DE2005690B2

DE2005690B2 - Verfahren zur herstellung von pigmentierten beschichtungspulvern

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Publication number: DE2005690B2
Application number: DE19702005690
Authority: DE
Inventors: Heinz Walter Dr 5090 Leverkusen Zankl Erich Dr 5000 Köln Erdmenger Rudolf Dipl Ing 5070 Bergisch Gladbach Ullrich Martin Dipl Ing 5090 Leverkusen Kunze Heinrich Dr 5000 Köln Krauß
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1970-02-07
Filing date: 1970-02-07
Publication date: 1973-06-14
Also published as: CH555398A; NL7101584A; ES388011A1; GB1347294A; FR2078291A5; BE762585A; AT307582B; DE2005690A1

Description

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Zusatz bei kurzzeitigem Durchgang in einer nur durch herzustellen, daß Polyäthylen in einem Lösungsrelativ niedrigviskosen Schmelze, einer Flüssigkeit mit mittel in der Hitze selöst, mit Pigment versetzt und stark reduziertem Fließvermögen und großer inneren das Gemisch abgekühlt wird. Auf Grund der Löslich-Reibung, gleichmäßig zu dispergieren. Wenn aber die keitsunterschiede bei den verschiedenen Temperaturen Verteilung nicht bis in kolloiddisperse oder sogar 5 fällt das Polyäthylen als feinverteiltes Pulver und molekulardisperse Größenordnungen getrieben werden gleichzeitig pigmentiert aus.

kann, so bleibt der Effekt der oberflächenaktiven Auch bei diesem Verfahren wird lediglich ein Ther-

Substanz während der Filmbildung aus und eine moplast für das Pigmentierungsverfahren eingesetzt.

Verbesserung des Verlaufens kann nicht erwartet bei dem nicht die Gefahr besteht, daß reaktive Gnippen

werden. ... io bei den hohen Ausdampftemperaturen irreversibel

Die Schwierigkeit, klein dosierte Mengen von unter Vernetzung oder Molekülvergrößerung reagieren Katalysatoren, Verlaufsmitteln und anderen Hilfs- und eine Verschlechterung der anvvendungstechnischen mitteln einer Schmelze zuzugeben, liegt im Wesen des Eigenschaften der Pulverharze bewirken.
Extrudiervorganges und seiner kurzen Dauer. Die Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein VerSchwierigkeit, feste, pulverisierte Produkte von relativ 15 fahren zu finden, das die Herstellung von farbtongrober Körnung miteinander einheitlich zu vei mischen, gleich, gezielt und reproduzierbar abgetönten pigmenbleibt untrennbar mit der vorstehend beschriebenen tierten Beschichtungspulvern aus selbstvernetzbaren Herstellungsmethode von Pulverlacken verbunden. Harzen oder Harzgemischen erlaubt, ohne daß die Dies gilt auch für eine weitere Schwierigkeit, die eine Gefahr einer vorzeitigen Reaktion des Harzes besteht, starke Einschränkung der Verwendbarkeit der eleklro- 20 Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Verfahren statischen Pulverversprühung bedeutet, nämlich der der eingangs"genannten Art nach der Erfindung dareproduzierbaren Einstellung von Farbtönen. durch gelöst, daß man die Schmelze aus einer Disper-

Erst wenn der gesamte Arbeitsprozeß vom Ver- sion, enthaltend das Harz oder Harzgemisch in

mischen der Rohstoffe bis zum Sieben des Mahlgutes organischen Lösungsmitteln gelöst sowie die Zusatz-

ericdigt ist, kann nach dem elektrostatischen Auf- 25 stoffe in dispergierter Form, durch Verdampfen des

sprühen und Einbrennen am gebildeten Film fest- Lösungsmittelanteils unter Erhitzen und Anlegen von

gestellt werden, ob der gewünschte Farbton erreicht Vakuum gewinnt.

w urde oder nicht. Eine Korrektur läßt sich im Pulver- Das erfindungsgemäße Verfahren schließt die Gefahr,

lack selbst nicht vornehmen, da pulverförmige Sub- die ein Passieren der Heizzone eines Extruders für die

stanzen mit einem Kornspektrum von beispielsweise 30 Qualität oder Verarbeitbarkeit eines Pulverlacks mit

1 bis 90 μηι .· zwar mechanisch vermischt, aber beim sich bringt, aus und erlaubt es, geringe Mengen von

Versintern während des Einbrennens im Ofen nicht Katalysatoren, oberflächenaktiven Substanzen und

ausreichend miteinander verschmolzen werden können. Hilfsstoffen in der Schmelze feindispers zu verteilen.

