtung zu bil
den, bei der die Aushärteigenschaften und die Eigenschaften
der endgültigen oder fertigen Beschichtung exzellent sind.
Eine solche Beschichtung kann beispielsweise durch Beschich
ten einer beschichteten Substanz mit einem Pulverbeschich
tungsmaterial erreicht werden, das dann aufgeheizt wird (z. B.
bei 160°C, 30 Minuten lang). Die Beschichtung mit der Pulver
substanz kann beispielsweise durch Einsatz bekannter Verfah
ren erreicht werden, wie beispielsweise dem elektrostatischen
Beschichten mit Pulver (einem Corona-Aufladeverfahren, einem
Reibungsaufladungsverfahren o. dgl.) oder einem Strömungs-
Tauchverfahren als Beispiel, die nicht beschränkend sein sol
len.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden im Detail in
Übereinstimmung mit Beispielen beschrieben, welche die Erfin
dung erläutern, aber ebenfalls nicht einschränken sollen.
1,539 Gewichtsteile (Festbestandteil = 1,000 Gewichtsteile)
eines Acryl-Lackes (mittleres Molekulargewicht 5,000, Lö
sungsmittel = Toluen, fester Harzbestandteil 65 Gewichtspro
zent, Harzerweichungspunkt 80°C und Tg = 50°C), der 35 Ge
wichtsprozent Glycidylmethacrylat, 15 Gewichtsprozent Styren,
20 Gewichtsprozent Methylmethacrylat und 30 Gewichtsprozent
n-Butylacrylat enthielt, wurde in einem Eirich-Mischreaktor
R02Vac gegeben und der Druck wurde bei 80°C reduziert, so daß
dann das Toluen ausdestilliert wurde. Nachdem der Atmosphä
rendruck wiederhergestellt war, wurden 250 Gewichtsteile ei
ner Dodecan-Di-Säure (mittlerer Teilchendurchmesser 1 µm) zu
gegeben und die Rührgeschwindigkeit wurde erhöht. Nachdem die
Temperatur innerhalb etwa 5 Minuten auf 120°C gestiegen war,
wurden 500 Gewichtsteile Wasser dazugegeben und der Druck er
neut reduziert. Als Folge davon fiel die Temperatur des Sy
stems sofort auf 30°C ab und die Zusammensetzung des Pulver
beschichtungsmaterials wurde durch die Dispersionskraft der
Dispersionsmaschine gemahlen, wobei feste Teilchen mit einem
Teilchendurchmesser von 1 bis 10 µm erhalten wurden. Danach
wurden die festen Teilchen unter reduziertem Druck 1 Stunde
lang getrocknet, während sie dispergiert wurden und die ge
trockneten Partikel wurden dann durch eine Stift-Tellermühle
gemahlen. Danach wurde das gemahlene Material durch einen
Filter mit einer Maschenweite von 150 (mesh) gefiltert, um
ein klares Pulverbeschichtungsmaterial zu ergeben.
Dasselbe Verfahren wie in Beispiel 1 wurde durchgeführt mit
der Ausnahme, daß die Dispersionstemperatur der Dodecan-Di-
Säure 100°C war, wobei auch dabei ein wärmeaushärtendes kla
res Pulverbeschichtungsmaterial erhalten wurde.
Das gleiche Verfahren wie im Beispiel 1 wurde durchgeführt
mit dem Unterschied, daß die Dispersionstemperatur der Dode
can-Di-Säure 80°C war, wobei auch dadurch ein wärmeaushärten
des klares Pulverbeschichtungsmaterial erhalten wurde.
Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde durchgeführt
mit der Ausnahme, daß ein Einrichtung verwendet wurde, die
mit einem Rührantrieb für hohe Viskosität ausgerüstet war,
der ein Rührblatt in Ankerform und eine Ablenkplatte, einen
elektrothermischen Mantel zum Aufwärmen eines Reaktors und
eine Dekompressionseinrichtung (einen Kondensator und eine
Vakuumpumpe) besaß, wobei auch dadurch ein klares wärmeaus
härtendes Pulverbeschichtungsmaterial erhalten wurde.
Ein Acryl-Lack, wie er im Beispiel 1 verwendet wurde, wurde
in einen Eirich-Mischreaktor R02Vac gegeben und der Druck
wurde bei 80°C reduziert, so daß das Toluen ausdestilliert
wurde. Nachdem der Atmosphärendruck wieder eingestellt war,
wurden 250 Gewichtsteile einer Dodecan-Di-Säure (mit einem
mittleren Teilchendurchmesser von 1 µm) und 150 Teile Iso
butanol zugegeben und alles wurde dann bei 80°C 5 Minuten
lang dispergiert. Danach wurden 400 Gewichtsteile Wasser da
zugegeben und der Druck wurde erneut reduziert. Als Folge da
von erniedrigte sich die Temperatur des Systems unmittelbar
auf 30°C und die Pulverbeschichtungsmaterialzusammensetzung
wurde durch die Dispersionskraft der Dispersionsmaschine ge
mahlen, wodurch feste Teilchen mit einem Teilchendurchmesser
von 1 bis 10 mm erhalten wurden. Danach wurde dasselbe Ver
fahren wie in Beispiel 1 durchgeführt, um das wärmeaushärten
de klare Pulverbeschichtungsmaterial zu erhalten.
Ein Acryl-Lack wie im Beispiel 1 wurde in einen mit einem
Thermometer, einem Thermostaten, einem Rührwerk, einem Kon
denser und einer Vakuumpumpe ausgerüsteten Reaktor gegeben
und Toluen wurde dann durch Destillation unter erniedrigtem
Druck entfernt. Danach wurde das Material entladen und dann
gekühlt, um ein festes Harz zu erhalten. Dieses so erhaltene,
feste Harz wurde dann durch Einsatz eines Henschel-Mischers
gemahlen. Danach wurden 1,000 Gewichtsteile des gemahlenen,
festen Harzes und 250 Gewichtsteile einer Dodecan-Di-Säure
(mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1 µm) durch den
Henschel-Mischer trocken vermischt und sie wurden dann ge
schmolzen und geknetet mit Hilfe eines Extruders. Zu diesem
Zeitpunkt war die Auslaßtemperatur 120°C. Nach der Abkühlung
wurde die Mischung durch eine Stift-Tellermühle gemahlen und
dann durch einen Filter mit einer Siebgröße von 150 gefil
tert, um ein wärmeaushärtendes, klares Pulverbeschichtungsma
terial zu erhalten.
Das gleiche Verfahren wie im Vergleichsbeispiel 1 wurde
durchgeführt mit der Ausnahme, daß die Auslaßtemperatur beim
Schmelzen und Kneten durch einen Extruder 100°C war, wobei
auch dadurch ein wärmeaushärtendes, klares Pulverbeschich
tungsmaterial gewonnen wurde.
