DE2207498A1

DE2207498A1 - Wärmehärtbare Pulverlacke

Info

Publication number: DE2207498A1
Application number: DE19722207498
Authority: DE
Inventors: C H J Klaren
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1971-02-19
Filing date: 1972-02-17
Publication date: 1972-09-07
Also published as: JPS5423013B1; AU457151B2; FR2125562B1; CA972490A; BE779167A; IT947667B; SE374384B; FR2125562A1; NL7202074A; CH564074A5; AU3911572A; GB1281805A; ZA721047B

Description

DR. ING. F. WUESTHOFF S MÜNCHEN OO DR. E. r. PECHJIANN DR. ING. D. BEHRENS tblxfox <0811) 68 80 31 DIPL. ING. R. GOETZ " ™«*^5a*⁰⁷° TKLXOHAHHX : PATENTANWÄLTE

1A-40 794

Beschreibung zu der Patentanmeldung

SHELL INTERlTAiDIOlTALE RESEARCH JIAAISCHAPPIJ IT.V. Carel van Bylandtlaan 30, Den Haag, Niederlande

betreffend

Wäraehärtbare Pulverlacke

Die Erfindung betrifft wärraehärtbare pulverige Beschichtungsmassen oder Pulverlacke, die für das Aufbringen einer zusammenhängenden Beschichtung mit einer matten Oberflächenbeschaffenheit geeignet sind.

Unter matter Oberflächenbeschaffenheit wird hier das matte, halbmatte und seidenartige Aussehen des fertigen Films verstanden; die Glanzwerte lauten für matte Filme <25 %, für halbmatte Filme 25 bis 40 % und für seidenartige Filme 40 bis 65 #, bestimmt nach Lange bei einem 45°/45° Winkel.

Es ist bekannt, daß Filme mit matter Oberflächenbeschaffenheit aus pulver- oder puderartigen Beschichtungs-

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massen hergestellt werden können, in denen das Bindemittel und das Pigment (oder Mattierungsmittel wie mikrofeine Kieselsäure) trocken miteinander vermischt wurden. Bas unterschiedliche spezifische Gewicht der trocken vermischten Komponenten und die unterschiedliche Aufnahme durch die Oberfläche, die beschichtet wird, verursachen jedoch nicht vertretbare große Unterschiede in der matten Oberflächenbeschaffenheit; außerdem ist aus diesen Gründen das überschüssige Pulver, welches beim Beschichtungs-Arbeitsgang zurückgewonnen wird, anders zusammengesetzt, als das Ausgangsmaterial und kann infolgedessen nicht ohne kostspielige und mühevolle Anpassung an die gegebene Rezeptur wieder eingesetzt werden.

Nach einem anderen bekannten Verfahren zur Herstellung von Pulverlacken werden die Bestandteile, Pigmente, Füllstoffe bei der Erweichungstemperatur des Bindemittels oder darüber zusammengemischt, wodurch ein vollständiges Benetzen der Pigmente und Füllstoffe durch das geschmolzene Bindemittel sichergestellt ist. Derart hergestellte Pulver ergeben glänzende Filme, die für manche Zwecke erwünscht sind, beispielsweise für kleine Erzeugnisse. Für andere Zwecke, beispielsweise auf großen Flächen wird hingegen häufig eine matte Oberflächenbeschaffenheit angestrebt, um eine unerwünschte oder unzweckmäßige Lichtreflektion zu vermeiden oder einen ruhigeren G-esamteindruck zu erhalten. Die in Beschichtungsmitteln oder -lacken auf Lösungsmittelbasis verwendeten Mattierungsmittel wie mikrofeine Kieselsäuren, können in Puder-Beschichtungsmitteln, deren Komponenten unter Schmelzen miteinander vermischt werden, nicht verwendet werden, weil sie zu schwach sind und weil sie außerdem mechanisch zerteilt werden unter der Scherwirkung der hochviskosen geschmolzenen Masse.

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Es hat sich nun gezeigt, daß man eine, matte Oberflächenbeschaffenheit puderförmigen Beschichtungsraitteln oder Einbrennlacken auf der Basis von wärmehärtbaren Epoxyharzen erzielen kann, wenn man in die unter Schmelzen gemischte Masse Äthylcellulose einarbeitet. Die Erfindung betrifft daher wärmehärtbare pulverförmige Beschichtungs-

massen (Einbrennlacke), die zusammengesetzt sind aus A) einem Polyglycidyläther von 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan mit einer Erweichungstemperatur nach Durrans von 60 bis HO⁰C, B) 5 bis 33 aew.-Teile Äthylcellulose je 100 Gew.-Teile Polyglycidyläther A) und einem latenten Härtungsmittel für den Polyglycidyläther A), wobei die Komponenten in geschmolzenem Zustand des Polyepoxids A) miteinander vermischt worden sind und das Gemisch dann abgekühlt und pulverisiert wurde.