Dies bedeutet, daß der eingebrannte Film für das Das Verfahren besitzt zusätzlich den Vorzug, daß

betrachtende Auge ein Nebeneinander \ on verschieden 35 infolge wesentlich besserer Pigment-Bindeniittel-Ver-

gcfärbten Partikeln darstellt. teilung die nach dem Einbrennen resultierender Filme

Ein Nachtönen, um beispielsweise ein vorgegebenes bemerkenswert elastischer sind, als bei Verwendung Farbtonmuster nachzustellen, kann nur so bewerk- des herkömmlichen Extrudierverfahrens. Die höheren stelligt werden, daß der Pulverlack nunmehr im Elastizitäts- und Haftfestigkeitswerte finden eine Er-Pigmentanteil durch Zusätze verändert, erneut den 40 klärung darin, daß nunmehr störende Zusammengesamten Herstellungsprozeß vom Mischen bis zum ballungen, sogenannte Smekalsche Störstellen, binde-Sieben durchläuft, somit aber auch den kritischen mittelfreier Pigmentpartikel im makromolekularen Punkt des Extruders erneut passieren muß. Da selbst- Netzwerk des eingebrannten, d. h. ausreagierten, oder fremdvernetzende, reaktive Harze durch diese Bindemittels fehlen. Das erfindungsgemäße Verfahren, thermische Belastung der Gefahr einer Votreaktion 45 Pulverlacke herzustellen, schaltet den Extruder als ausgesetzt sind, ist diese Abtönmethode ohne Zweifel Dispergierhilfe somit vollkommen aus.
nur dann geeignet, wenn es sich um chemisch wenig Die als Bindemittel vorgesehenen Harze oder Harz-— oder nicht — reaktive Systeme, wir sie als thermo- mischungen werden in organischen Lösungsmitteln plastische Kunststoffe bekannt sind, handelt, beispiels- gelöst und dann mit Hilfe praxisiiblicher Maschinen weise um Polymerisate auf Basis von Polyäthylen, 50 pigmentiert. Als Bindemittel sind im Prinzip alle Polyvinylchlorid, Polyamid usw. Für den größeien Harze oder Harzrnischungen geeignet, die in orga-Teil der beim elektrostatischen Pulververspritzen er- nischen Lösungsmitteln löslich sind. Beispielhaft seien wünschten reaktiven Bindemittel ist daher diese Nach- im folgenden einige bevorzugt für dieses Verfahren tönmethode nur mit hohem Risiko, zum Teil voll- eingesetzte Bindemittelgruppen genannt,
kommen undurchführbar. 55 Reaktive Gruppen enthaltende Mischpolymerisate

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 404 237 ist aus Acryl- oder Methacrylsäureestern mit Styrol und

ein Verfahren zur Herstellung eines festen Thermo- reaktive Gruppen enthaltenden Acryl- oder Methacryl-

plasten (Polycarbonat) aus dessen Lösung mit Hilfe säurederivaten. Die reaktiven Gruppen können natür-

einer Verdampferschnecke bekannt. Da Thermoplaste lieh ;iuch in bekannter Weise durch Umsetzungen am

Kunststoffe sind, die wiederholt aufschmelzbar sind 60 Polymerisat z. B. mit Formaldehyd und anschließender

und keine reaktiven Gruppen besitzen, die während Verätherung oder in einem anderen Fall mit Methoxy-

des Schmelzvorganges eine chemische Veränderung methylisocyanat entstanden sein,

der Moleküle bewirken, waren bei diesem Verfahren Polyester jeder Art, wie Alkydharze, ölfreie PoIy-

nicht die Probleme und Schwierigkeiten zu erwarten, ester — teilweise mit freien Hydroxylgruppen — und

wie sie bei in der Hitze selbslvcrnetzbaren Harzen 65 insbesondere reaktive Polyester enthaltend Methoxy-

auftreten. melhyläthergruppen oder Metlioxymethylurethangrup-

Aus der britischen Patentschrift 617 052 war es pen, Epoxyharze mit und ohne freie Hydroxylgruppen,

weiter bekannt, pigmentierte Polyäihylenpulver da- lösliche Urethane, entstanden durch Umsetzung von

Polyestern oder Polyäthern mit mono- und poly- teilung im angeriebenen Lack vor. Selbstverständlich funklionellen Isocyanaten. kann der Zusatz schon vor dem Anreiben erfolgen,

