DE2210483A1

DE2210483A1 - Ueberzugs-, impraegnierungs- und verklebungsmittel

Info

Publication number: DE2210483A1
Application number: DE2210483A
Authority: DE
Inventors: Matthias Dr Marx; Gerhard Dr Storck
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1972-03-04
Filing date: 1972-03-04
Publication date: 1973-09-27
Also published as: FR2174942A1; US3907737A; FR2174942B1; JPS49342A; GB1425392A; DE2210483B2; BE796210A

Description

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG

Unser Zeichen: O. Z. 29 042 LsA

67OO Ludwigshafen, % März 1972

Überzugs-, Imprägnierungs- und Verklebtmgsmittel

Die vorliegende Erfindung betrifft Überzugs-, Imprägnierungsund Verklebungsmittel, die wasserunlösliche oder in Wasser höchstens schwach quellbare Bindemittel in feinteiliger Form in einer ein wasserlösliches Verdickungsmittel enthaltenden wäßrigen Lösung dispergiert enthalten.

Es ist bekannt, wäßrige Kunststoffdispersionen nach dem Verfahren der Emulsionspolymerisation aus monomeren polymerisierbaren Verbindungen, die mit Hilfe oberflächenaktiver Stoffe (Emulgatoren) In Wasser dispergiert werden, in Gegenwart von radikalliefernden Polymerisationsinitiatoren herzustellen. Ein Nachteil dieser Polymerisatdispersionen 1st jedoch die meist vom Emulgatorgehalt herrührende schlechtere Wasserfestigkeit der daraus erhaltenen Filme. Ein weiterer Nachteil der Emulsionspolymerisate 1st, daß eine Reihe von für deren Anwendung wesentlichen modifizierenden Komponenten, wie Pigmente, Füllstoffe, Härtungskatalysatoren, Beschleuniger, Extender, Verstärkungsmaterialien, Verlaufsmittel den Polymerisatdispersionen erst nachträglieh zugemischt und somit eine völlig homogene Verteilung dieser Stoffe in den Polymerisatteilchen nicht erreicht werden kann.

Zur Verringerung der Umweltverschmutzung und Minderung der Feuergefährlichkeit im Umgang mit Beschichtungs-, Imprägnierungs- und Klebstoffzubereitungen haben in neuerer Zeit neben den wasserverdünnbaren Systemen die pulverförmigen Systeme an Interesse gewonnen. Letztere erfordern jedoch einen sehr hohen technischen Aufwand zu ihrer Herstellung, Lagerung und Applikation»

Die wasserverdünnbaren Lacke haben sich bisher nur auf dem Gebiet der .Elektrotauchlackierung in großem Umfange durchgesetzt. 5^0/71 -2-

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endige An-

Zum Auftrag sind hierfür ortsgebundene, technisch aufwendige lagen erforderlich.

Bei den konventionellen Verfahren zum Auftrag wasserverdünnbarer Lacke treten besondere Probleme auf, die in der Regel auf eine Anomalie im Viskositäts-Verdünnungsverhalten solcher Systeme im technisch wichtigen Konzentrationsbereich von ca. 30 bis 40 Gewichtsprozent zurückzuführen sind und welche eine genaue Einstellung der Verarbeitungsviskosität sowie die Herstellung körperreicher Farben mit brauchbaren Verarbeitungseigenschaften erschwert.

Wäßrige Polymerisatdispersionen kommen z.B. für die Herstellung von hitzehärtbaren Beschichtungen im allgemeinen nur dann in Betracht, wenn an die Härte, den Glanz und die Chemikalienbeständigkeit keine höheren Anforderungen gestellt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, wäßrige Überzugs-, Imprägnierungs- und Verklebungsmittel aufzuzeigen, die die oben geschilderten Nachteile wäßriger Polymerisatdispersionen nicht aufweisen, ohne den für die Elektrotauchlackierung und die PuI-verlackierung notwendigen großen apparativen Aufwand auskommen und sich besonders vorteilhaft verarbeiten lassen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Überzugs-, Imprägnierungs- und Verklebungsmittel, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie enthalten

A) Wasser,

B) mindestens ein in Wasser unlösliches oder in Wasser höchstens schwach quellbares hitzehärtbares Bindemittel auf Polymerisat-, Polykondensat- und/oder Polyaddukt-Basis,

C) mindestens ein in Wasser gelöstes Verdickungsmittel, sowie gegebenenfalls

D) mindestens ein wasserlösliches mit B) verträgliches organisches Binde- und/oder Dispergiermittel,

wobei die Komponente B) in Form von Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 0,1 bis 150, vorzugsweise 5 bis 90, yu vorliegt, diese Teilchen gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe, wie Pigmente, Füllstoffe, Farbstoffe, Vernetzungskatalysatoren, Beschleuniger, Verlaufmittel und/oder Lösungsmittel enthalten und die Komponente

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C) eine organische polymere Substanz ist.