Beschichtete Platten wurden in der folgenden Art und Weise
durch den Einsatz des wärmeaushärtenden, klaren Pulverbe
schichtungsmaterials hergestellt, das in den Beispielen 1 bis
5 und in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhalten wurde und
diese Platten wurden dann dem Beschichtungs-Leistungstest un
terworfen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt. Die
Zeit, die nötig war, um das Pulverbeschichtungsmaterial her
zustellen, einschließlich der Waschzeit für eine Einrichtung
ist ebenfalls beschrieben (Achtung!) A in Tabelle 1 ist Iso
butanol.
Ein kationisches, elektrisch abgelagertes Beschichtungsmate
rial wurde elektrisch auf eine mattierte Stahlplatte aufge
bracht, die chemisch mit Zinkphosphat behandelt war und eine
Dicke von 0,8 mm besaß, und so, daß die Dicke des trockenen
Films 20 µm ausmachte und auf dem angebackenen elektroabge
legten Beschichtungsfilm wurde eine Fahrzeuggrundierung ein
gebrannt, so daß die Dicke des trockenen Beschichtungsfilms
20 µm war. Danach wurde ein Naßschleifen unter Verwendung ei
nes Schleifpapiers #400 durchgeführt, das von einem Ablaufen
und Trocknen abgeschlossen wurde. Danach wurde Magicron Base
Coat HM-22 (Markenname für eine metallisches Beschichtungsma
terial, das von der Kansai Paint Co., Ltd. hergestellt wird)
aufgebracht, so daß die Dicke des ausgehärteten Beschich
tungsfilms etwa 50 µm war und dieser wurde dann bei 140°C 30
Minuten lang gebrannt und ausgehärtet, um Testmaterial zu er
zeugen. Danach wurden alle Testmaterialien jeweils mit dem
aushärtbaren, klaren Pulverbeschichtungsmaterial elektrosta
tisch beschichtet, das in den Beispielen 1 bis 5 und in den
Vergleichsbeispielen 1 und 2 hergestellt worden war, und zwar
so, daß eine Filmdicke von etwa 70 µm erreicht wurde. Danach
wurde in einem Ofen bei 160°C 30 Minuten lang aufgeheizt und
ausgehärtet.
Aussehen des Beschichtungsfilms: Das Aussehen des fertigen
Beschichtungsfilms wurde durch Augenschein beurteilt und dann
im Hinblick auf Glanz und Glätteeindruck auf der Basis fol
gender Standards bewertet:
gut
○ der Glätteeindruck war leicht schwach, aber der Glanzeindruck war gut
Δ der Glätteeindruck und der Glanzeindruck waren leicht schlecht
X der Glätteeindruck und der Glanzeindruck waren schlecht.
gut
○ der Glätteeindruck war leicht schwach, aber der Glanzeindruck war gut
Δ der Glätteeindruck und der Glanzeindruck waren leicht schlecht
X der Glätteeindruck und der Glanzeindruck waren schlecht.
60°C Glanz: Bei 60°C wurde in Übereinstimmung mit JIS K-5400
eine Spiegelreflexion gemessen.
Glätte: Eine Unebenheit wurde durch Einsatz eines Oberflä
chenrauhigkeitsmessers (Markenname Surfcom, hergestellt von
Toyo Seimitsu Co., Ltd.) auf einer Mittellinie gemessen.
Pellet Fließeigenschaften: 0,8 g eines Pulverbeschichtungsma
terials wurde bei einem Druck von 30 kg/mm2 zu einem zylin
drischen Pellet mit einem Durchmesser von 13 mm und einer Hö
he von etwa 4 mm geformt und das Pellet wurde dann auf eine
horizontal gehaltende Aluminiumplatte aufgelegt. Danach wurde
10 Minuten eine Heizströmung von 160°C aufgebracht und zu
dieser Zeit wurde die Länge eines vergrößerten Teils des Pel
lets gemessen.
Säurewiderstand: 0,4 cc einer 40 gewichtsprozentigen, wäßri
gen Schwefelsäurelösung wurde auf die Oberfläche eines Be
schichtungsfilms gegeben und dann 15 Minuten lang auf einer
heißen Platte, die auf 80°C aufgeheizt war, erwärmt. Danach
wurde mit Wasser abgewaschen und der Beschichtungsfilm wurde
dann aufgrund der folgenden Standards beurteilt:
Beschichtungsfilm war unverändert und gut
○ Eine ganze leichte Abstufung wurde zwischen dem be tropften und dem nicht betropften Teil festgestellt
X Der Beschichtungsfilm wurde weiß.
Beschichtungsfilm war unverändert und gut
○ Eine ganze leichte Abstufung wurde zwischen dem be tropften und dem nicht betropften Teil festgestellt
X Der Beschichtungsfilm wurde weiß.
1,000 Gewichtsteile eines Polyesterharzes ER-7200 (Marken
name, herstellt von Nippon Ester Co., Ltd., ein Polyesterharz
mit einer Hydroxyl-Gruppe, Erweichungspunkt etwa 84°C Tg = 52°C
und Hydroxyl-Zahl = 21) wurde in einen Eirich-Mixing Re
aktor R02Vac gegeben, dann aufgeheizt und geschmolzen, um ge
schmolzenes Material bei 110°C zu erhalten. Danach wurden 600
Gewichtsteile Titandioxid dazugegeben und bei 110°C 10 Minu
ten lang dispergiert. Danach wurden darin 105 Gewichtsteile
eines ε-caprolactam-geblockten Isophorondiisocyanat und 10
Gewichtsteile TK-1 (Markenname, hergestellt von Takeda Chemi
cal Industries, Ltd., ein Zinn enthaltender Katalysator) ein
gebracht und bei 110°C 5 Minuten lang dispergiert. Danach
wurden 600 Gewichtsteile Wasser dazugegeben und der Druck
wurde dann reduziert, wodurch die Temperatur unmittelbar auf
30°C absank. Die sich ergebende Pulverbeschichtungsmaterial
zusammensetzung wurde durch die Dispersionskraft der Disper
giermaschine gemahlen, wodurch feste Teilchen mit einem Teil
chendurchmesser von 1 bis 10 mm erhalten wurden. Diese festen
Teilchen wurden dann unter reduziertem Druck 1 Stunde lang
während der Dispersion getrocknet und die getrockneten Teil
chen wurden dann durch eine Stift-Tellermühle gemahlen. Die
gemahlene Zusammensetzung wurde dann in einem Filter mit ei
ner Siebweite von 150 gefiltert, um ein wärmeaushärtendes
Email-Pulverbeschichtungsmaterial zu bilden.