Sogenannte verkappte Isocyanate, entstanden durch sofern es sich nicht um sehr reaktive Bindemittel-Umsetzung von Polyisocyanaten mit z. B. Phenolen, systeme handelt, bei denen die Katalysatoren bei der FCetoximen, speziellen Alkoholen usw. Diese Produkte 5 auf den Anreibeaggregaten oftmals entstehenden spalten je nach Aufbau bei Temperaturen zwischen Wärme von beispielsweise 6O⁰C bereits eine gewisse 120 und 250^üC in ihre Ausgangskomponenten zurück. Vorreaktion einleiten.

Als Reaktionskomponenten für die so entstehenden Es leuchtet ein, daß es möglich ist, den hergestellten

Isocyanate können im erfindungsgemäßen Verfahren Lack in jedem technisch ausführbaren Farbton zu hydroxylgtuppenhaltige Polyester verwendet werden. 10 erhalten, durch Vergleiche der Naßmuster und der Eingesetzt werden können auch Melamin- oder eingebrannten Probeh'lme jeden vorgegebenen Farbton Harnstofformaldehydharze, soweit diese in den für präzise nachzustellen, Farbtonänderungen und Nuandas erfindungsgemäße Verfahren verwendbaren Lö- cierungen in beliebiger Anzahl und Stärke vorzusungsmitteln löslich sind und nicht infolge ihrer teil- nehmen, indem andersgefärbte oder -getönte Lacke weisen hohen Reaktivität bei den im erfindungsge- 15 auf gleicher Bindemittel-Basis bei Raumtemperatur, mäßen Verfahren auftretenden Temperaturen zu un- ohne jedes risikovolle Erhitzen, durch ein einfaches löslichen Produkten weiterkondensieren. Untermischen mit Hilfe bekannter Schnellrührer ein-

Neben den hier beispielhaft erwähnten reaktions- gearbeitet werden.

fähigen Bindemitteln können noch eine große Anzahl Der gezielt abgetönte Naßlack wird nun in einen

von inerten Bindemitteln als Selbstbindemittel oder 20 Pulverlack umgewandelt, indem er von seinen Lösungs-Verschnittmittel für die reaktiven Bindemittel heran- mitteln, die unter Umständen 50 bis 60 Gewichtsgezogen werden, z. B. Mischpolymerisate auf Basis prozent ausmachen können, befreit wird. Diese Kon-PoIyvinylacetat, auf Basis Polyvinylchlorid/Polyvinyl- zentrierung der Lacklösungen kann überraschend acetat, auf Basis äthylenhaltiger Copolymer oder aber einfach auf bevorzugt kontinuierlich arbeitenden Ausauch Kondensationsharze, wie Cumaronharze, Inden- 25 dampfschnecken erfolgen. Ausdampfschnecken sind harze usw. mit einer oder mehreren Förder- oder Knetschnecken

Der Pigmentanteil kann, auf das feste Bindemittel ausgerüstete, kontinuierlich arbeitende Verdampfer, bezogen, je nach Art des Pigmentes oder der Füllstoffe in denen zähe, vorwiegend hochmolekulare Lösungen, und in Abhängigkeit vom Pigmentbindevermögen des Schmelzen oder Suspensionen durch Ausdampfen Bindemittels in weiten Grenzen variiert werden. Er 30 flüchtiger Bestandteile bis zu sehr geringen, tolerierwird zwischen dem Minimalwert bei beginnender baren Restmengen aufkonzentriert werden. Die für Deckkraft, sofern nicht transparente Lacke her- den Verdampfvorgang notwendige Wärme wird über gestellt werden sollen, und dem Maximalwert bei der geheizte Wände des Gerätes und vom mechanischen kritischen Pigmentvolumenkonzentration liegen. Zum Antrieb der Schneckenwellen durch Reibung im Stoff Anreiben können die bekannten Kugel- und Schwing- 35 geliefert. Für die Abfuhr der Dämpfe sind im die mühlen. Sand- oder Glaskugelmühlen, gegebenenfalls Schnecken umschließenden Gehäuse Öffnungen vorauch Ein- oder Mehrwalzstühle, dienen. Je tiefer gesehen. Vorteilhaft unterteilt man den Eindick-, der Siedepunkt des verwendeten Lösungsmittels liegt, Vorgang in mehrere Stufen mit fallenden Drücken, desto besser eignen sich geschlossene Maschinen, um wobei der Abschluß von einer Stufe zur anderen überflüssigen Verdunstungsverlust zu vermeiden. In 4.0 durch örtliches Anstauen des Stoffes in den Bohrungen Gewichtsprozent ausgedrückt, kann der Pigment- und oder Schneckengängen der jeweiligen Trennstücke Füllstoffanteil zwischen 15 und 300 Gewichtsprozent, bewerkstelligt wird. Hierzu bedient man sich sprungbezogen auf das lösungsmittelfreie Bindemittel, liegen, artiger Veränderungen des Schneckengewindes, z. B. in besonderen Fällen auch darüber und darunter. mittels Abschiuß-Gewindestücken. Schnecken von Als Pigmente und Füllstoffe können die in der Lack- 45 Mehrwellenmaschinen streichen sich zweckmäßig geindustrie üblichen Pigmente und Farbstoffe, Ver- genseitig ab, damit Ankrustungen vermieden werden schnittmittel usw. herangezogen werden, wie z. B. und eine schmale Verweilzeit-Verteilung des Stoffes Titandioxid-Pigmente, Eisenoxid-Pigmente, Verbin- erreicht wird.