Bevorzugt sind derartige Überzugs-, Imprägnierungs- und Verklebungsmittel, deren hitzehärtbares Bindemittel B) bei 125⁰C eine . Schmelzviskosität von 500 bis 10 000 Poise aufx-reist, und deren Komponente C) in 0,015 #iger wäßriger Lösung bei 20°C eine Viskosität von 0,5 bis 50 cP aufweist und das Salz einer Polyacrylsäure ist.

Die erfindungsgemäßen Dispersionen haben gegenüber bekannten wäßrigen Dispersionen als Vorteile, daß sie in der Masse pigmentierte Teilchen enthalten können, daß wesentlich weniger wasserlösliche oder wasserempfindliche Hilfsstoffe erforderlich sind, und daß damit sehr harte und hochglänzende Formmassen und Imprägnierungen hergestellt werden können.

Gegenüber wäßrigen Kunststofflösungen und Lacken zeichnen sich die erfindungsgemäßen Dispersionen durch höheren Feststeffgehalt bei niedrigerer Verarbeitungsviskosität aus.

Gegenüber der Anwendung von reinen Pulvermaterialien haben sie den Vorteil der Ortsunabhängigkeit bei der Anwendung. Die erfindungsgemäßen Dispersionen können im Gegensatz zu Pulvern mit üblichen Spritzpistolen (wie sie für Flüssiglacke gebräuchlich sind), durch Tauchen, Streichen usw. aufgebracht werden. Eine Farbabtönung durch Pigmente oder lösliche Farbstoffe ist wesentlich einfacher als bei Pulvern durchführbar. Bei Pulvern muß wegen der Gefahr des Blockens oder Zusammenbackens bei der Lagerung die Erweichungstemperatur oberhalb ca. 85 bis 90⁰C liegen. Diese Beschränkung entfällt bei den erfindungsgemäßen wäßrigen Dispersionen, Ein weiterer Vorteil gegenüber Pulvermassen besteht darin, daß die erfindungsgemäßen Dispersionen im Direktverfahren durch Ausfällen der Bindemittel oder Verbundmaterialien aus organisch gelöster Zubereitung in Wasser hergestellt werden können. Da in diesem Fall keine Trocknung oder sonstige Aufarbeitung erforderlieh ist, ist das Verfahren technisch einfacher als die Herstellung von Pulvern.

Zu den die erfindungsgemäßen Überzugs-, Imprägnierungs- und Verklebungsmittel aufbauenden Komponenten ist im einseinen folgendes auszuführen:

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A) Der Anteil an Wasser in den erfindungsgernäßen Überzugs-, Imprägnierungs- und Verklebungsmitteln kann in weiten Grenzen variieren. Im allgemeinen beträgt der Wassergehalt 40 bis 70, vorzugsweise 45 bis 6o, Gewichtsprozent. Die Komponente A) kann gegebenenfalls auch untergeordnete Mengen von bis zu 5 Gewichtsprozent wassermischbarer, flüchtiger organischer Lösungsmittel, wie z.B. niedere Alkohole, wie Methanol, Äthanol, Propanole, Butanole, Ketone, wie Aceton, Butanon oder Ester, wie Äthylacetat, enthalten.

B) Als Komponente B), die in feinverteilter Form in der wäßrigen Phase vorliegt, eignen sich hitzehärtbare, wasserunlösliche oder in Wasser höchstens schwach quellbare Bindemittel auf Polymerisat-, Polykondensat- oder Polyaddukt-Basis.

Als Bindemittel sind vorzugsweise solche geeignet, die bei Temperaturen zwischen 6o und 15O⁰C schmelzen, bei 125°C eine Schmelzviskosität von 500 bis 10 000, vorzugsweise 2 000 bis 10 000, Poise haben und bei einer Temperatur von 125°C frühestens nach 3 Minuten die Viskositätsgrenze von 10 000 Poise aufgrund der einsetzenden fortschreitenden Vernetzungsreaktion überschreiten. Der chemischen Zusammensetzung nach sind für die Bindemittel Grenzen nur durch die thermische Beständigkeit gegeben. Sie dürfen bei den Verarbeitungstemperaturen, die maximal 200⁰C betragen, innerhalb der Verarbeitungszeit von ca. 5 Minuten bis ca. 1 Stunde keine unerwünschten Abbaureaktionen erleiden, die zu einer wesentlichen Beeinträchtigung des Aussehens, der Haltbarkeit (z.B. gegenüber dem Angriff von Chemikalien oder unter dem Einfluß der Witterung) oder der mechanischen Festigkeit führen.

