DE2060574C3

DE2060574C3 - Process for the production of coatings with a matting effect

Info

Publication number: DE2060574C3
Application number: DE19702060574
Authority: DE
Inventors: Marinus de Breda Jonge (Niederlande)
Original assignee: Wagemakers'Lakfabrieken N.V., Breda (Niederlande)
Priority date: 1969-12-17
Filing date: 1970-12-09
Publication date: 1977-03-31

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Überzügen auf Metallsubstraten mit einem Matiierungseffekt, wobei die ein Epoxyharz, einen Härter und erwünschtenfalls übliche Zusätze umfassenden Pulver elektrostatisch aufgetragen werden. The invention relates to a method for producing coatings on metal substrates with a mating effect, which is an epoxy resin, a hardener and, if desired, powder comprising conventional additives can be applied electrostatically.

Die Herstellung eines pulverförmigen Überzugsmaterials auf Basis eines Epoxyharzes und eines Härters, das nach Aufsagung auf ein Metallsubstrat und Härtung bei erhöhter Temperatur eine einen Mattierungseffekt erzeugende Überzugsschicht ergibt, ist aus der niederländischen Anmeldung 68 06 930 bekannt. |cdcs Teilchen dieses bekannten pulverförmigen Materials besteht dabei aus einer homogenen Mischung der Basiskomponenten. Der erwünschte Mattierungseffekt wird durch Aufnahme von Sulfaminsäure und wenigstens 2 Gew.% Trimellitsäureanhydrid, bezogen auf die Gesamtmenge Ausgangsmaterial, erhalten, welche letztere Verbindung ein für Epoxidharze bekannter Härter ist. Der endgültige Matticrungsgrad der ÜberzugsschicH wird durch Änderung des Gewichtsverhältnisses Sulfaminsäure/Triniellitsaurcanhvdrid variiert. The production of a powder coating material based on an epoxy resin and a hardener, which after application to a metal substrate and hardening results in a coating layer producing a matting effect at elevated temperature, is from the Dutch Registration 68 06 930 known. | cdcs particles of this well-known powdery material from a homogeneous mixture of the basic components. The desired matting effect is due to the inclusion of sulfamic acid and at least 2 wt.% Trimellitic anhydride, based on the Total amount of starting material, get which one the latter compound is a hardener known for epoxy resins. The final degree of matting of the The coating layer is varied by changing the sulfamic acid / trinellitic anhydride weight ratio.

Bei dem bekannten Verfahren ist eine gute, homogene Vermischung der Komponenten und mithin auch der beiden Bestandteile Siill'aminsäure und Trimellitsäureanhydrid von großem Belang, weil sonst Verfärbungen auftreten können und die Haltbarkeit des pulverförmigen Materials beeinträchtigt wird.In the known method there is a good, homogeneous mixing of the components and therefore The two components sill'amic acid and trimellitic anhydride are also of great importance, because otherwise Discoloration can occur and the durability of the powdered material is impaired.

Aus der BE-PS 6 63 818 ist ein Verfahren zur Herstellung von Überzugsmaterial auf Basis von Epoxyharzen bekannt, bei dem ein flussiges Katalysatormaterial verwendet wird. Hierdurch ist weder ein guter elektrostatischer Auftrag zu erzielen, noch läßt sich eine reproduzierbare regelbare Mattheit erreichen. Aus der DT-OS 15 20 076 ist eine Mischung aus Epoxyharzen und Härtern bekannt, bei der jedoch keine diskreten Härteteilchen an die Oberfläche der Epoxyharzteile geheftet werden. Diese bekannte Harzmassc dient zur Beschichtung erhitzter Werkstücke und ist nicht zum elektrostatischen Auftrag auf kaltes Mctallsubstrat geeignet. Mit den bekannten Epoxyharzen laßt sich die Mattheil des Überzugs nicht regeln.From BE-PS 6 63 818 a method for the production of coating material based on Epoxy resins known in which a liquid catalyst material is used. As a result, neither a good electrostatic application can be achieved nor can it be achieved A reproducible, controllable mattness can be achieved. From DT-OS 15 20 076 is a mixture of Epoxy resins and hardeners known, but in which no discrete hardness particles adhere to the surface of the epoxy resin parts be stapled. This known Harzmassc is used to coat heated workpieces and is not suitable for electrostatic application on cold metal substrate. Let with the known epoxy resins the Mattheil of the coating cannot regulate itself.