Der verwendete Polyglycidyläther besitzt vorzugsweise eine Erweichungstemperatur nach Durrans von 80 bis 110⁰C.

Die erfindungsgemäß verwendeten Äthylcellulosen besitzen vorzugsweise einen Äiäioxylgeha It von 43 bis 50 <$> (entsprechend 2,15 bis 2£0 Äthoxylgruppen je Anhydroglukose-Einheit) und eine Viskosität von 3 bis 50 cP, bestimmt in einer 5 gew.-%-igen lösung aus 80 Gew.-Teilen Toluol und

ο - vorher

20 Gew.-Teilen Äthanol bei 25 C; die Äthylcellulose wird/ während 30 Minuten bei 100⁰C getrocknet. Vorzugsweise soll der Äthoxylgehalt der Äthylcellulosen 47,5 bis 49,0 $ betragen und besonders geeignet sind die Produkte mit einer Viskosität von 8 bis 24 cP, die wie oben angegeben, bestimmt wird. Diese besonders bevorzugten Äthylcellulösen bewirken besonders gut reproduzierbare matte Glanzwerte und können in geringeren Konzentrationen angewendet werden, als andere Sorten Äthylcellulose, so daß der Einfluß auf me-

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chemische und chemische Eigenschaften auf ein Minimum reduziert wird.

Die erfindungsgeraäßen Massen enthalten als Komponente C) ein latentes Härtungsmittel für das Polyepoxid A). Ein latentes Härtungsmittel ist eine Verbindung, die mit dem festen Polyepoxid bei Raumtemperatur nicht stofflich reagiert, sondern erst bei Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes des Polyepoxids unter Bildung eines nicht schmelzenden vernetzten Produktes. Beispiele für latente Härtungsmittel sind Polycarbonsäureanhydride wie Phthalsäureanhydrid, aliphatische polyfunktionelle Amidoverbindungen wie Dicyandiamid, lösliche Reaktionsprodukte aus Epoxiden und Aminoverbindungen wie Addukte von Mono- und Polyepoxiden mit Imidazolen, welche eine sekundäre Aminogruppe im Imidazolring haben oder deren carbonsauren Salzen, aromatische Polyamine wie Diarainodiphenylsulfon und deren lösliche Addukte mit Mono- und Polyepoxiden oder deren carbonsaure Salze, sowie Gemischter genannten Verbindungen. Das Härtungsmittel besitzt vorzugsweise einen Schmelzpunkt über 6O⁰C. Die Härtungsmittel und das Verhältnis zu Polyepoxid, in welchem sie vorzugsweise eingesetzt werden, sind dem Fachmann bekannt.

Vorzugsweise enihalten die Beschichtungsmittel oder Lacke nach der Erfindung Pigmente sowie gegebenenfalls Füllstoffe, Mittel zur Steuerung des Fließverhaltens, Mittel, welche die Ausbildung von Kratern verhindern u.ä.m, Die zusätzlichen Komponenten werden in das Gemisch aus Polyepoxid, Äthylcellulose und Härtungsmittel bei einer Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes des Polyepoxide eingemischt.

Die Seschichtungspulver oder -puder nach der Erfindung 209837/ i071 - 5 -

können nach verschiedenen Arbeitsweisen aufgebracht werden, beispielsweise durch Beschichten (lackieren) im Wirbelbett und nach Pulver-Sprühverfahren wie Flammspritzen und elektrostatisches Spritzen von Pulvern.

Das Vermischen der Komponenten oberhalb der Erweichungstemperatur des Polyepoxide kann in einem beheizten PfIeiderer-Kneter, auf heißen Walzen oder in einem Extruder erfolgen; Extruder bieten den Vorteil einer außerordentlich kurzen Schmelzraisch-Zeit, so daß sie zur Herstellung großer Mengen pulverförmiger Massen verwendet werden können, welche sich schwierig in einem Pfleiderer-Kneter mischen .lassen. Das abgekühlte feste Gemisch wird dann vermählen, beispielsweise in einer Stift-Scheibenmühle; das vermahlene Gemisch wird dann gesiebt, um die Pulver rait der gewünschten Teilchengröße zu erhalten; beispielsweise werden folgende Korngrößen angewandt: Pur Wirbelschichtlackieren <TO,35 mm £45 mesh ASTM), für ein elektrostatisches Wirbelbett 0,074 bis 0,35 mm (200 bis 45 mesh ASTM) und für elektrostatisches Spritzen £ 0,074 mm ( <£ 200 mesh ASTM).

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert. Die angegebenen Teile sind Gewichtsteile. Verwendet wurden in den Beispielen folgende Komponenten:

Polyäther E: Ein Polyglycidyläther von 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-propan mit einem Epoxyäquivalentgewicht von 970 und einer Erweichungstemperatur nach Durrans von 98⁰C.