1,539 Gewichtsteile (Festanteil = 1,000 Gewichtsteile) eines
Acryl-Lackes mit einem mittleren Molekulargewicht von 7000,
Lösungsmittel = Toluen, Harzfestanteil 65 Gewichtsprozent,
Harzerweichungspunkt etwa 85°C und Tg = 50°C) mit einem 40-pro
zentigen Gewichtsanteil von Glycidylmethacrylat, 10 Ge
wichtsprozent Styren, 20 Gewichtsprozent Methylmethacrylat
und 30 Gewichtsprozent n-Butylacrylat wurde in einen Eirich-
Mixing Reaktor R02Vac gegeben und bei 110°C wurde der Druck
reduziert und Toluen ausdestilliert. Nachdem der atmosphäri
sche Druck wieder eingestellt war, wurden 600 Gewichtsteile
Titandioxid dazugegeben und dann bei 110°C 10 Minuten lang
dispergiert. Dann wurden 290 Gewichtsteile Dodecan-Di-Säure
(mittlerer Teilchendurchmesser 1 µm) eingefügt und die Rühr
geschwindigkeit wurde erhöht. Nachdem die Temperatur durch
die Rührwärme innerhalb etwa 5 Minuten auf 120°C gestiegen
war, wurden 600 Gewichtsteile Wasser dazugegeben und der
Druck wurde erneut reduziert. Als Folge davon wurde die Tem
peratur des Systems unmittelbar auf 30°C erniedrigt und das
entstehende Pulverbeschichtungsmaterial wurde durch die Dis
persionskraft der Dispergiermaschine gemahlen, wodurch feste
Teilchen mit einem Durchmesser von 1 bis 10 mm erhalten wur
den. Diese festen Teilchen wurden unter reduziertem Druck 1
Stunde lang während der Dispergierung getrocknet und die ge
trockneten Teilchen wurden dann durch eine Stift-Tellermühle
gemahlen. Die gemahlene Zusammensetzung wurde dann durch ein
Filter mit einer Siebweite von 150 gefiltert, um ein wärme
aushärtendes Email-Pulverbeschichtungsmaterial zu erhalten.
1,539 Gewichtsteile (Festanteil = 1,000 Gewichtsteile) eines
Acryl-Lackes vom Beispiel 7 wurde in einen Eirich Mixing Re
aktor R02Vac gegeben und der Druck wurde bei 110°C reduziert
und dann wurden 400 Gewichtsteile Toluen ausdestilliert.
Nachdem der Umgebungsdruck wieder eingestellt war, wurden 600
Gewichtsteile Titandioxid dazugegeben und dann bei 110°C 10
Minuten lang dispergiert. Danach wurde erneut eine Drucker
niedrigung durchgeführt und das verbleibende Toluen wurde
dann ausdestilliert. 290 Gewichtsteile einer Dodecan-Di-Säure
(mittlerer Teilchendurchmesser 1 µm) wurde dann hereingegeben
und bei 110°C 5 Minuten lang dispergiert.
Danach wurden 500 Gewichtsteile Wasser dazugegeben und der
Druck wurde erneut reduziert. Als Folge davon erniedrigte
sich die Temperatur des Systems unmittelbar auf 30°C und das
sich ergebene Pulverbeschichtungsmaterial wurde durch die
Dispersionskraft der Dispergiermaschine gemahlen, so daß fe
ste Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1 bis 10 mm
erhalten wurden. Danach wurden die festen Teilchen unter re
duziertem Druck 1 Stunde lang während der Dispersion getrock
net und die getrockneten Partikel wurden dann durch eine
Stift-Tellermühle gemahlen. Die gemahlene Zusammensetzung wur
de dann in einem Filter mit einer Siebweite von 150 gefil
tert, um eine wärmeaushärtendes Email-Pulverbeschichtungs
material zu erhalten.
308 Gewichtteile eines Acryl-Lackes (Festanteil = 200 Ge
wichtsteile) des Beispieles 7, 600 Gewichtsteile Titandioxid
und 200 Gewichtsteile Toluen wurden in ein Zweilitergefäß aus
rostfreiem Stahl eingebracht und die Mischung wurde dann 15
Minuten lang durch eine Rühreinrichtung gerührt. Danach wurde
15 Minuten lang eine Dispersion durch eine Tischschleifma
schine unter Einsatz von Glasperlen zur Aufbereitung einer
weißen Pigmentpaste durchgeführt. Dann wurden 1,231 Gewichts
teile (Festanteil 800 Gewichtsteile) des Acryl-Lackes von
Beispiel 7 in einem Eirich Mixing Reaktor R02Vac eingebracht
und 1,108 Gewichtsteile der oben angegebenen weißen Pigment
paste langsam unter Rühren dazugefügt. Danach wurde der Druck
bei 110°C reduziert und Toluen ausdestilliert. 290 Gewichts
teile Dodecan-Di-Säure (mittlere Teilchengröße 1 µm) wurden
dann eingebracht und die Rührgeschwindigkeit wurde erhöht.
Nachdem die Temperatur durch die Rührwärme nach etwa 5 Minu
ten auf 120°C angestiegen war, wurden 600 Gewichtsteile Was
ser dazugegeben und der Druck wurde erneut reduziert. Die
Temperatur des Systems erniedrigte sich als Folge davon un
mittelbar auf 30°C und die entstehende Pulverbeschichtungsma
terialzusammensetzung wurde durch die Dispersionskraft der
Dispergiermaschine gemahlen, wobei feste Teilchen mit einem
Teilchendurchmesser von 1 bis 10 mm erhalten wurden. Danach
wurden die festen Teilchen 1 Stunde lang unter reduziertem
Druck während der Dispersierung getrocknet und die getrockne
ten Teilchen wurden dann durch eine Stift-Tellermühle gemah
len. Die gemahlene Zusammensetzung wurde dann durch einen
Filter mit einer Siebweite von 150 gefiltert, um das wärme
aushärtende Email-Pulverbeschichtungsmaterial zu erhalten.
1,000 Gewichtsteile eines Polyesterharzes ER-7200, wie es
auch im Beispiel 6 verwendet wurde, 105 Gewichtsteile eines
E-caprolactamblockierten Isophorondiisocyanats, 10 Gewichts
teile von TK-1, wie es im Beispiel 6 verwendet wurde und 600
Gewichtsteile Titandioxid wurden trocken bei Raumtemperatur
durch einen Henschel-Mischer gemischt und dann in einem Ex
truder geschmolzen und geknetet. Nach dem Abkühlen wurde die
Mischung durch eine Stift-Tellermühle gemahlen und die gemah
lene Zusammensetzung wurde durch einen Filter mit einer Sieb
weite von 150 gefiltert, um ein wärmeaushärtendes Email-Pul
verbeschichtungsmaterial zu erhalten.