Es kommen Bindemittel auf der Basis von Polymerisations-, PoIyadditions- oder Polykondensationsprodukten in Betracht, welche funktionelle Gruppen, wie Hydroxyl-, Carboxyl-, Epoxid-, Amid-, Amino-, Isocyanat-, aktive Methylen-, Anhydrid-, substituierte Amid-, olefinisch ungesättigte Gruppen, Methylol- oder Methyloläthergruppen enthalten. Die Bindemittel sind selbstvernetzend oder durch Härterzusatz vernetzbar.

Die hitzehärtbaren Bindemittel können bis zu 50 Gewichtsprozent

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thermoplastische Kunststoffe enthalten. Der K-V/ert (nach Fikentscher, Cellulosecheniie Γ£, 58 (1932)) der vernetzbaren und der thermoplastischen Bindemittel soll nicht über 33* vorzugsweise zwischen 15 und 25, liegen.

Beispiele für geeignete Bindemittel auf Polymer-iaat-Basis sind Copolymerisate, die olefinisch ungesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Äthylen, Propylen, Isobutylen und/oder Alkenylaromaten, wie Styrol, Vinyltoluol, (X-Methylstyrol, Isopropenylbenzol und deren kernhalogenierte Analoge und/oder Ester der Acrylsäure und/ oder Methacrylsäure mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen enthaltenden Alkoholen, wie Acrylsäure-methyl-, -äthyl-, -propyl», -nbutyl-, -isobutyl-, -tert.-butyl-, -cyclohexyl-, -hexyl-, -2-

ö C; t* ny>

äthyl-hexyl-, -dodecy]/ Methacrylsäuremethylester, Methaorylsäurebutylester und/oder Vinylester von 2 bis II Kohlenstoffatome enthaltenden geradkettigen und/oder verzweigten Carbonsäuren, wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylpivalat, Vinyl-2-äthylhexylat, und/oder Vinylhalogenide, wie Vinylchlorid, und/oder Vinyläther von 1 bis 5 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkoholen, und/oder Diester von copolymerlsierbaren olefinisch ungesättigten 3 bis 5 Kohlenstoffatome enthaltenden Dicarbonsäuren mit 1 bis 12 Kohlenstoffatome enthaltenden Monoalkanolen, wie Maleinsäuredibutylester, -dinonylester und -rlilaurylester, Nitrilgruppen enthaltende Monomere, wie Acrylnitril oder Methacrylnitril, und für die Härtung wichtige funktionelle Gruppen enthaltende copolymerisierbare olefinisch ungesättigte Verbindungen einpolymerisiert enthalten, wie Hydroxylgruppen enthaltende Monomere, wie die Monoacrylsäure- oder Mcnoniethaoryloäureester mehrwertiger 2 bis 8 Kohlenstoffatome enthaltender Alkohole oder Oxaalkohole, wie Äthylenglykolmono(meth)-acrylat, Propylenglykolmono(meth)-acrylat, Butandiolmono(meth)-aorylat, Diäthylenglykolmono(meth)-acrylat, Triäthylenglykolmono(meth)-acrylat, Dipropylenglykolmono(meth)-acrylat, S-Vinylthioäthanol, und/oder Carboxylgruppen enthaltende Monomere, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Crotonsäure oder Monoester von copolymerisierbaren olefinisch ungesättigten 3 bis 5 Kohlenstoffatome enthaltenden Dicarbonsäuren mit 1 bis lS Kohlenstoffatome enthaltenden Monoalkanolen, wie Maleinsäuremono-

ester, butylester, -monononyl-, -monooctadecyl/ und/oder- Anhydridgruppen enthaltende Monomere, wie Maleinsäureanhydrid, T'etra-

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hydrophthalsäureanhydrld, und/oder Amldgruppen enthaltende Monomere, wie Acrylamid, Methacrylamid, N-Alkyl(meth)-acrylamid, Ν,Ν-Dialkyl- oder Diarylacrylamide, methylolierte Amidgruppen enthaltende Monomere, wie N-Methylolacrylamid, N-Methylolmethacrylamid, und/oder mit 1 bis 8 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkoholen verätherte N-Methylolamidgruppen enthaltende Monomere, wie z.B. N-Butoxy-methylol(meth)-acrylamid.

Beispiele für weitere funktionelle Gruppen der oben angeführten Art enthaltende copolymerisierbare olefinisch ungesättigte Verbindungen sind Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, Dialkylaminoäthylacrylate, Dialkylaminoäthylmethacrylate, Vinylisocyanat und Acrolein.