düngen des Chroma, aktive Pigmente, wie Zinkchromat, Zu den wesentlichen Vorzügen des erfindungs-

Bleichromat usw., aber auch organische Pigmente, wie 50 gemäßen Verfahrens zählt die Möglichkeit, die ein-Phthalocyanin-Pigmente, sowie Füllstoffe vom Typ gesetzten Lösungsmittel wieder rückgewinnen und Bariumsulfat, Kieselsäurefüllstoffe usw. Eine Be- erneut verwenden zu können. Es hat sich herausgestellt, schränkung der Auswahl ist in erster Linie durch die daß die für sehr reaktive Harze bzw. deren Lösungen notwendige Einbrenntemperatur gegeben. entscheidende schonende Behandlung beim Ausin diesem solcherart hergestellten Lack, der eine 55 dampfen optimal durch Gebrauch von Niedrigsiedern feinstverteilte Suspension von Pigment- und Füllstoff- ermöglicht wird. So erlauben beispielsweise Methylenteilchen in einer kolloiddispersen Lösung von Harz chlorid, Methylacetat oder Äthylacetat als Lösungsoder Harzgemischen darstellt, können nun die vor- mittel ein Austreiben der flüchtigen Anteile bei einer gesehenen Zusatzstoffe, das sind Katalysatoren, wie Heiztemperatur der Schnecke von 40 bis 150⁰C und beispielsweise organische Säuren bei selbstvernetzenden 60 einer Austrittstemperatur der Schmelze von 60 bis Polyacrylaten, substituierte Polyamine oder Polyamide 18O⁰C. Der Restanteil von Lösungsmittel in der bei Gebrauch von Polyisocyanaten usw., Verlaufs- Schmelze liegt unter etwa 0,5 °/₀. Die Drücke im Aus verbessernde Agenzien, wie z. B. Siliconharze oder dampfraum liegen dabei zwischen 10 und 100 Torr. Siliconole, oder auch lösliche Farbstoffe als kolloid- Es ist auch möglich, höhersiedende Lösungsmittel ein- bis molekulardisperse Lösungen in geeigneten orga- 65 zusetzen, sofern es die Reaktivität des Harzes gestattet. nischen Lösungsmitteln eingearbeitet werden. Dies Die gebildete Schmelze, die durch Preßluft, Wasser,

kann durch praxisübliche Schnellrührer vorgenommen organische Flüssigkeiten usw. abgekühlt wurde, läßt werden. Die Produkte liegen letztlich in feinster Ver- sich ohne Schwierigkeiten auf praxisüblichen, ein-

gangs erwähnten Maschinen granulieren, fein mahlen, sieben und/oder sichten und wird somit auf einfachem Wege zu einem elektrostatisch versprühbaren Pulver umgewandelt. Nach der Applikation wird — wie bekannt — dem Typ des Bindemittels entsprechend eingebrannt. Die Qualität der Lacklilme hängt weitgehend von der Art des verwendeten Bindemittels, der Pigmentierungshöhe und der Filmdicke ab. In Farbiongenauigkeit, Verlauf, Filmhomogenität, Elastizität sind die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Pulverlacke bzw. die daraus angefertigten Filme und Beschichtungen den Ergebnissen der herkömmlichen Extrudermethode entscheidend überlegen. Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhafterweise verwendeten, in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausdampfschnecke sowie durch mehrere Beispiele näher erläutert.