Der Acryl-Lack des Beispieles 7 wurde in einen Reaktor gege
ben, der mit einem Thermometer, einem Thermostaten, einem
Rührwerk, einem Kondenser und einer Vakuumpumpe ausgerüstet
war und das Toluen wurde dann durch Destillation unter redu
ziertem Druck entfernt. Das Material wurde dann entladen und
gekühlt, um ein festes Harz zu erhalten. Das so erhaltene fe
ste Harz wurde durch den Einsatz eines Henschel-Mischers ge
mahlen. Dann wurden 1,000 Gewichtsteile des gemahlenen festen
Harzes, 250 Gewichtsteile Dodecan-Di-Säure und 600 Gewichts
teile Titandioxid trocken bei Raumtemperatur durch den Hen
schel-Mischer gemischt und danach wurde dasselbe Verfahren
wie im Vergleichsbeispiel 3 durchgeführt, um die wärmeaushär
tende Email-Pulverbeschichtungsmaterialzusammensetzung zu er
halten.
Beschichtete Platten wurden in der folgenden Art und Weise
durch die Verwendung des wärmeaushärtenden Email-Pulverbe
schichtungsmaterials der Beispiele 6 bis 9 und der Ver
gleichsbeispiel 3 und 4 hergestellt und sie wurden dann einem
Beschichtungsfilm-Leistungstest unterworfen. Die Resultate
sind in der Tabelle 2 gezeigt. Auch die Zeit, die notwendig
war, um das Pulverbeschichtungsmaterial herzustellen, ein
schließlich der Waschzeit für eine Einrichtung ist beschrie
ben.
Das wärmeaushärtende Email-Pulverbeschichtungsmaterial, wie
es in den Beispielen 6 bis 9 und in den Vergleichsbeispielen
3 und 4 erzeugt wurde, wurde elektrostatisch jeweils auf mat
te Stahlplatten aufgegeben, die chemisch mit Zinkphosphat be
handelt waren und eine Dicke von 0,8 mm aufgewiesen hatten,
und zwar so, daß eine Filmdicke etwa von 60 µm erreicht wur
de. Diese Platten wurden dann beheizt und die Beschichtung
bei 160°C 30 Minuten lang in einem Ofen ausgehärtet, um die
gewünschten beschichteten Platten zu erhalten.
Aussehen des Beschichtungsfilms: Die Oberfläche des Beschich
tungsfilms wurde durch Augenschein geprüft und wurde dann auf
der Basis der folgenden Standards beurteilt:
○ die Glätte war gut. Ein Fehler, wie etwa eine Schrump fung wurde nicht beobachtet.
Δ Die Glätte war schlecht und es wurde auch ein Fehler wie etwa ein Schrumpfen beobachtet.
X Die Glätte war bemerkenswert schlecht und ein Fehler wie ein Schrumpfen konnte deutlich beobachtet werden.
○ die Glätte war gut. Ein Fehler, wie etwa eine Schrump fung wurde nicht beobachtet.
Δ Die Glätte war schlecht und es wurde auch ein Fehler wie etwa ein Schrumpfen beobachtet.
X Die Glätte war bemerkenswert schlecht und ein Fehler wie ein Schrumpfen konnte deutlich beobachtet werden.
60° Glanz: Es ist das gleiche gewesen wie im Fall der Tabelle
1.
Aushärteigenschaften: Die Oberfläche des Beschichtungsfilms
wurde fest mit einem mit Xylen imprägnierten Tuch mit einer
Fingerspitze 10 Minuten lang durch Hin- und Herbewegung ge
rieben und das Aussehen des Beschichtungsfilmes wurde dann vi
suell beurteilt.
○ Auf dem Beschichtungsfilm wurde kein Fehler festge stellt und die Aushärteigenschaften waren gut.
○ Leichte Kratzer wurden auf der Oberfläche beobachtet und die Aushärteigenschaften waren schlecht.
X Die Oberfläche war angelöst und die Aushärteigenschaf ten waren bemerkenswert schlecht.
○ Auf dem Beschichtungsfilm wurde kein Fehler festge stellt und die Aushärteigenschaften waren gut.
○ Leichte Kratzer wurden auf der Oberfläche beobachtet und die Aushärteigenschaften waren schlecht.
X Die Oberfläche war angelöst und die Aushärteigenschaf ten waren bemerkenswert schlecht.
Verarbeitungsfähigkeit: Mit einem Erichsen-Verarbeitungs
testgerät wurde eine Extrusion durchgeführt. Eine Extrusion
sentfernung (in mm), die bis zu einem Bruch und einem Ablösen
erzielt werden konnte, wurde gemessen.
1,539 Gewichtsteile (Festanteil 1,000 Gewichtsteile) eines
Acryl-Lackes (mittleres Molekulargewicht 7,000, Lösungsmittel
Toluen, Harzfestanteil 65 Gewichtsprozent, Harzerweichungs
punkt etwa 85°C und Tg = 50°C) mit einem 35-prozentigen Ge
wichtsanteil Glycidylmethacrylat, 60 Gewichtsprozent Methyl
methacrylat und 5 Gewichtsprozent Isobutylacrylat wurden in
einen Eirich Mixing Reaktor R02Vac gegeben und bei 110°C wur
de der Druck reduziert und Toluen ausdestilliert. Nach Wie
dereintritt des Umgebungsdruckes wurden 250 Gewichtsteile Do
decan-Di-Säure (mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1 µm)
eingebracht und die Rührgeschwindigkeit wurde erhöht.
Nachdem die Temperatur durch die Rührwärme über mehr als 5
Minuten auf 120°C angestiegen war, wurden 333 Gewichtsteile
(Festanteil 50 Gewichtsteile) einer wäßrigen Dispersion fei
ner Teilchen, wie sie im Herstellungsbeispiel 1 unten erhal
ten wurde, zugegeben und dann bei 90°C 5 Minuten lang disper
giert. Danach wurden 250 Gewichtsteile Wasser dazugegeben und
der Druck wurde erneut erniedrigt. Als Folge davon erniedrig
te sich die Temperatur des Systems unmittelbar auf 30°C und
das resultierende Pulverbeschichtungsmaterial wurde durch die
Dispersionskraft der Dispergiermaschine gemahlen, wobei feste
Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1 bis 10 mm erhal
ten wurden. Diese festen Teilchen wurde 1 Stunde lang unter
reduziertem Druck während der Dispersion getrocknet und die
getrockneten Teilchen wurden dann durch eine Stift-Teller
mühle gemahlen. Die gemahlene Zusammensetzung wurde dann
durch einen Filter mit einer Siebweite von 150 gefiltert, um
das wärmeaushärtende Pulverbeschichtungsmaterial zu erhalten,
das die feinen Teilchen enthielt.