Beispiele für geeignete Bindemittel auf Polykondensat-Basis sind Epoxidharze, wie sie beispielsweise durch Umsetzung von Polyhydroxyverbindungen mit Epichlorhydrin erhalten werden und z.B. in D. H. Solomon "The Chemistry of Organic Film Formers" (1967), Seite 179 ff. beschrieben sind. Bevorzugt eignen sich bei Raumtemperatur feste Epoxidharze, wie sie z.B. durch Umsetzung von Epichlorhydrin mit mehrkernigen Phenolen, z.B. Bisphenol A, in üblicher Weise erhalten werden.

Geeignete Polykondensationsprodukte sind ferner gesättigte und ungesättigte Polyester, die z.B. in Houben-Weyl "Methoden der organischen Chemie", Band XIV/2, Seiten 1 bis 46, beschrieben sind, wie z.B. die Umsetzungsprodukte aus Glycerin und Terephthalsäure, oder Aminoplastharze, wie z.B. die vernetzbaren gegebenenfalls ganz oder teilweise verätherten Harnstoff-, Melamin- oder Benzoguanamin-Formaldehyd-Vorkondensate, und Ph'enoplastharze, wie sie z.B. in Houben-Weyl, Band XIV/2, Seite 319 ff. beschrieben sind.

Geeignete Bindemittel auf Polyaddukt-Basis sind beispielsweise Polyurethanharze, wie z.B. Mischungen aus verkappten Polyisocyanaten mit Polyestern, wie sie z.B. in Houben-Weyl, Band XIV/ 2, Seite 57 ff. beschrieben sind.

Desgleichen eignen sich als Bindemittel Gemische aus den angeführten einzelnen Bindemitteltypen.

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221ft AQQ

In den erfindungsgemäßen Überzugs-, Imprägnierungs- und verklebungsmitteln enthält die Komponente B) gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe, wie Füllstoffe, Härter , wie z.B. organische oder anorganische Säuren, Pigmente, wie z.B. anorganische Oxide, wie TiO₂, Extender, wie z.B. Kreide, Talcum, Beschwerungsmittel, wie z.B. Schwerspat, Verstärkungsmaterialien, wie z.3. Glasfasern., Verbindungen, die sich beim Erwärmen verflüchtigen oder flüchtige Stoffe entwickeln, wie z.B. verkappte reaktionsfähige Gruppen enthaltende Stoffe, wie z.B. verkappte Isocyanate, sowie weitere Hilfs- und Modifizierungsmittel, wie z.B. Verlaufmittel, Benetzungsmittel, wie z.B. Silicone, oder optische Aufheller. Derartige Kombinationen auf Basis der oben genannten Bindemittel, die derartige Zusatzstoffe in Form physikalischer Gemische, Pfropfpolymerisate oder -kondensate enthalten, werden häufig auch als Verbundmaterialien bezeichnet.

Von besonderer Bedeutung sind in manchen Fällen die Verlaufmittel. Dies sind Verbindungen mit niedriger Erweichungs- bzw. Schmelztemperatur: niedermolekulare synthetische Kautschuke oder modifizierte Naturstoffe, beispielsweise Polyacrylsäureester, Polybutadiene oder Polyisoprene.

Wichtig sind auch niedermolekulare organische Lösungsmittel als Weichmacher, wie Ester, Ketone, Alkohole. Diese Lösungsmittel können wasserunlöslich oder wasserlöslich sein, so daß sich ein Verteilungsgleichgewioht des Lösungsmittels zwischen der dispergierten organischen Phase und der kontinuierlichen wäßrigen Phase einstellt. Die Anwesenheit organischer, vorwiegend polarer organischer Lösungsmittel in der Wasser-Phase beeinträchtigt in vielen Fällen die Wirksamkeit des Verdickungsmittels. In der Regel ist deshalb eine genaue Abstimmung der Komponenten in den Suspensionen nach Art und Menge erforderlich.

Als gegebenenfalls zusammen mit der Komponente B) zu verwendende Härter sind die üblichen Verbindungen zu nennen, die die Vernetzung von Polymeren mit funktionellen Gruppen katalysieren oder erst ermöglichen, z.B. Di- oder Polyisocyanate - vorzugsweise in maskierter Form -, Amin- bzw. Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukte für die Vernetzung von Bindemitteln auf Polymerisat-Basis mit Hydroxyl-, Carboxyl- oder Aminogruppen]

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Epoxidharze als Vernetzer für Verbindungen mit Amino-, Anhydridoder Carboxylgruppen.