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Äthylcellulosen;

Sorte N 4 N 7 H 10

i> Äthoxyl 47,9 - 49,0 47,9 - 49,0 47,9 - 49,0 Viskosität *cP 3-5,5 6-8 8-11

* äie Viskosität in cP wurde bestimmt mit einer 5 gew.-#-igen lösung einer 30 Minuten bei 100⁰C getrockneten Probelthylcellulose in einem Gemisch aus 80 Gew.-Teilen Toluol und 20 Gew.-Teilen Äthanol.

Härtungsroittel: Ein pulveriges Gemisch von Aminoverbindungen.

Die Komponenten wurden in einem Extruder bei 90 bis 95⁰C 2 Minuten lang vermischt, das Gemisch abgekühlt und pulverisiert.

Beispiel 1

Es wurden 4 Pulvergemische hergestellt unter Verwendung von Polyäther E, Titandioxid als Pigment, einem viskositätssteuernden Mittel (Modaflow), einem Härtungsmittel und Äthylcellulose N 10 in den nachstehend aufgeführten Gewichtsverhältnissen; die angegebenen Gew.-Teile beziehen sich auf 100 Gew.-Teile Gesamtgeraisch. Der Äthylcellulose-Gehalt wird außerdem in Gew.-Teilen je 100 Gew.-Teile Polyepoxid (%)

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angegeben, die Zusammensetzungen sind in Teil A) der folgenden Tabelle aufgeführt.

Die Pulver wurden elektrostatisch auf Stahlplatten aufgespritzt. Die Beschichtung wurde durch 15 Minuten langes Einbrennen bei 180⁰C gehärtet; die Ergebnisse sind in Teil B) der folgenden Tabelle zusammengefasst.

Die Adhäsion wurde nach der Gittersehnitt-Methode bestimmt entsprechend DIN 53151; bei diesem Test bedeutet Gt 0 keine Schäden in den Ecken der rechteckig zueinander angebrachten Gitterschnitte; die Bewertung Gt 1 bis 4 bedeutet zunehmende Schäden.

TABELLE

A. Puder Ur.

Polyäther E Gew.-Teile 61 61 61 61

TiO₂ « 31 31 31 31

Modaflow " 0,25 0,25 0,25 0,25

Härter » 3,15 3,15 3;15 3,15

Äthylcellulose N 10 » 5 10 15 20

Äthylcellulose Ii 10 $> bezogen auf Epoxyharz	8,	! CvJ	16	,4	24	,6	32,8	- 8

B. Bewertung Hr.	1		2		3		4
Glanz, Lange 45°/45° f> Erichsen, langsame mm Penetration 2 09 837/	51 5, 107	5 1	22 4	,5	10 3	,5	1 3,5

PORTS. TABEILE

Β· Bewertung Nr. 1 2 3 4

Erichsen, Schlag mm 3 3 2-3 2 Adhäsion (Gitter- Gt O Gt O Gt O Gt schnitt)

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde mit Äthylcellulose N 4 und N 7 anstelle von Äthylcellulose IT 10 wiederholt. Gemessen wurden folgende Glanzwerte:

5 Gew.-Teile 10 Gew.-Teile 15 Gew.-Teile 20 Gew.

N 4 48 26

N 7 63 33 22

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Wärmehärtbare Pulverlacke auf Epoxyharzesis enthaltend A) einen Polyglycidyläther von 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-propan mit einer Erweichungstemperatur nach Durrans von 60 "bis 14O⁰G, B) 5 bis 33 Gew.-Teile Äthylcellulose auf 100 Gew.-Teile Polyglycidyläther A), sowie ein latentes Härtungsmittel für den Polyglycidyläther A)*, erhalten durch Vermischen der Komponenten im geschmolzenen Stadium des Polyepoxide A) und Abkühlen und Pulverisieren des Gemisches.

2. Pulverlack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Polyglycidyläther A) eine Erweichungstemperatur nach Durrans von 80 bis 11O⁰C besitzt.

3. Pulverlack nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Äthylcellulose einen Äthoxylgehalt von 43 bis 50 $> und eine Viskosität von 3 bis 50 cP bestimmt in einer 5 gew.-^-igen Lösung in einem Gemisch aus 80 Gew.-Teilen Toluol und 20 Gew.-Teilen Äthanol bei 25⁰C, besitzt.

4. Pulverlack nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Äthylcellulose einen Äthoxylgehalt von 47,5 bis 49,0 % und eine Viskosität von 8 bis 24 cP, bestimmt in einer 5 gew.-^-igen lösung in einem Gemisch aus 80 Gew.-Teilen Toluol und 20 Gew.-Teilen Äthanol bei 25⁰C, besitzt.

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5. Pulverlack Dach. Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß er zusätzlich ein bei einer Temperatur über der Erweichungstemperatur des Poly epoxide A) eingemischtes Pigment enthält.

6· Verwendung der Pulverlacke nach Anspruch 1 bis 5 zur Herstellung von Einbrennlackflächen mit matter Ober- f lächenbeschaf f enhe it.

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