670 Teile destillierten Wassers wurden in einen Reaktor gege
ben, der mit einem Stickstoffeinführungsrohr, einem Thermo
stat, einem Rührer und einem Rückströmungskondenser versehen
war und 10 Gewichtsteile Styren, 45 Gewichtsteile n-Butyl
methacrylat und 45 Gewichtsteile n-Butylacrylat wurden dann
darin dispergiert. Danach wurden 2 Gewichtsteile Natriumper
sulfat bei 80°C dazugefügt, und nachdem eine Reaktion über 4
Stunden lang durchgeführt worden war, wurden außerdem noch
0,5 Gewichtsteile Natriumpersulfat dazugefügt. Danach wurde
erneut eine Reaktion über eine zusätzliche Stunde eingelei
tet, um eine wäßrige Disperion feiner Teilchen zu erreichen,
in der der Harzfestanteil 15 Gewichtsprozent und der Teil
chendurchmesser der kleinen Teilchen 0,31 µm betrug und die
Glasübergangstemperatur der feinen Teilchen -15°C war.
Das gleiche Verfahren wie im Beispiel 10 wurde durchgeführt
mit der Ausnahme, daß die wäßrige Dispersion kleiner Teil
chen, wie sie beim Herstellungsbeispiel 1, das oben beschrie
ben ist, erzielt wurde, durch eine wäßrige Dispersion feiner
Teilchen ersetzt wurde, wie sie im Herstellungsbeispiel 2,
das unten aufgeführt ist, erreicht wurde, so daß auch dadurch
ein wärmeaushärtendes Pulverbeschichtungsmaterial erzielt
wurde, das die feinen Teilchen enthielt.
670 Teile destillierten Wassers wurden in einem Reaktor un
tergebracht, der mit einer Stickstoffzuführungsleitung, einem
Thermostat, einem Rührer und einem Rückflußkondenser versehen
war und 10 Gewichtsteile Styren, 10 Gewichtsteile Methyl
methacrylat, 65 Gewichtsteile n-Butylmethacrylat und 15 Ge
wichtsteile n-Butylacrylat wurden darin dispergiert. Danach
wurden 2 Gewichtsteile Natriumpersulfat bei 80°C dazugefügt.
Nachdem eine Reaktion 4 Stunden lang durchgeführt wurde, wur
den weitere 0,5 Gewichtsteile Natriumpersulfat dazugefügt.
Die Reaktion wurde dann erneut für eine zusätzliche Stunde
durchgeführt, um eine wäßrige Dispersion kleiner Teilchen
mit einem Harzfestanteil von 15 Gewichtsprozent und einem
Teilchendurchmesser der feinen Teilchen von 0,27 µm zu erhal
ten, sowie mit einer Glasübergangstemperatur der feinen Teil
chen von 20°C.
Das gleiche Verfahren wie beim Beispiel 10 wurde durchgeführt
mit dem Unterschied, daß die wäßrige Dispersion von kleinen
Teilchen, wie sie im Herstellungsbeispiel 1 erhalten wurde,
das oben beschrieben ist, durch eine wäßriges Dispersion
kleiner Teilchen ersetzt wurde, wie sie in dem unten be
schriebenen Herstellungsbeispiel 3 erhalten wurden, wobei da
durch ein wärmeaushärtendes Pulverbeschichtungsmaterial er
reicht wurde, das die kleinen Teilchen enthielt.
670 Teile destillierten Wassers wurden in einem Reaktor ein
gebracht, der mit einem Stickstoffeinführungsrohr, einem
Thermostat, einem Rührer und einem Rückflußkondenser versehen
war und 10 Gewichtsteile Styren, 45 Gewichtsteile n-Butyl
methyacrylat, 35 Gewichtsteile n-Butylacrylat sowie 10
Gewichtsteile eines 1,6 Hexanedioldiacrylat wurden darin dis
pergiert. Danach wurden bei 80°C zwei Gewichtsteile Natrium
persulfat dazugegeben. Nachdem eine Reaktion über 4 Stunden
lang durchgeführt wurde, wurden weitere 0,5 Gewichtsteile Na
triumpersulfat dazugefügt. Danach wurde die Reaktion erneut
für 1 Stunde durchgeführt, um eine wäßrige Dispersion klei
ner Teilchen mit einem Harzfestanteil von 15 Gewichtsprozent
und einem Teilchendurchmesser der kleinen Teilchen von 0,30 µm
sowie einer Glasübergangstemperatur der feinen Teilchen
von -5°C zu erreichen.
Das gleiche Verfahren wie bei Beispiel 10 wurde durchgeführt,
mit der Ausnahme, daß die wäßrige Dispersion der kleinen
Teilchen, wie sie im Herstellungsbeispiel 1, das oben be
schrieben ist, erhalten wurde, durch eine wäßrige Dispersion
kleiner Teilchen ersetzt wurde, wie sie im Herstellungsbei
spiel 4 erhalten wurde, das unten beschrieben ist, so daß
auch dadurch ein Pulverbeschichtungsmaterial erzielt wurde.
670 Teile destillierten Wassers wurden in einen Reaktor ein
gebracht, der mit einem Stickstoffzuführungsrohr, einem Ther
mostat, einem Rührer und einem Rückflußkondenser versehen war
und 10 Gewichtsteile Styren, 45 Gewichtsteile Methylmeth
acrylat und 45 Gewichtsteile n-Butylmethacrylat wurden darin
dispergiert. Es wurden dann 2 Gewichtsteile Natriumpersulfat
bei 80°C dazugefügt und nachdem eine Reaktion 4 Stunden lang
durchgeführt wurde, wurden erneut 0,5 Gewichtsteile Natrium
persulfat zugefügt. Die Reaktion wurde dann erneut für 1
Stunde durchgeführt, um eine wäßrige Disperion feiner Teil
chen zu erhalten, in der der Harzfestanteil 15 Gewichtspro
zent war und der Teilchendurchmesser der feinen Teilchen 0,29 µm
war und die Glasübergangstemperatur der feinen Teilchen
60°C betrug.