Als Beispiele für katalytisch wirkende Härter seien genannt: Säuren oder Verbindungen, welche in der Hitze als Säuren wirken und die Vernetzung durch Veresterung, Umesterung oder durch Umätherung, z.B. von Methyloläthergruppen, beschleunigen; ferner tertiäre Amine für die Beschleunigung von Isοcyanat-Reaktionen; ferner Schwermetallverbindungen für die Katalyse der Härtung durch (Aut)-Oxydationsreaktionen; ferner Photoinitiatoren für die Beschleunigung oder Einleitung, von Reaktionen unter der Einwirkung elektromagnetischer Strahlung; ferner Radikalbildner, wie Peroxide, für die Beschleunigung von Pfropfreaktionen.

Die Komponente B) ist in den erfindungsgemäßen Dispersionen in der kontinuierlichen wäßrigen Phase A) dispergiert bzw. suspendiert. Die Teilchendurchmesser der Komponente B) betragen 0,1 bis 150/U, vorzugsweise 5 bis 90yu, die nach konventionellen Auftragsmethoden, z.B. durch Druckluftspritzen besonders gut verarbeitbar sind. Die Herstellung von Teilchen dieser Teilchengröße kann auf verschiedene Weise erfolgen. Ein mögliches Herstellungsverfahren für Teilchen dieser Größe ist die Ausfällung der Bindemittel oder Verbundmaterialien aus Lösung unter der Anwendung hoher Scherkräfte. Ein weiteres Verfahren ist die Mahlung des Bindemittels mit anschließender fraktionierender Siebung.

Die Form der suspendierten Teilchen - ob kugelig oder kantig, mit glatter oder rauher Oberfläche -, ist für die Anwendung und die Eigenschaften der daraus hergestellten Beschichtungen, Imprägnierungen oder Verklebungen in der Regel ohne wesentlichen Einfluß.

Die Komponente B) ist in den erfindungsgemäßen Überzugs-, Imprägnierungs- oder Verklebungsmitteln in einer Menge von Z>0 bis 60, vorzugsweise von 40 bis 55> Gewichtsprozent enthalten.

C) Die kontinuierliche wäßrige Phase A) enthält erfindungsgemäß als in Wasser gelöstes Verdickungsmittel eine organische poly-

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mere Substanz. Vorzugsweise als Komponente C) geeignet sind solche Verdickungsmittel, die in 0,015 ^iger wäßriger Lösung bei 20⁰C eine Viskosität von 0,5 bis 50 eP aufweisen. Als solche organischen polymeren Substanzen eignen sieh z.B. hoohmolekulare wasserlösliche polymere Produkte, wie Carboxymetfoylzellulosen, Methylzellulosen, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylamid, Polymethacrylamid, Polymere oder Copolymere des Amrnoniumacrylats, Ammoniummethacrylats oder des Dimethylarninoäthylammoniumhydrochlorids. Besonders bevorzugt sind Salze der Polyacrylsäure. Das Verdickungsmittel dient zur Einstellung der gewünschten Viskosität und zur Erhöhung äev Lagerstabilität der Suspension.

Das Verdickungsmittel C) ist in dem erfindungsgemäßen Überzugs-, Imprägnierungs- und Verklebungsmittel im allgemeinen in einer Menge von 0 bis 5» vorzugsweise 0,01 bis 2^ Gewichtsprozent enthalten.

D) Um die Agglomeration der dispergieren Peststoffteilchen zu verhindern und dadurch die Viskosität und die Verarbeitbarkeit der Suspensionen günstig einzustellen, ist zusätzlich oftmals die Zugabe eines in der wäßrigen Phase echt oder kolloid löslichen ionischen Binde- und/oder Dispergiermittels D) erforderlich.

Die Binde- und/oder Dispergiermittel sind polymere Elektrolyte mit anionischen oder kationischen Gruppen, Diese Mittel sind im allgemeinen bereits bei sehr kleinen Zugabemengen wirksam, ab ca. 0,01 bis 0,5 %» bezogen auf das Dispergierte; zweckmäßigerweise verwendet man sie in einer Menge von 0,1 bis 5* bezogen auf das Dispergierte.

Die Komponenten C) und D) enthalten zweckmäßigerweise funktionelle Gruppen, die beim thermischen Härtungsvorgang eine chemische Reaktion mit der dispergierten Komponente B) gestatten. Dadurch wird die Verträglichkeit der Komponenten erhöht und als Folge davon z.B. die Klarheit, der Glanz und die· Oberfläohenhärte des ausgehärteten Endproduktes verbessert. Das ist besonders bei der Herstellung von Lackierungen wichtig. -10-