Die Ausdampfschnecke 1 besteht aus einem Gehäuse 2, in dem zwei miteinander kämmende Schnekkenwellen 3 und 4 rotieren, die von einem Motor 5 über ein Getriebe 6 angetrieben werden. Das Gehäuse 2 ist mit Heizmänteln 7 versehen und weist einen EinlaU-schacht 8 für die Lacklösung und Ausdampfschachte 9, 10 und 11 für den Abzug der Lösungsmitteldampfe auf, die mittels Vakuumpumpen (nicht dargestellt) zu Kondensatoren (nicht dargestellt) abgesaugt werden. Die Schneckenwellen 3 und 4 weisen Schneckenstucke 12 auf, die jeweils zwischen zwei Schächten 8,9 bzw 9 10 bzw 10, 11 durch Abschlußgewindestucke 13 unterbrochen sind. Sie dichten die Schächte 8, 9, 10 und 11 gegeneinander ab, so daß mit unterschiedlichen Drücken in den verschiedenen Zonen gefahren werden kann. Einlaßstutzen 14 dienen dem Einbringen von gelösten Katalysatoren oder anderen Hilfsstoffen. Die konzentrierte Lackschmelze verläßt die Ausdampfschnecke 1 durch den Auslaß 15.

Nachgeschaltet ist eine Granuliervornchtung 16 aus der das granulierte Gut in eine Feinmühle 17 gelangt. Das gemahlene Gut wird einer Siebvorrichtung 18 aufgegeben und der Grobanteil abgesiebt Der Feinstanteil wird schließlich in einem Sichter 19 entfernt.

Beispiel 1

5000 s der 50gewichtsprozentigen Lösung eines mittels Methoxymethylacrylamid selbstvernetzbaren folyacrylates in Butanol wurde mit 1250 g Titandioxid, Rutiltype, auf einer Einwalzenmaschine angerieben. Dieser Lack wurde auf einer Ausdampfschnecke aufgearbeitet, wobei die Manteltemperatur der Schnecke 150⁰C, das angelegte Vakuum 15 Torr und die Aus-•rittstemperatur der Schmelze 150*C, betrugen Das Lösungsmittel war bis auf einen Rest von 0,23 /„entfernt worden. Die durch Preßluft rasch abgekühlte Schmelze wurde unter praxisüblichen Bedingungen (Raumtemperatur, Normaldruck) auf einer Schneidmühle auf eine Korngröße unter 2 mm Durchmesser gebracht, dieses Granulat auf einer GeblasemuhIe ein gemahlen und abschließend das Mahlprodukt auf einer Siebmaschine von Partikeln mit mehr als 80μτη Durchmesser befreit. Das so hergestellte Pulver wurde bei negativer Aufladung mit Hilfe einer elektrostatischen Spritzpistole bei einer Spannung von 60 KV Huf gut entfettete Stahlbleche aufgesprüht (Pulverlack A)

Es wurde 15 Minuten lang bei 200⁰C eingebrannt.

Die Schichtdicke der gebildeten Filme lag bei etwa 80 μΐη.

Zum Vergleich wurde ein Pulverlack B herangezogen, der gewichtsprozentig gleich zusammengesetzt wurde

wie Lack A, dessen Homogenisierung jedoch auf herkömmliche Weise auf einem Extruder vorgenommen wurde. Dabei betrugen die Manteltemperatur 80⁰C, die Verweilzeit in der Heizzone 25 Sekunden und die Austrittstemperalur der Schmelze 110⁰C.

ίο Die durch Preßluft abgekühlte Schmelze wurde wie beim Lack A auf den gleichen Maschinen granuliert, fein gemahlen und zuletzt durch Siebung von den Partikeln über 80 μΐη Durchmesser befreit. Unter gleichen Bedingungen wie bei Pulverlack A

is wurde elektrostatisch versprüht (60 KV) und zuletzt 15 Minuten lang bei 200⁰C eingebrannt. Filmdicke etwa 80 μπι.

Nach 3 Tagen wurde an den Filmen die Elastizität gemessen:

Pulverlack A
Pulverlack B

Tiefungswert in mm (nach

E r i c h se n) DIN 53 156

5,5
1,6

Dornbiegeprüfung (DIN 53 152) 8-mm-Dorn

in Ordnung gerissen

Damit ist die bessere Elastizität der Filme des

Pulverlackes A erwiesen.
Die im Beispiel 1 wie in den folgenden Beispielen erwähnten Maschinen und Apparate, wie Extruder, Schneid- und Gebläsemühlen, Siebapparate und elektrostatische Spritzpistole, sind in der Praxis üblich und gebräuchlich, und besitzen keine zusätzlichen Vorrichtungen.