Der Acryl-Lack des Beispieles 10 wurde in einen mit einem
Thermometer, einem Thermostaten, einem Rührer, einem Kon
denser und einer Vakuumpumpe ausgerüsteten Reaktor eingegeben
und dann wurde Toluen durch Destillation unter reduziertem
Druck entfernt. Das Material wurde dann entladen und gekühlt,
um ein festes Harz zu erreichen. Auf der anderen Seite wurde
die wäßrige Dispersion der kleinen Teilchen, die im Herstel
lungsbeispiel 2 erreicht wurde, in ein wärmebeständiges Gefäß
gegeben und Methanol und Trockeneis wurden dazugefügt, um
-40°C zu erreichen. Die wäßrige Dispersion der feinen Teil
chen, die im Herstellungsbeispiel 1 erreicht wurde, wurde
dann in eine auberginenartige Flasche gegeben, so daß sie an
der Innenseite der auberginenartigen Flasche dünn anfrieren
konnte. Danach wurde diese Flasche auf eine Dekompressions
einrichtung gesetzt, die ein Kältefach hatte, das mit flüssi
gem Stickstoff gekühlt war, wonach ein Gefriertrocknen unter
einem Druck von 1 mm Quecksilbersäule oder weniger 8 Stunden
lang erfolgte. Die auf diese Weise erzielten kleinen Teilchen
wurden in einem Mörser gemahlen und dann durch ein Sieb mit
einer Siebweite von 150 gefiltert, um ein feines Pulver zu
erhalten. Danach wurden 1,000 Teile des oben erwähnten, fe
sten Harzes, 50 Gewichtsprozent des feinen Pulvers und 200
Gewichtsprozent Dodecan-Di-Säure (mit einem mittleren Teil
chendurchmesser von 1 µm) trocken bei Raumtemperatur in einem
Henschel-Mischer gemischt und sie wurden dann in einem Extru
der geschmolzen und geknetet. Nach dem Abkühlen wurde die Mi
schung durch eine Stift-Tellermühle gemahlen und dann durch
einen Filter mit einer Siebweite von 150 gegeben, um eine
wärmeaushärtendes, klares Pulverbeschichtungsmaterial zu er
halten, das die feinen Teilchen enthielt.
Der Acryl-Lack des Beispieles 10 wurde in einen Reaktor ein
gegeben, der mit einem Thermometer, einem Thermostat, einem
Rührer, einem Kondenser und einer Vakuumpumpe versehen war
und Toluen wurde dann durch Destillation unter reduziertem
Druck entfernt. Danach wurde das Material entladen und ge
kühlt, um festes Harz zu erhalten. Danach wurden 1,000 Ge
wichtsteile des festen Harzes und 250 Gewichtsteile Dodecan-
Di-Säure (mittlerer Teilchendurchmesser 1 µm) trocken in ei
nem Henschel-Mischer gemischt und dann durch einen Extruder
geschmolzen und geknetet. Nach dem Abkühlen wurde die Mi
schung durch eine Stift-Tellermühle gemahlen und dann durch
einen Filter mit einer Siebweite von 150 gefiltert, um eine
wärmeaushärtendes Pulverbeschichtungsmaterial zu erhalten, in
dem die feinen Teilchen angeordnet waren.
Auf die folgende Art und Weise wurden beschichtete Platten
durch die Verwendung des wärmeaushärtenden Pulverbeschich
tungsmaterial mit den feinen Teilchen hergestellt, wie es in
den Beispielen 10 bis 12 und in den Vergleichsbeispielen 5
und 7 erhalten wurde und sie wurden dann einem Beschichtungs-
Leistungstest unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3
gezeigt. Dort ist auch die Zeit beschrieben, die zur Herstel
lung eines Pulverbeschichtungsmaterials einschließlich der
Waschzeit der Vorrichtung notwendig war.
Dieselben Probematerialien wie im Beispiel 1 wurden herge
stellt und auf jedem dieser Testmaterialien wurde das wärme
aushärtende Pulverbeschichtungsmaterial mit den feinen Teil
chen elektrostatisch aufgebracht, das in den Beispielen 10
bis 12 und in den Vergleichsbeispielen 5 bis 7 erreicht wor
den war, und zwar so, daß eine Filmdicke etwa von 70 µm er
reicht wurde, und das Heizen und Aushärten wurde dann bei
160°C durch eine Trocknungsmaschine 30 Minuten durchgeführt.
Aussehen der Beschichtung: Dieses wurde in der gleichen Weise
beurteilt, wie im Fall der Tabelle 1.
60° Glanz: Es war derselbe wie im Fall der Tabelle 1.
Eigenschaft nicht abzublättern:
- 1. Testgerät Q-G-R- Gravelometer (hergestellt von Q Panel Co., Ltd.).
- 2. Kieselsteine die aufgeschleudert werden: Gemahlene Kie selsteine mit einem Durchmesser von 15 bis 20 mm.
- 3. Volumen der Kieselsteine etwa 500 ml.
- 4. Druck der Preßluft etwa 5 kg/cm2.
- 5. Temperatur des Testgerätes etwa -30°C.
Methanol und Trockeneis wurden in ein wärmebeständiges Gefäß
gegeben und die Temperatur wurde dann auf -30°C oder weniger
eingestellt. Danach wurde die beschichtete Platte in das Ge
fäß gegeben und die Temperatur auf -30°C eingestellt. Die be
schichtete Platte wurde dann an einer Halteeinrichtung befe
stigt und etwa 500 ml der gemahlenen Kieselsteine wurden auf
die beschichtete Platte unter einem Blasluftdruck von etwa 5 kg/cm2
geblasen. Dieser Vorgang wurde 5 Mal wiederholt. Da
nach wurde 1 Stunde lang ein Salzsprühtest in Übereinstimmung
mit JIS Z2371 durchgeführt und, nachdem man die Platte 2
Stunden lang stehen hat lassen, wurde ein Textilklebeband
fest gegen die Platte gedrückt und sofort wieder abgezogen.
Zu diesem Zeitpunkt wurde die An- oder Abwesenheit von Rost
und das Ablösen der Beschichtung nach den folgenden Standards
beurteilt.
○ Rostbildung wurde auf dem Teststück von 7×7 cm über haupt nicht bemerkt:
○ Rostbildung wurde an 2 bis 5 Stellen auf dem Teststück von 7×7 cm beobachtet.
X Rostbildung wurde an 6 oder mehr Stellen auf dem Test stück von 7×7 cm beobachtet.
○ Rostbildung wurde auf dem Teststück von 7×7 cm über haupt nicht bemerkt:
○ Rostbildung wurde an 2 bis 5 Stellen auf dem Teststück von 7×7 cm beobachtet.
X Rostbildung wurde an 6 oder mehr Stellen auf dem Test stück von 7×7 cm beobachtet.