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Man kann beispielsweise so verfahren, daß man bei einem dispergierten Bindemittel mit reaktionsfähigen Carbonamid-N-Methyloläthergruppen als Verdickungsmittel C) eine hochmolekulare Polyacrylsäure in Form eines Aminsalzes verwendet und als Dispergierhilfsmittel D) ein niedermolekulares Mischpolymerisat vom K-Wert ca. 18 bis 22. Dieses Mischpolymerisat enthält z.B. zur Vermittlung der Wasserlöslichkeit Ammoniumcarboxylatgruppen. Diese Ammoniumcarboxylatgruppen erhöhen auch die Verträglichkeit mit dem Verdickungsmittel und dem suspendierten Bindemittel, welches z.B. Carbonamid-N-Methyloläthergruppen enthält.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Dispersionen bzw. Suspensionen kann nach verschiedenen Verfahren erfolgen, z.B. durch Einrühren der Pulver in eine wäßrige Lösung von Verdickungsmitteln und/oder Dispergiermitteln oder durch Zerstäubung einer organischen Bindemittellösung, Lacklösung usw., in ein wäßriges Fällbad, welches die stabilisierenden HiIfskomponenten C) und D) enthält, mit gleichzeitiger oder anschließender Entfernung des organischen Lösungsmittels.

Die Verarbeitung der Dispersionen bzw. Suspensionen kann nach Methoden und mit Geräten erfolgen, die bei flüssigen gelösten Zubereitungen vergleichbarer Art, z.B. bei wäßrigen Dispersionen, wäßrigen oder organischen Lösungen, üblich sind. Diese Methoden sind z.B. Streichen, Tauchen, Sprühen, Spritzen, Fluten, Gießen, Elektrotauchen, Rakeln, Kneten.

In den folgenden Beispielen wird der Erfindungsgegenstand veranschaulicht. Die angegebenen Teile und Prozente sind auf das Gewicht bezogen.

Beispiel 1

Herstellung einer Dispersion bzw. Suspension für Einbrennlacke und Imprägnierungen

Komponente B)

ist ein mit TiO₂ (Rutil) pigmentierter Pulverlack mit einem Bindemittel aus Acrylatnarz und Epoxidharz.

Zusammensetzung: 63 Teile Mischpolymerisat aus

40 % Styrol

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25 % 2-Athylhexylaerylat

13 % Methylmethacrylat

21 % N-Butoxymethylmethacrylamid

K-Wert: 22

7 Teile Epoxidharz auf Basis Epichlorhydrin/Di-

phenylolpropan, Epoxidwert: 0,22 (a.B.

EPIKOTE 1001 der Fa. Shell) 30 Teile

Die Bestandteile der Komponente B) wurden in einem Buss-Kneter bei 110⁰C homogenisiert, anschließend gemahlen und gesiebt. Die Siebfraktion mit Teilchengrößen unter 90 Ai xvurde verwendet.

Komponente C)

ist eine 0,015 $ige wäßrige Lösung einer mit Ammoniak neutralisierten hochmolekularen Polyacrylsäure. Die Viskosität dieser Lösung beträgt 5 cP.

Komponente D)

ist eine βθ $ige Lösung eines Mischpolymerisates vom K-Wert 20 aus 37,5 % n-Butylaerylat
37,5 % tert.-Butylacrylat
15,0 % N-Butoxymethylacrylamiä 7,0 % Dimethyläthanol-amraoniumacrylat 3,0 % ButandiοImonoacrylat in Isobutanol.

Herstellung der Dispersion bzw. Suspensions

2,5 Teile der Komponente D) werden mit 12,5 Teilen Wasser· verdünnt. Anschließend werden 50 Teile der Komponente C) eingerührt. Zuletzt werden 50 Teile der Komponente B) mit Hilfe eines schnelllaufenden Rührwerks eingearbeitet. Es entsteht eine niederviskose, stabile Suspension.

Suspensionen, welche anstelle der Komponente C) die entsprechende Menge Wasser enthalten, sind instabil. Sie bilden nach kurzer Lagerzeit einen festen Bodensatz.

Ersetzt man lediglich die Komponente D) durch Wasser, so erhält

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man eine grobkörnige Suspension, die in der Lagerstabilität eine Mittelstellung einnimmt, aber beispielsweise nicht mit einer üblichen Lackspritzpistole verarbeitet werden kann.

Herstellung einer Einbrennlacklerung mit der Suspension nach Beispiel 1:

Mit einer gebräuchlichen Druckluftspritzpistole für Flüssiglacke (Marke "Pilot" ) mit 1 mm Düse wurde die Suspension auf tiefziehfähige Bleche aus Aluminium, Weißblech und geschliffenem Eisen aufgespritzt (Spritzdruck in einer Versuchsreihe 2 atü, in einer anderen ReiVie 6 atü). Bei dem Versuch auf Eisen wurde der Suspension zur Verhinderung des Anlaufens auf dem Metall 0,2 % TrI-äthanolamin zugesetzt (bezogen auf die Komponente B)).

