DE2322740A1 - Gemische aus harten harzen mit hohem molekulargewicht und oligomeren mit niedrigem molekulargewicht - Google Patents
Gemische aus harten harzen mit hohem molekulargewicht und oligomeren mit niedrigem molekulargewichtInfo
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Description
RECflTSAFJWÄlTE
DR. JUR. DIPl-CHEM. WALTER ΒΕΠ
ALFRED HQfFFENER
DR. JUR. DIPL-CHEM. H.-J. WOLFF * J1 Ma}
DR. JUR. KAHS CHk. B:IL
FRANKFORT AM MAlN-UOCHSf
Unsere Nz*. 18 626
Rohm and Haas Company
Philadelphia, Pa., V.St.A.
Philadelphia, Pa., V.St.A.
Gemische aus harten Harzen mit
hohem Molekulargewicht und Oligomeren mit niedrigem Molekulargewicht
Die vorliegende Erfindung betrifft die Vervendung von.
Oligomeren von additiönspolymerisierten Monomeren, um
den Schmelzpunkt von harten Polymeren mit hohem Molekulargewicht zu erniedrigen und den Fluß derselben zu
verbessern. Das Gemisch ist z, B. in Überzügen wertvoll, Die Oligomeren liegen bei Raumtemperatur in fester Form
.*. isr in Form von viskosen Flüssigkeiten vor und sind dar—
art, daß sie die Härte der Produkte, die aus den Polymeren, mit hohem Molekulargewicht hergestellt werden, bei
der Temperatur, bei der der endgültige Artikel der Harstellung
verwendet wird, nicht merklich reduzieren.
Gemäß dem Stand der Technik wurde vorgeschlagen, flüssige
Oligomere von Monomeren zu verwenden, welche Homopolymer
θ mit sehr niedrigen Tg—Werten ergeben, wie z. B,
Äthylacrylat, η-Butylacrylat, 2—Äthylhexylacrylat, η—
Octylacrylat, Laurylacrylat und dergleichen ebenso wio
einige Monomeren, welche Polymere mit einem hohen Tg—Wert
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ergeben, wie ζ. B. Vinylacetat, Vinylchlorid, Ar: yl η *~tx ί L
und Styrol, wobei jedoch die Polymerlsätionsbedingun^ean
so waren, daß Oligomere erhalten wurden, welche bei Raumtemperaturen
sehr flüssig1 waren. In allen Fällen werdan
solche Weichmacher für den Zweck, für den sie bestimmt sind, d.h. um harte Polymere mit hohem Molekulargewicht^ mit welchen
sie gemischt werden, bei Raumtemperatur oder bei der
Temperatur der Verwendung zu plastifizieren oder weicher zu machen. Die Schwierigkeiten, die bei der Verwendung
solcher plastifizierender Oligomeren auftraten, umfassen Probleme, die mit großen Mengen von Dimeren und Triasriin
in der Flüssigkeit, welche, besonders die Dimeren, flüchtig
sind und zu Schwierigkeiten beim Härten der Überzüge oder Artikel, die aus den Gemischen der harten Harze mi fe
den flüssigen Oligomeren hergestellt wurden,führen, verbunden
sind. Selbst wenn sie gereinigt sind, z. B. durcla Strippen unter Vakuum bei einer erhöhten Temperatur, um
die Dimeren, Trimeren und Monomeren zu entfernen,besitz3η
solche Oligomere wie sie hergestellt werden, z.B. "Weieii" —
Monomeren, wie Butylacrylat, Äthylhexylacrylat, Äthylacrylat,
Octylacrylat und Laurylmethacrylat für den endgültigen Artikel bei der Verwendungstemperatur einen bestimmten
weichmachenden und plastifizierenden Effekt.
Es wurde nun gefunden, daß Oligomere mit einem niedrigen Molekulargewicht, einer scharfen und engen Molekulargswichtsver
teilung und einer errechnet en Gl as-Übergänge temperatur
(Tg) von mindestens 30° C und vorzugsweise mindestens
50° C zur Modifizierung von harten Harzen mit
hohem Molekulargewicht oder Polymeren verwendet werden kann, so daß die Schmelzviskosität derselben und der
Schmelzflußindex erniedrigt wird, ohne nachteilig die Härte der Polymeren mit hohem Molekulargewicht bei der
Temperatur, bei welchen das Endprodukt, z. B. der beschichtete Artikel verwendet wird, zu beeinflussen.
ORIGINAL INSPECTED
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In anderen Worten, das harte Harz mit hohem Molekulargewicht,
wie ein Acryl— oder Zelluloaeester—Automobil—
Lade, wird in solch einer Weise modifiziert, daß dia
Schmelz— und Fließ—Eigenschaften verbessert werden urui
jedoch der endgültige Lack-Überzug nicht in einem wahrnehmbaren Ausmaß plastifiert wird, und so die Härte das
modifizierten Überzug—Harzes beibehalten wird. Die Are
und Welse der Berechnung der Tg-Werte wird nachfolgend
erläutert.
In den erfindungsgemäßen Oligomer—Gemischen besitzt das
Oligomere eine durchschnittliche Kettenlänge von etwa
h bis etwa 25 Monomereinheiten (mers), vorzugsweise von etwa 5 bis etwa 15 Monomereinheiten. Die Enge der Mols—
kulargewichtsverteilung wird durch das Verhältnis des C/ewichtsmittels des Molekulargewichts zum Zahlen-Mittoi
des Molekulargewichts gezeigt und nachfolgend als Heterogen!
tat s index bezeichnet. Dieses Verhältnis beträgt
für die erfindungsgemäß nützlichen Oligomere zwei oder weniger,vorzugsweise weniger als 1,5.