Beispiel 2

5000 g einer 66gewichtsprozentigen Lösung eines vermittels eingebauter Methoxymethylolgruppen selbstvernetzbaren Polyacrylates in Methylenchlorid wurden auf einer Einwalzenmaschine mit 1650 g Titandioxid, Rutiltype, angerieben. Der so hergestellte Lack wurde,

wie im Beispiel 1 beschrieben, auf einer Ausdampfschnecke, bei einer Manteltemperatur von 70° C, einem Druck von 80 Torr und einer Austrittstemperatur der Schmelze von 100⁰C von seinem Lösungsmittelanteil befreit. Der restliche Gehalt an Methylenchlorid lag bei 0,2 Gewichtsprozent.

Nach dem Abkühlen der Schmelze wurde sie, wie im Beispiel 1 beschrieben, weiterverarbeitet und in einen Pulverlack (C) umgewandelt. Die obere Grenze der Korngröße lag bei 80 μηι Durchmesser.

Mit negativer Aufladung und 60 KV angelegter Spannung ließ sich dieses Pulver sehr gut elektrostatisch versprühen. Eingebrannt wurde 15 Minuten lang bei 200° C. Die Filme waren hart und glänzend, jedoch nicht sehr elastisch; gefunden wurden an

3 Tage alten Filmen ein Tiefungswert (DIN 53156) von etwa 2 mm; ein Dornbiegewert (DIN 53152) von 16 mm als Minimalwert ohne Rißbildung.

Beispiel 3

2850 g eines Epoxidharzes auf der Basis von Bisphenol A und Epichlorhydrin mit einem Epoxidäquivalentgewicht von 925 wurden mit 192 g Trimellithsäureanhydrid (als Härter) in 3000 g Methylen-

309 524/427

9 10

Chlorid gelöst und auf einer Einwalzenmaschine mit schwarzem Kupfer-Eisen-Chrom-Spinell angerieben, 1500 g Titandioxid, Rutiltype, angerieben. Dieser wobei diese auch bei Temperaturen von 200^cC beLack wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, auf einer ständige Mischung vorher durch Abtön-Vorversuche Ausdampfschnecke von seinem Lösungsmittelanteil quantitativ ermittelt wurde und farbtonmäßig einem befreit, wobei die Manteltemperatur der Schnecke 5 vorgegebenen Farbtonmuster exakt entsprach. Der so 80° C, der Druck 70 Torr und die Austrittstemperatur erhaltene Naßlack wurde, wie im Beispiel !beschrieben, der Schmelze 100°C betrugen. Die so gewonnene von seinem Lösungsmittelanteil bis auf einen Rest-Schmelze enthielt etwa 0,3 % restliches Methylen- gehalt von etwa 0,25 °/₀ befreit und weiter in einen chlorid. Nach dem Abkühlen mit Preßluft wurde sie, Pulverlack mit maximaler Korngröße von 80 μΐη wie im Beispiel 1 angegeben, in einen Pulverlack mit io Durchmesser umgewandelt. Die Schneckentemperatur einem Kornspektrum unter 80 μηι Durchmesser über- betrug 60° C, der Druck 760 Torr, die Austrittsführt. temperatur 100° C.

Unter negativer Aufladung und einer angelegten Der Pulverlack wurde mit negativer Aufladung und Spannung von 65 KV wurde das Pulver elektro- bei einer Spannung von 60 KV elektrostatisch aufstatisch auf Stahlbleche aufgesprüht. Nach einem 15 gesprüht; bei 200°C wurde 15 Minuten lang einEinbrennen von 20 Minuten bei 200° C resultierten gebrannt. Die gebildeten Filme waren schwach einwandfreie, glatte Filme mit guter Haftung (Gitter- glänzend, hart und sehr elastisch. Die Filmdicke Schnittprüfung nach DIN 53151, wobei weniger als betrug etwa 75 μπι. Der Tiefungswert (DlN 53156) 25 °/₀ der Schnittfelder ausbrachen). Der Tiefungswert lag bei 6,3 mm; die Filme ließen sich über einen nach E r i c h s e η (DIN 53156) betrug etwa 1 mm, der 20 8-mm-Durchmesser-Dorn biegen, ohne zu reißen Dornbiegewert (nach DIN 53152) 16 mm. (DIN 53152, Dornbiegeprüfung).