Aufgabe der Erfindung ist es. Überzüge auf Basis von Epoxyharzen zu schaffen, die in Form von Pulvern elektrostatisch aufgetragen werden und einen regelbaren Mattierungscffekt aufweisen.It is the object of the invention. To create coatings based on epoxy resins in the form of powders can be applied electrostatically and have an adjustable matting effect.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren /ur Herstellung von Überzügen mit Mattierungseffekt durch elektrostatisches Auftragen von Pulvern aus Epoxyharzen. Härtern und gegebenenfalls üblichen Zusätzen und Härten bei erhöhten Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulver, dessen ίο Teilchen aus mit dem Härter oberflächlich beschichteten Partikeln des Epoxyharzes bzw. Füllstoff enthaltenden Epoxyharzes bestehen, elektrostatisch aufgesprüht und bei einer Temperatur von 150°C oder darüber gehärtet wird.The invention relates to a method / ur production of coatings with a matting effect by electrostatic application of powders made from epoxy resins. Hardeners and, if necessary, customary Additions and hardening at elevated temperatures, characterized in that a powder whose ίο Particles from the surface coated with the hardener Particles of the epoxy resin or filler-containing epoxy resin exist, sprayed on electrostatically and hardening at a temperature of 150 ° C or above.

Die Basiskomponenten zur Herstellung des erfindungsgemäß aufgetragenen Pulvers unterscheiden sich nicht grundsätzlich von denen, welche zur Herstellung von pulverförmigen Materialien, die bei ihrer Auftragung auf eine Metallunterlage eine glänzende Überzugsschicht ergeben, angewendet werden. So können z. B. für die Epoxidharzkomponente die bekannten handelsüblichen Epoxidharze angewendet werden, bzw. die für diese Epoxidharze üblichen Härter, /.. B. solche auf Basis von Guanidin, Melamin, Bortrifluorid, usw. Das gilt gleichfalls für die Pigmente und andere übliche Füllmittel. Deshalb erhält man beim Auftrag des erfindungsgemäß verwendeten Pulvers einen Überzug, der chemisch ebenso beständig ist, wie ein glänzender Überzug aus bekanntem F.poxidmaterial. Wesentlich zum Erhalten einer Überzugsschicht mit Mattierungseffekt ist nur, daß der Härter nicht homogen mit den gegebenenfalls übliche Zusätze enthaltenden Epoxidharzteilchen vermischt ist, d. h. daß der Härter in Form von Teilchen an die Oberfläche der Harzteilchen geheftet wurde.The basic components for the production of the powder applied according to the invention do not differ fundamentally from those which are used for the production of powdery materials which, when applied to a metal substrate, result in a glossy coating layer. So z. B. the known commercially available epoxy resins are used for the epoxy resin component, or the hardeners customary for these epoxy resins, / .. B. those based on guanidine, melamine, boron trifluoride, etc. This also applies to the pigments and other conventional fillers. Therefore, when the powder used according to the invention is applied, a coating is obtained that is just as chemically resistant as a glossy coating made of known epoxy material. In order to obtain a coating layer with a matting effect, it is only essential that the hardener is not homogeneously mixed with the epoxy resin particles which may contain customary additives, ie that the hardener has adhered in the form of particles to the surface of the resin particles.

Das im Rahmen der Gesamtzusammensetzung innezuhaltende Gewichtsverhältnis Härter/Epoxidhai/ ist von der gewünschten Härtungstemperatur mit abhängig. Aui diesem Gebiete der Technik lälJt sich die Neigung wahrnehmen, die Härtungsiemperaiur von etwa 180' C nach niedrigeren Werten von etwa 150 C zu verschieben. Im allgemeinen wird für eine bestimmte Epoxidharz-Härterkombination eine niedrigere Härtungstemperatur durch Steigerung des Gehalts an Härtckomponcnle und eine spezifische Wahl derselben erzielt.The weight ratio hardener / epoxy shark / depends on the desired curing temperature. In this area of technology, the Perceive the tendency, the hardening temperature of about 180 ° C to lower values of about 150 ° C to move. In general, a lower curing temperature is required for a specific epoxy resin-hardener combination by increasing the content of hardness components and a specific choice of the same achieved.