Wasserbeständiger Adhäsionstest: Ein Teststück wurde im war
men Wasser von 40°C 10 Tage lang eingetaucht und dann ablau
fen gelassen und getrocknet. Ein quer verlaufender Schnitt
wurde auf der beschichteten Oberfläche des Teststückes vorge
sehen und ein Zellophanband wurde daraufgeklebt und dann
schnell abgezogen. Der Ablösungszustand der Beschichtung zu
dieser Zeit wurde auf der Basis folgender Standards bewertet:
○ Die Beschichtung wurde überhaupt nicht abgelöst.
○ Die Beschichtung wurde teilweise abgelöst.
X Der Großteil oder die gesamte Beschichtung wurde abge zogen.
○ Die Beschichtung wurde überhaupt nicht abgelöst.
○ Die Beschichtung wurde teilweise abgelöst.
X Der Großteil oder die gesamte Beschichtung wurde abge zogen.
Nach dem Verfahren zur Herstellung eines wärmeaushärtenden
Pulverbeschichtungsmaterials nach der vorliegenden Erfindung
kann ein solches wärmeaushärtendes Pulverbeschichtungsmateri
al in einer kürzeren Zeit und in einfacherer Weise herge
stellt werden, verglichen mit den konventionellen Schmelz- und
Knetverfahren und das wärmeaushärtende Pulverbeschich
tungsmaterial kann auch in gleichmäßiger Form erhalten wer
den, auch wenn ein Grundharz, ein Vernetzungsagens und ein
Pigment bei niedrigerer Temperatur dispergiert werden, als
das bei der konventionellen Schmelz- und Knetmethode der Fall
ist. Als Ergebnis ist der erhaltene ausgehärtete Beschich
tungsfilm exzellent in seinen physikalischen Eigenschaften,
wie Finish-Eigenschaften, Abblätterungseigenschaften und Ad
häsiveigenschaften, und so kann er beachtenswerte Aushärtei
genschaften ausüben.
Die Prioritätsdokumente JP 9-124047, 9-124048 und 9-124049,
alle vom 14.05.1997, werden hier als Ganzes mit in die Offen
barung einbezogen.
Zusätzliche Vorteile, Merkmale und Abwandlungen sind natür
lich für einen Fachmann leicht erkennbar. Die Erfindung ist
daher im weiteren Sinn nicht auf die angegebenen Details be
schränkt oder auf die beispielhaften Einrichtungen, die in
dieser Beschreibung gezeigt oder beschrieben sind. Es können
deshalb verschiedene Modifikationen durchgeführt werden, ohne
daß der Rahmen des allgemeinen erfinderischen Konzepts ver
lassen wird, wie er durch die anhängenden Ansprüche und ihre
Äquivalente vorgegeben ist.
Claims (16)
1. Verfahren zur Herstellung eines wärmeaushärtenden Pul
verbeschichtungsmaterials mit folgenden Schritten:
Dispergieren und Mischen eines Grundharzes und eines Vernet zungsagens in einer Dispergier- und/oder Mischmaschine, die mit einer Dekompressionseinrichtung bei einer Temperatur in der Größenordnung von 40°C bis 200°C versehen ist, um eine dispergierte Mischung zu bilden, wobei diese dispergierte Mi schung wahlweise ein Lösungsmittel und ein Pigment enthält;
wahlweise Entfernen mindestens eines Teiles des Lösungsmit tels bei reduziertem Druck;
Zusetzen von Wasser zu der dispergierten Mischung;
Druckreduzierung und Absenken der Temperatur der dispergier ten Mischung auf eine Temperatur, die gleich oder kleiner als der Erweichungspunkt der dispergierten Mischung ist und
Überführen der dispergierten Mischung in den Pulver- oder Granulatzustand durch die Dispersionskraft der Dispergier- und/oder Mischmaschine.
Dispergieren und Mischen eines Grundharzes und eines Vernet zungsagens in einer Dispergier- und/oder Mischmaschine, die mit einer Dekompressionseinrichtung bei einer Temperatur in der Größenordnung von 40°C bis 200°C versehen ist, um eine dispergierte Mischung zu bilden, wobei diese dispergierte Mi schung wahlweise ein Lösungsmittel und ein Pigment enthält;
wahlweise Entfernen mindestens eines Teiles des Lösungsmit tels bei reduziertem Druck;
Zusetzen von Wasser zu der dispergierten Mischung;
Druckreduzierung und Absenken der Temperatur der dispergier ten Mischung auf eine Temperatur, die gleich oder kleiner als der Erweichungspunkt der dispergierten Mischung ist und
Überführen der dispergierten Mischung in den Pulver- oder Granulatzustand durch die Dispersionskraft der Dispergier- und/oder Mischmaschine.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Lösungsmittel in
der dispergierten Mischung enthalten ist und ein organisches
Lösungsmittel zum Lösen des Grundharzes und des Vernetzungs
agens aufweist und bei dem dieses Lösungsmittel dazu geeignet
ist, mit Wasser azeotrop zu sein.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Lösungsmittel in
der dispergierten Mischung in einer Menge von 80 Gewichtspro
zent oder weniger, basierend auf dem gesamten Festanteil des
Grundharzes und des Vernetzungsagens, vorhanden ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Pigment in der
Mischung enthalten ist und eine Pigmentpaste oder feste Pig
mentchips enthält, die durch das vorhergehende Dispergieren
des Grundharzes, des Lösungsmittels und der Pigmentkomponente
erhalten wurden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Dispergierung
durch Wärmeaufschmelzen und/oder durch Lösen des Grundharzes
und des Vernetzungsagens in einem organischen Lösungsmittel
durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Dispergiervor
gang das Dispergieren des Grundharzes und des Pigmentes unter
Wärmeeinwirkung und unter Zusetzen des Vernetzungsagens um
faßt, und dann die Durchführung des Schmelzens und der Wärme
zufuhr und/oder das Lösen in einem organischen Lösungsmittel.
7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Vorgang des Dis
pergierens das Dispergieren des Grundharz es und des Pigmentes
im Lösungsmittel umfaßt, sowie das Ausdestillieren des Lö
sungsmittels bei reduziertem Druck sowie die Zuführung des
Vernetzungsagens und dann die Durchführung des Wärmschmelzens
und/oder des Lösens der Dispersion in einem organischen Lö
sungsmittel.
8. Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner das Zusetzen
einer wäßrigen Dispersion umfaßt, die eine Glasübergangstem
peratur von 40°C oder weniger aufweist und feine Kunstharz
teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 0,01 bis 1, µm um
faßt, die vor der Zuführung von Wasser zu der dispergierten
Mischung gegeben werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Menge des zu der
dispergierten Mischung zugegebenen Wassers in der Größenord
nung von 2 bis 120 Gewichtsprozent beträgt, basierend auf dem
gesamten Festanteil von Grundharz und Vernetzungsagens.