. · -ι λ ^Beira Gitterschnitt (nach DIN 53151) zeigten sich

Beispiel 4 keine ausgerissenen oder abgeplatzten Gitterfelder;

1500 g eines vernetzbaren Polyesters mit 6 Gewichts- die Haftung war somit vorzüglich,

prozent freien OH-Gruppen wurden mit 1860 g eines »5 Die in den Beispielen 1 bis 4 angeführten Pulverlacke

mit Phenol verkappten Adduktes von Toluylendiiso- lieferten sehr harte Filme. Ihre Oberflächenhärte wurde

cyanat und Trimethylolpropan sowie Butylenglykol, mit Hilfe eines Pendelprüfgerätes nach König

mit einem NCO-Gehalt von 12 Gewichtsprozent in (DlN 53157) erfaßt und in Sekunden gemessen:
3360 g Methylenchlorid gelöst (Verhältnis OH : NCO

= 1:1). Anschließend wurde auf einer Einwalzen- 30 Beispiel 1 (Pulverlack A) 154 Sekunden

maschine mit 1680 g einer Pigmentmischung aus Beispiel 2 169 Sekunden

74 Gewichtsprozent Titandioxid, Rutiltype, 13 Ge- Beispiel 3 163 Sekunden

wichtsprozent Chromoxidgrün und 13 Gewichtsprozent Beispiel 4 172 Sekunden

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

zugsweise — negativ aufladen und mit Hilfe handels-

Patentanspruch: üblicher elektrostatischer Spritzpistolen auf gut ent

fettete, leitfähige Unterlagen, in erster Linie Gegen-

Verfahren zur Herstellung von pigmentierten stände aus Metall, wie geformte Bleche, nieder-Beschichtungspulvern aus in der Hitze selbst- 5 schlagen.

vernetzbaren Harzen oder Harzgemischen, bei dem Eine kritische Phase im Produktionsablauf bei der

man aus dem Harz oder Harzgemisch, Pigmenten, Herstellung von Pulverlacken ist der Durchgang des Füllstoffen sowie gegebenenfalls Katalysatoren und Materials durch die Heizzone der Knetschnecken oder anderen Hilfsstoffen eine homogene Schmelze er- gleichartig wirkender Maschinen, im folgenden kurz zeugt, diese abkühlt, granuliert und mahlt und das io Extruder genannt. Je reaktiver das als Bindemittel Mahlgut gegebenenfalls siebt und sichtet, da- verwendete Harz ist, um so gefährlicher ist ein zu durch gekennzeichnet, daß man die langes Verweilen in der Heizzone und eine zu hohe Schmelze aus einer Dispersion, enthaltend das Arbeitstemperatur. Dies gilt ganz besonders für den Harz oder Harzgemisch in organischen Lösungs- Fall, daß bereits Katalysatoren anwesend sind, die die mitteln gelöst sowie die Zusatzstoffe in disper- 15 Filmbildung beim Einbrennen beschleunigen oder die gierter Form, durch Verdampfen des Lösungs- Einbrenntemperatur herabsetzen helfen solien. Dann mittelanteils unter Erhitzen und Anlegen von kann bereits eim Extruder eine Vorreaktion eintreten. Vakuum gewinnt. die unerwünscht ist, da sie zu höhermolekularen Pro

dukten führen, die wiederum höher als vorgesehen 20 schmelzen oder technisch schwieriger zu bewältigen

sind, und in allen Fällen das Verlaufen des Lackes

stark beeinträchtigen. In extremen Fällen entstehen letzten Endes Pulverlacke, die nicht mehr bei den

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur gebräuchlichen Einbrenntemperaturen versintern Herstellung von pigmentierten Beschichtungspulvern 25 können und bei weiterer Erhöhung der Temperatur aus in der Hitze selbstvernetzbaren Harzen oder Harz- Zerfallsreaktionen unterliegen und sich dabei stark gemischen, bei dem man aus dem Harz oder Harz- verfärben. Unangenehm ist der Umstand, daß diese gemisch. Pigmenten, Füllstoffen sowie gegebenenfalls eingetretenen Vorreaktionen nicht erkannt werden Katalysatoren und anderen Hilfsstoffen eine homogene können, ehe das Endprodukt, der Pulverlack, vorliegt, Schmelze erzeugt, diese abkühlt, granuliert und mahlt 30 wenn die austretende Schmelze keine optisch erkenn- und das Mahlgut gegebenenfalls siebt und sichtet. baren Veränderungen zeigt.