Vorzugsweise liegen für die crfindungsgemiißen Teilchen, bei einer Härtungstcmperatur von 150"C die Anfangsschmclztemperatur der Epoxidharzkomponcnte und die Temperatur, bei der das Epoxidharz-Härtcsysicm eine Gelzcit von etwa 6 min hat. beide zwischen 100 bis UO"C.Preferably, for the invention according to the invention Particles, at a curing temperature of 150 "C die Initial melting temperature of the epoxy resin component and the temperature at which the epoxy resin hardening system has a gelzcit of about 6 minutes. both between 100 to UO "C.

Schwankung des Matlheitsgrades in der endgültigen Überzugsschicht läßt sich in unterschiedlicher WeiseFluctuation in the degree of maternity in the final Coating layer can be used in different ways

55 erzielen.Score 55.

Es läßt sich eine weniger matte Schicht z. B. dadurch erzielen, daß man unter Innehaltung einer mittleren Gesamtzusammensetzung das Tcilchengrößenverhällnis der Epoxidharzkomponente, welche gegebenenfalls übliche Zusätze enthalten kann, und die auf deren Oberfläche gehefteten Härteteilchen in dem Sinne ändert, daß man gröbere Harteteiichen sich an feiner verteilte Epoxidharzteilchen heften macht. Dieses Verfahren jedoch ist weniger geeignet, wenn man den Mattheitsgrad innerhalb weiteren Grenzen ändern möchte, weil durch Verstärkung der Inhomogenität pro Teilchen die Gefahr besteht, daß die Härtung nicht an jeder Stelle in der aus diesen Pulverteilchen gebildetenIt can be a less matte layer z. B. thereby achieve that while maintaining an average overall composition, the Tcilchen size ratio the epoxy resin component, which may optionally contain customary additives, and the on their Surface attached hardness particles changes in the sense that one coarser hardness particles are attached to finer ones makes distributed epoxy resin particles stick. However, this method is less suitable if you have the Would like to change the degree of mattness within wider limits, because by increasing the inhomogeneity pro Particles there is a risk that the hardening is not at every point in the formed from these powder particles

Schicht zu dem gewünschten Vernet/ungsgrad führt, wodurch die Eigenschaften, wie die mechanischen und die Porosität der endgültigen Überzugssehiehl beeinträchtigt werden könnten. Im Zusammenhang hiermit empfiehlt es sich, den gewünschten Mattheitsgrad einzustellen, indem man die erfindungsgemäß verwendeten Teilchen mit aus entsprechenden Komponenten aufgebauten Teilchen des zweiten Typus vermischt, d. h. Teilchen aus einem Epoxidharz in Kombination mit einem Härter, wobei in üblicher Weise der Härter homogen in dem Teilchenmaterial verteilt ist. Eine zu große »Verdünnung« der erfindungsgemäß verwendeten Teilchen mit den in bezug auf den Mattierungseffekt inerten Teilchen, wobei der Härter dem Teilchenmaterial homogen untermischt ist, ist zu vermeiden, weil sonst in der Überzugsschicht kein gleichmäßiger Mattierungseffekt erhalten wird.Layer leads to the desired degree of networking, thereby affecting the properties such as mechanical and porosity of the final coating shell could become. In connection with this, it is advisable to select the desired degree of mattness adjust by using the inventively used Particles mixed with particles of the second type composed of corresponding components, d. H. Particles of an epoxy resin in combination with a hardener, the hardener in the usual way is homogeneously distributed in the particulate material. Too great a "dilution" of that used according to the invention Particles with the particles which are inert with regard to the matting effect, the hardener being the particle material is mixed in homogeneously should be avoided, because otherwise there will be no uniformity in the coating layer Matting effect is obtained.