Nach dem Lackauftrag wurde kurz vorgetrocknet und dann 30 Minuten bei l8o°C im Umluftofen eingebrannt. Es wurden harte, hochglänzende, kratzfeste Lackierungen erhalten. Die gleichen Ergebnisse wurden erhalten, wenn der Lack durch Aufrakeln oder durch Tauchen aufgebracht wurde. Die Lackierungen unterschieden sich nicht von solchen, die mit der Komponente B) durch elektrostatisches Pulverspritzen hergestellt wurden.

Beispiel 2

Herstellung einer Einbrennsuspension für Lacke auf der Basis eines Epoxidharzes

Komponente B)

ein Pulver, Teilchengröße < lOOyu, aus:

100 Teilen Epoxidharz auf Basis Epichlorhydrin/Diphenylolpropan, Epoxidwert: 0,11 (z.B. EPIKOTE 1004 der Fa. Shell) 50 Teilen TiOg-Rutil

2,5 Teilen eines Härters auf Basis modifizierter Dicyandiamide (z.B. EPIKURE 107 der Fa. Shell)

2,7 Teilen eines Härters auf Basis modifizierter Dicyandiamide (z.B. EPIKURE 108 der Fa. Shell).

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Komponente C) wie in Beispiel 1.
Komponente D) wie in Beispiel 1.

1,67 Teile der Komponente D) werden mit 8,jSj5 Teilen Wasser verdünnt. Anschließend werden 50 Teile der Komponente C) eingerührt. Mit Hilfe eines Sohne11rührers werden So Teile der Komponente B) homogen in dieser Lösung suspendiert.

Die erhaltene Suspension ist lagerstabil und naah konventionellen Methoden der Laekverarbeitung verwendbar.

Herstellung einer Lackierung mit der Suspension aus Beispiel 2;

Bleche aus Aluminium und Weißblech wurden mittels einer Lackspritzpistole (wie in Beispiel 1), eines Pinsels und einer Filmziehrakel beschichtet. Nach dem Antrocknen haften alle Pulver fest auf den Unterlagen. Durch Einbrennen (l60°c/30 Minuten) wurden hochglänzende, glatte Überzüge erhalten, die kratz- und biegefest sind.

Beispiel 3

Es wurde eine Suspension analog Beispiel 2 hergestellt, wobei als Komponente C) eine 1 #ige wäßrige Lösung eines hochmolekularen Zellulosederivates (Methocel 90 HG) eingesetzt wurde (Viskosität 10 cP).

Herstellung der Suspension!

Verdünnung von 1,67 Teilen der Komponente D) mit 8,TJ Teilen Wasser und 50 Teilen der 1 #igen Methocel-90-HG-Lb'sung, anschließend Einarbeiten von 60 Teilen der Komponente B).

Die erhaltene Suspension und die damit erzielten Beschichtungen besitzen die gleichen guten Eigenschaften wie in Beispiel 2,

Beispiel 4

a) In diesem Versuch wurde die Acrylatpulversuspension nach Beispiel 1 mit der Epoxidharzpulversuspension nach Beispiel 2 im Verhältnis 1 : 1 vermischt. Die so erhaltene Suspension ist ebenfalls lagerstabil und konventionell auftragbar. Die Beschichtungen auf Tiefziehblechen besitzen nach Einbrennen

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(l8o°C/3O Minuten) im Umlufttrockenschrank einen sehr guten Verlauf.

b) Die unter a) verwendeten Acrylatpulver und Epoxidpulver wurden im Verhältnis 1 : 1 in einem Taumler trocken gemischt. Diese Pulvermischung wurde elektrostatisch auf Tiefziehbleche aufgesprüht und bei l8o°C 30 Minuten eingebrannt. Die erhaltenen überzüge besitzen einen unbefriedigenden Verlauf mit vielen Kratern. Das entspricht der allgemeinen Erfahrung, daß bei der elektrostatischen Pulverlackierung Pulvermischungen zu Verlaufstörungen führen, so daß bei Produktwechsel die gesamte Lackieranlage sehr sorgfältig gereinigt werden muß.

Beispiel 5

a) 2,5 Teile der in Beispiel 1 angegebenen Komponente D) wurden mit 12,5 g Wasser verdünnt. Anschließend wurden 50 Teile der Komponente C), jedoch in einer Konzentration von 0,03 % (Viskosität 11 cP) zugefügt. In diese Mischung der Komponente D) und C) wurden 50 g des Pigmentfinish Euvinyl Gelb I78 (Hersteller BASF) mittels eines Schnellrührers eingerührt.

b) 8 g dieser Mischung a) wurden mit 50 g der Suspension nach Beispiel 2 sorgfältig verrührt. Es wurde eine stabile gelbe Pulversuspension in Wasser erhalten. Wie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben, wurden mit einer Spritzpistole Probebleche gespritzt, getrocknet und bei l8o°C 30 Minuten eingebrannt. Die erhaltenen Beschichtungen waren gleichmäßig gelb gefärbt und besaßen einen guten Verlauf.