Pigmentierte Beschichtungspulver werden beispiels- Wenn sich in der Schmelze bereits Anteile an

weise für elektrostatische Sprühauftragung, zum Auf- krümeliger Substanz befinden oder überhaupt an bringen durch Wirbelsintern, zum ladungsfreien Auf- Stelle der fließenden Schmelze ein trockenes,bröckeliges streuen oder zur Verarbeitung zu Folien oder Form- 35 Produkt austritt, so ist die Vorreaktion schon so weit körpern verwendet. gediehen, daß der Ansatz unbrauchbar geworden ist

Elektrostatisch versprühbare Pulverlacke werden und verworfen werden muß.

nach bekannten Verfahren dadurch hergestellt, daß Bei hoch reaktiven Bindemitteln, wie z. B. selbstgeeignete Bindemittel mit Pigmenten und Füllstoffen, vernetzenden Polyacrylaten, können solche Vorallenfalls mit Katalysatoren, Verlaufmitteln und 40 reaktionen und damit verbundene Fehlschläge auch anderen Hilfsmitteln gemeinsam vermischt und mit dann eintreten, wenn auf die Mitverwendung von Hilfe von heizbaren ein- oder mehrwelligen Knet- Katalysatoren verzichtet worden ist; schuld daran schnecken oder gleichartig wirkenden Maschinen ist eine zu lange Verweilzeit im Extruder,
homogenisiert werden. Dabei muß das Bindemittel so Sind bei solchen sehr reaktiven Harzen Kataly-

liohe Temperaturen erreichen, daß es schmilzt und 45 satoren erforderlich oder erwünscht, wenn die Filmeine so niedrige Viskosität erreicht, daß eine einwand- bildung bei minimaler Einbrennzeit und möglichst freie Vermengung von unschmelzbarem und schmelz- tiefer Einbrenntemperatur vor sich gehen soll, und barem Material eintritt. Die auf diesem Wege erzeugte ist der gemeinsame Durchgang durch einen Extruder einheitliche Schmelze wird nach dem Abkühlen, das aus den dargelegten Gründen unmöglich, so wird um so rascher erfolgen muß, je reaktiver das ein- 50 häufig versucht, den Katalysator allein oder mittels gesetzte Harz ist, auf Schneid-oder ähnlichen Mühlen einer anderen neutralen Substanz verschnitten, in granuliert, auf Stift- oder Gebläsemühlen fein ge- möglichst feinkörnigem Zustand mit dem trockenen mahlen und anschließend durch Siebmaschinen auf Pulver zu vermischen. Der so hergestellte Pulverlack die gewünschte Korngrößenverteilung gebracht. An- bestitzt alle Nachteile einer nicht homogen vereustreben ist ein Pulver, dessen gröbste Partikel einen 55 mischten Kombination, denn es ist technisch sehr Durchmesser unter einem geforderten Grenzwert, bei- schwierig, sehr große Volumina tiockenen, pulverspielsweisc 90 μιη, besitzen. Werden Anstrichfilme von l'örmigen Materials mit sehr kleinen Mengen ausgeringerer Schichtdicke, z. B. von 40 μιη, verlangt, so reichend homogen zu vermisdun.
muß dementsprechend durch feinere Siebung die Daß dadurch die Katalyse während der Filmbildung

maximale Korngröße auf 30 bis AO μιη Durchmesser fio lokal verschieden stark in Erscheinung treten muß, gebracht werden. liegt auf der Hand. Ebenso, daß der gebildete Film

Der Feinanlcil der Partikeln unter 5 bis 10 μιη nach der Aushärtung nicht gleichmäßig vernetzt vorkann gegebenenfalls duich Sichtung entfernt werden, liegt und Störstellen enthalten muß, die seine niechawodurch die Rieselfähigkeit des gebrauchsfertigen nischen Werte beeinträchtigen.

Pulverlackes und das Verlaufen bei der Filmbildung 65 Die Mitverwendung von oberflächenaktiven, die

verbessert werden. Grenzflächenspannung beeinflussenden Agenzien stößt

Die solcherart hergestellten Pulverlacke lassen sich bei der Verteilung im Extruder auf ähnliche Schwicrig-

üblicherweise ohne Problematik positiv oder — vor- keiten. da es nicht leicht ist. einen nerinimrozeiiiicen