Vorzugsweise werden zur Regulierung des endgültig zu erzielenden Mattierungseffekies die Teilchen in einer Gewichtsmenge von 30/70-80/20 des zweiten Typus untermischt.Preferably, to regulate the final matting effect to be achieved, the particles are in one Amount by weight of 30 / 70-80 / 20 of the second type mixed in.

Eine geeignete Weise zur Herstellung des pulverförmigen Materials umfaßt die innige Vermischung des Epoxidharzes und gegebenenfalls zuzugebender Pigmente und/oder Füllmittel im Extrusionsverfahren mit anschließender Brechung des Extrusionsproduktcs, gesonderter Vermahlung der gewählten Härtckomponente auf eine Teilchengröße von weniger als 50 Mikron und Vermischung des gebrochenen Extrusionsproduktes mit den gemahlenen Härteteilchen, worauf diese Mischung wiederum in einer Mahlvorrichtung mit regelbarer Kühlung gemahlen wird, /.. B. in einer handelsüblichen A.C.M.-Mühle, wobei die Kühlung derart abgestellt wird, daß durch die beim Mahlen entwickelte Wärme die Oberfläche der Epoxidharzteilchen weich genug wird, um die Härteteilchen sich an sie heften zu machen. Der Grad der Kühlung, der es zum Erzielen dieses Effektes bedarf, läßt sich auf dem Versuchswege mit Leichtigkeit bestimmen.A suitable way of making the powdery Material comprises the intimate mixing of the epoxy resin and any pigments to be added and / or fillers in the extrusion process with subsequent breaking of the extrusion product, separate grinding of the selected hardness component to a particle size of less than 50 microns and mixing the broken extrusion product with the ground hardness particles, whereupon these Mixture is in turn ground in a grinding device with adjustable cooling, / .. B. in a commercially available A.C.M.-mill, whereby the cooling is switched off in such a way that during grinding The heat developed makes the surface of the epoxy resin particles soft enough for the hardness particles to adhere to them to make stapling. The degree of cooling that is required to achieve this effect can be determined on the Determine test routes with ease.

Das pulverförmige Material wird in bekannter Weise auf elektrostatischem Wege auf die zu überziehenden Metallgegenstände aufgetragen. Es empl'ielt sich, in dieser Weise aufzutragen, weil sich dann leicht vermeiden läßt, daß eine zu dicke Schicht auf den Gegenstand aufgetragen wird, wodurch das Erhalten eines Mattierungseffektes beeinträchtigt wird, während andererseits die Überzugsschicht dick genug ist, um nach Härtung einen völlig geschlossenen Film zu erhalten, wodurch das Metallsubstrat völlig geschützt wird. soThe powdery material is electrostatically applied to the to be coated in a known manner Applied metal objects. It is advisable to apply in this way because it is then easy can avoid that too thick a layer is applied to the object, thereby preserving a matting effect is impaired, while on the other hand the coating layer is thick enough to after curing to obtain a completely closed film, whereby the metal substrate is completely protected will. so

Andere wesentliche Vorteile des erfindungsgemäß erhaltenen Überzugs sind fehlende Verfärbungen und seine ausgezeichnete Haltbarkeit.Other significant advantages of the coating obtained according to the invention are lack of discoloration and its excellent durability.

Die Erfindung wird anhand nachstehender Beispiele näher erläutert:The invention is explained in more detail using the following examples:

Example I.

40 Gew.-Tle Rutil T1O2, 0,3 Gew.-Tle Flußmittel und 59,7 Gcw.-Tle Epoxidharz wurden in einer Extrusionsvorrichtung des normalen Typus extrudiert. Das Extrusionsprodukt wurde zu Teilchen von etwa 3 mm gebrochen (Produkt A).40 parts by weight of rutile T1O2, 0.3 parts by weight of flux and 59.7 parts by weight of epoxy were placed in an extrusion machine of the normal type extruded. The extrusion became particles of about 3 mm broken (product A).

Gesondert wurde sodann die Härtekomponente mit Hilfe einer Stiftmühle zu einer Feinheit von weniger als 50 Mikron vermählen (Produkt B).The hardness component was then separated using a pin mill to a fineness of less than Grind 50 microns (product B).