10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Erweichungspunkt
der dispergierten Mischung in der Größenordnung von 30°C bis
130°C liegt.
11. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Glasübergangs
temperatur des Grundharzes in der Größenordnung von 40°C bis
100°C liegt.
12. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Grundharz eines
oder mehrere aus der Gruppe sind, die aus Acrylharz, Poly
esterharzen, Epoxyharzen und Fluorharzen besteht.
13. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das mittlere Moleku
largewicht des Grundharzes in der Größenordnung von 1,000 bis
100,000 ist.
14. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Vernetzungsagens
eines oder mehrere sind, die aus der Gruppe der Polycarboxyl
säuren, Polycarboxylanhydride, Blockpolyisoyanat-Bestand
teilen, Polyepoxy-Bestandteilen, Polyol-Bestandteilen und
Aminoharzen ausgewählt sind.
15. Wärmeaushärtendes Pulverbeschichtungsmaterial, das
durch ein Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt ist.
16. Verfahren zur Herstellung eines wärmeaushärtenden, pul
verigen Beschichtungsmaterials, welches die Schritte des Dis
pergierens und Mischens eines Grundharzes, eines Vernet
zungsagens und wenn notwendig, einer wärmeaushärtenden, pul
verigen Beschichtungsmaterialskomponente umfaßt, die ein Lö
sungsmittel und eine Pigment in einer Dispergier/Misch
maschine umfaßt, die mit einer Dekompressionseinrichtung bei
einer Temperatur in der Größenordnung von 40°C bis 200°C ver
sehen ist, bei dem ferner das organische Lösungsmittel unter
reduziertem Druck entfernt wird, wenn notwendig und im Fall,
daß das organische Lösungsmittel in der erhaltenen disper
gierten Mischung enthalten ist, die Zuführung von Wasser um
faßt, sowie die Druckreduzierung und die Erniedrigung der
Temperatur der dispergierten Mischung auf eine Temperatur des
Erweichungspunktes oder weniger, wobei dann die dispergierte
Mischung in einem Pulver- oder Granulatzustand durch die Dis
persionskraft der Dispergier- bzw. Mischmaschine gebracht
wird.
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ITMI20010441A1 (it) * | 2001-03-02 | 2002-09-02 | Vomm Chemipharma Srl | Metodo per la produzione di vernici in polvere |
US8822569B2 (en) * | 2001-06-20 | 2014-09-02 | Rohm And Haas Company | Composite particles |
AU785282B2 (en) * | 2001-06-20 | 2006-12-21 | Rohm And Haas Company | Coating with improved hiding, compositions prepared therewith, and processes for the preparation thereof |
EP1279706A1 (de) * | 2001-07-24 | 2003-01-29 | Arsonsisi S.P.A. | Verfahren zur Herstellung von Pulverlack und dieser hergestellte Pulverlack |
CN1305981C (zh) * | 2001-09-27 | 2007-03-21 | 旭硝子株式会社 | 含氟粉体涂料组合物 |
US7008998B2 (en) * | 2001-11-16 | 2006-03-07 | Basf Corporation | Method for making an aqueous dispersion |
US7314900B2 (en) * | 2001-11-16 | 2008-01-01 | Basf Corporation | Aqueous dispersions and aqueous electrodepositable primers |
US20040096669A1 (en) * | 2002-11-20 | 2004-05-20 | Kim Young Jun | Fluorocarbon polymer coating powders |
US20050261409A1 (en) * | 2004-05-21 | 2005-11-24 | Building Materials Investment Corporation | Process for coating modified bitumen membranes using powder coatings |
DE602006010558D1 (de) * | 2005-07-11 | 2009-12-31 | Akzo Nobel Coatings Int Bv | Verfahren zur elektrostatischen pulverbeschichtung im wirbelbett |
EP1910476A1 (de) * | 2005-07-11 | 2008-04-16 | Akzo Nobel Coatings International BV | Verfahren zur herstellung einer pulverbeschichtungszusammensetzung |
WO2007006780A2 (en) * | 2005-07-11 | 2007-01-18 | Akzo Nobel Coatings International B.V. | Toner powders and process for their preparation |
US20090136737A1 (en) * | 2005-07-11 | 2009-05-28 | John Ring | Powder coating materials |
US20090163449A1 (en) * | 2007-12-20 | 2009-06-25 | Eastman Chemical Company | Sulfo-polymer powder and sulfo-polymer powder blends with carriers and/or additives |
US20090163603A1 (en) * | 2007-12-20 | 2009-06-25 | Eastman Chemical Company | Sulfo-polymer powder and sulfo-polymer powder blends |
EP2316893A1 (de) | 2009-10-28 | 2011-05-04 | Dupont Powder Coatings France S.A.S. | Verfahren zur Herstellung von Pulverbeschichtungszusammensetzungen |
MY161775A (en) | 2010-10-13 | 2017-05-15 | Akzo Nobel Powder Coatings (Ningbo) Co Ltd | Hybrid polyester fluorocarbon powder coating composition and a process for the manufacture thereof |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3870684A (en) * | 1970-04-29 | 1975-03-11 | Bayer Ag | Preparation of cross-linked particles of polyurethane or polyurea containing ionic groups |
US4402983A (en) * | 1980-09-19 | 1983-09-06 | E. I. Du Pont De Nemours & Co. | Powder coating composition for automotive topcoat |
DE3606512A1 (de) * | 1986-02-28 | 1987-09-03 | Basf Lacke & Farben | Dispersionen von vernetzten polymermikroteilchen in waessrigen medien, verfahren zur herstellung dieser dispersionen und beschichtungszusammensetzungen, die diese dispersionen enthalten |
DE3606513C2 (de) * | 1986-02-28 | 1998-05-07 | Basf Coatings Ag | Dispersionen von vernetzten Polymermikroteilchen in wäßrigen Medien und Verfahren zur Herstellung dieser Dispersionen |
KR910004817B1 (ko) * | 1987-07-31 | 1991-07-13 | 니혼유시 가부시기가이샤 | 열경화성분체도료조성물 |
US5270416A (en) * | 1992-09-04 | 1993-12-14 | Ferro Corporation | Thermosetting glycidyl modified acrylic powder coatings |
US5354799A (en) * | 1992-11-16 | 1994-10-11 | Eastman Kodak Company | Limited coalescence process |
KR100429932B1 (ko) * | 1995-10-03 | 2004-07-16 | 닛본 페인트 가부시끼가이샤 | 좁은입도분포를갖는수지입자의제조방법 |
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GB2325235B (en) | 2001-03-07 |
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US5998507A (en) | 1999-12-07 |
GB2325235A (en) | 1998-11-18 |
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