Beispiel 6

a) Das in Beispiel 1 in Komponente B) enthaltene Acrylatmischpolymerisat wurde durch Lösungspolymerisation in Ä'thylacetat hergestellt. In diese Lösung wurde nun EPIKOTE 1001 und TiO₂ in dem gleichen Verhältnis zum Mischpolymerisat wie in Beispiel 1, also 7 : 30 : 63, eingerührt.

b) 2,5 Teile der Komponente D) wurden mit 50 Teilen der Komponente C) verrührt und mit 12,5 Teilen Wasser verdünnt (Beispiel 1).

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c) Die Mischung b) wurde unter kräftigem Rühren auf 85⁰C erhitzt. In diese heiße, Verdiakungs- und Suspendiermittel enthaltende Lösung wurde die Mischung a) in dem Maße durch eine feine Düse unter Druck eingesprüht wie das Ä'thylacetat abdestillierte. Sobald das Eindüsen beendet war, wurde nooh 10 Minuten unter schwach vermindertem Druck weitergerührt und anschließend gekühlt. Es wurde eine stabile Pulversuspension in Wasser erhalten, die sowohl in ihren Eigenschaften als auch in den mit ihr erzielbaren Beschichtungsergebnissen mit der Suspension nach Beispiel 1 übereinstimmt.

Beispiel 7 Herstellung einer Klebesuspension auf Epoxidbasis

Komponente B)

ein Pulver, Teilchengröße < 100 Ai, aus

100 Teilen eines Epoxidharzes auf Basis Epiehlorhydrin/ Diphenylolpropan, Spoxidwert: 0,11 (z.B. EPIKCTE 1004 der Pa. Shell) 2,5 Teilen eines Härters auf Basis modifizierter

Dicyandiamide (z.B. EPIKURE 107 der Fa.Shell) 2,7 Teilen eines Härters auf Basis modifizierter

Dicyandiamide (z.B. EPIKURE I08 der Pa.Shell).

Komponente C) wie in Beispiel 1.
Komponente D) wie in Beispiel 1.

2,5 Teile der Komponente D) wurden mit 7,5 Teilen Wasser verdünnt und anschließend mit 50 Teilen der Komponente C) vermischt. Mit Hilfe eines Schnellrührers wurden 65 Teile der Komponente B) sorgfältig eingerührt. Es wurde eine glatt fließende Suspension erhalten.

Diese Suspension wurde mittels eines Pinsels auf ein Tiefziehblech aus Aluminium aufgetragen und angetrocknet. Auf diese, im vorgetrockneten Zustand gut haftende Suspension, wurde ein zweites Aluminiumblech aufgelegt. Die beiden Bleche, zwischen denen sich nun die angetrocknete Suspension befand, wurden mit zwei Klammern leicht aneinander gedrückt und im Trockenschrank 20 Minuten auf l6o°C erhitzt. Nach dem Abkühlen waren die beiden Bleche fest miteinander verklebt. Eine Trennung war nur durch Zerstörung der Bleche möglich. 309839/104$ ~^l6~

Claims

- 16 - O. Z. 29 042 Patentansprüche

1. Überzugs-, Imprägnierungs- und Verklebungsmittel, dadurch gekennzeichnet« daß sie enthalten

A ) Wasser,

C) mindestens ein in Wasser gelöstes Verdickungsmittel, sowie gegebenenfalls

D) mindestens ein wasserlösliches mit B) verträgliches, organisches Binde- und/oder Dispergiermittel,

wobei die Komponente B) in Form von Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 0,1 bis 150, vorzugsweise 5 bis 90, Ai vorliegt, diese Teilchen gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe, wie Pigmente, Füllstoffe, Farbstoffe, Vernetzungskatalysatoren, Beschleuniger, Verlaufmittel und/oder Lösungsmittel enthalten und die Komponente C) eine organische polymere Substanz ist.

2. Überzugs-, Imprägnierungs- und Verklebungsmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente C) in 0,015 #iger wäßriger Lösung bei 20⁰C eine Viskosität von 0,5 bis 50 cP aufweist.

3· Überzugs-, Imprägnierungs- und Verklebungsmittel gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hitzehärtbare Bindemittel B) bei 125⁰C eine Schmelzviskosität von 500 bis 10 000 Poise aufweist und die Komponente C) das Salz einer Polyacrylsäure ist.

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG

309839/1045