100 Gew.-Tle A + 3 Gew.-Tle B wurden daraufhin in einer Mischvorrichtung üblichen Typus innig vermischt und die Mischung sodann in einer A.C.M.-Mühle zu Teilchen von 5 — 90 Mikron vermählen.100 parts by weight of A + 3 parts by weight of B were then intimately mixed in a mixing device of the usual type and then grind the mixture into 5-90 micron particles in an A.C.M. mill.

Das in obeiger Weise erhaltene Material wurde mit Hilfe einer elektrostatischen Spritzvorrichtung einem vorentfetteten Normalstahlblech aufgespritzt und dann 25 Minuten bei einer Temperatur von 150¹⁵C gehärtet. Bei der Härtung flössen die Teilchen zu einem geschlossenen Film zusammen. Nach Kühlung wurde der Mattierungseffekt der Überzugsschicht mit Hilfe eines Lange-Reflektometers unter einem Winkel von 45° gemessen. Der Mattheitsgrad betrug 6%o (Standard = 80).The material obtained in obeiger manner was sprayed with the aid of an electrostatic spray device vorentfetteten a mild steel sheet and then cured for 25 minutes at a temperature of 150 C ^15. During curing, the particles flow together to form a closed film. After cooling, the matting effect of the coating layer was measured with the aid of a Lange reflectometer at an angle of 45 °. The degree of mattness was 6% (standard = 80).

Bei Ersatz des Epoxidharzes in obiger Zusammensetzung durch ein anderes Epoxidharz gleichen Epoxidäquivalentgewichts und Molgewichts und des Härters durch einen andern Härter analoger Reaktivität wurde unter übrigens gleichen Bedingungen letzten Endes eine IJberzugsschichl mit entsprechendem Mattierungseffekt erhalten.When replacing the epoxy resin in the above composition with another epoxy resin of the same epoxy equivalent weight and molecular weight and hardener by another hardener of analogous reactivity under the same conditions, in the end, a cover layer with a corresponding matting effect receive.

Beispiel IlExample Il

50 Gew.-Tle des nach Beispiel 1 auf Basis eines Epoxidharzes und Härters erhaltenen Produktes wurden mit 50 Gew.-Tln eines pulverförmigen Materials gleicher Zusammensetzung, bei dem jedoch die Hänerkomponente zusammen mit den übrigen Komponenten auf eine homogene Mischung verarbeitet war. vermischt.50 parts by weight of the product obtained according to Example 1 on the basis of an epoxy resin and hardener with 50 parts by weight of a powdery material of the same composition, but in which the Hänerkomponente was processed together with the other components to a homogeneous mixture. mixed.

Nachdem die Mischung gemäß Beispiel I auf ein Stahlblech aufgetragen und gehärtet worden war, wurde nach Kühlung eine Überzugsschicht erhalten mit einem Mattheitsgrad von I2%o (Lange-Rcilektomcter). Ein solcher Mattheitsgrad wird auch wohl als Eiglanz bezeichnet.After the mixture according to Example I had been applied to a steel sheet and cured, After cooling, a coating layer was obtained with a degree of mattness of I2% (Lange Rcilektomcter). Such a degree of mattness is also known as egg luster.

Änderungen des Gcwichlsverhältnissc.-) 50/50 zu 30/70 lieferte eine Überzugsschicht mit sog. Halbmatt, entsprechend 20%o(Langc-Reflektometer).Changes in the balance ratio -) 50/50 to 30/70 provided a coating layer with a so-called semi-matt, corresponding to 20% o (Langc reflectometer).

Claims

Pallet requirements:

1. Process for the production of coatings with Matting effect through electrostatic application of powders made from poxy resins. Hardeners and possibly customary additives and hardening at elevated temperatures, characterized in that that a powder whose particles consist of particles coated on the surface with the hardener consist of epoxy resin or filler containing epoxy resin, sprayed on electrostatically and at is cured at a temperature of 150 ° C or above.

2. The method according to claim 1, characterized in that the particles in a weight ratio of 30 / 70-80 / 20 with the particles of a Powder made from epoxy resin and hardener, in which the hardener is homogeneously distributed in the particulate material, mix 1.