Abhängig von dem besonderen Monomeren, das verwendet wird, und dem besonderen Comonomeren, w.elches uberhaur.) h
verwendet wird, umfaßt das Oligomeren—Gemisch dar vorliegenden
Erfindung einen Bereich von Molekulargewichten (Gewichtsmittel des Molekulargewichtes, Mw) von etwa
bis etwa 2 500 und vorzugsweise von etwa 500 bis etwa
1 500. Die Oligomeren sind bei 20 bis 25 C (Raumtemperaturen)
viskose Flüssigkeiten oder Feststoffe und bei -20° C oder - darunter harte Feststoffe.
Der berechnete Tg—Wert der erfindungsgemäßen Oligomeren
ist,wie vorstehend bereits angeführt,mindestens 30 C,
vorzugsweise mindestens 50° C. Ein Beispiel für ein derartiges
Oligomeres ist eines aus 30 n/o Butylacrylat und
70$ Methylmethacrylat. Eine Formal, die für die Barer.·"!-rung
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der Tg—Werte eines Copolymeren nützlich ist, ist die,
daß der reziproke Wert des Tg--Wertes eines Copolymeren
gleich der Summe- der Verhältnisse des GewichtsVerhältnisses von jedem Monomeren zu dem Tg-Wert eines Homo—
polymeren von diesem Monomeren, (in Grad Kelvin) ist, wobei die gesamten Monomeren gleich 1 sind. Die verwendeten
Tg-Werte sind jene vorher für Homopolymere mit hohem.Molekulargewicht bestimmten, wie die Werte, die -von
Burrell in dem Artikel "The Glass Transit ion in Coating· Formulations" (1962) angegeben wurden. So ist das Co-Oligomere
von 30 0Jo Butylacrylat (Tg-Wert des Hochpolym»ren
ist -560 C) und 70 °/o Methylmethacrylat (Tg-Wert des Hochpolymeren
ist IO50 C), wobei der berechnete Tg-Wert des
Co-Oligomeren etwa 35° C beträgt, geeignet.
Obwohl der gemessene Tg—Wert eines Oligomeren mit niederem
Molekulargewicht nicht dergleiche wie dieser Wert ist, wird aufgrund des Vorteils bei der Definition der Monomeren
und Oligomeren derselben, die erfindungsgemäß nützlich
sind, der berechnete Tg—Wert verwendet. Obwohl der
tatsächliche Tg-Wert der Oligomeren gemessen werden kann, ist dies nicht notwendig. Xm allgemeinen sollte der tatsächliche
Tg—Wert mindestens —20° C und vorzugsweise mindestens
5° C betragen. Als weiteres Beispiel wurde unter Verwendung der vorstehenden Formel und Burrells-Werten
für ein Copolymeres mit hohem Molekulargewicht (Mw über
IOOOOO) aus 10 "/ο Acrylsäure (Tg-Wert = 106° C, 3790
Kelvin) und 90 °/o Methylraethacrylat (Tg-Wert = 105° C,
378° Kelvin) ein Tg-Wert von etwa 105° C berechnet. Der tatsächliche Wert für ein Co-Oligomeres von diesem Monomeren
in den gleichen Verhältnissen und einen Mn von etwa 55O bis 600 und einem Mw von etwa 750 liegt im Bereich
von etwa 15 his 20° C. Die gleichen Monomeren in den gleichen
Verhältnissen, aber Mn von etwa 1 000 und Mw von etwa
1 5OO in' den Co-Oligomeren, besitzt einen tatsächlichen
Tg-Wert von etwa + 40° C. Ein anderer Grund für die Verwendung
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_ C
des berechneten Tg—Wertes liegt darin, daß es schwierig
ist, den Tg—Wert an Oligomerenmit niedrigem Molekulargewicht
zu bestimmen und ein weiterer Grund liegt darin, daß die Experten relativ einig über die Tg—Werte einer
Anzahl von Polymeren mit hohem Molekulargewicht sind,-
Ein anderes wesentliches Erfordernis für die Oligomereri
ist das, daß sie bei Raumtemperatur (20 bis 25° C) die Härte der damit modifizierten Harze mit hohem Molekulargewicht
nicht wahrnehmbar beeinträchtigen. Solche Härfc* kann als Knoop—Härte oder KHN ausgedrückt werden. Dieser
Wert muß mindestens etwa 7} vorzugsweise mindestens 10 betragen.
Zusätzlich zu den Homo—Oligomeren und den Co-Oligomeren
können Gemische derselben verwendet werden.
Ausdruck "Vinyl—Monomeres" wie er hierin-verwendet wird;,
bedeutet ein Monomeres, das mindestens eine der folgenden Gruppenenthält:
Vinyliden ; | CH2=C-C, |
Vinyl | CH2=CH- und |
Vinylen | -CH=CH-, |
ob homo—oligomersierbar oder nicht. Als "Vinyl—Polymeres1! wird
ein Additionspolymeres von solchen Monomeren verwendet.
Beispiele sind die alpha, beta-äthylenisch ungesättigten
Monocarbonsäuren und Ester und Amide derselben, alpha, beta—athylenisch ungesättigtem Aldehyde, alpha, beta—
äthylenisch ungesättigter Dicarbonsäuren und Ester, Amide, Halbester und Halbamide derselben, alpha, beta-ä,thylenisch
ungesättigten Nitrile, Kohlenwasserstoffe wie Vinylarylverbindungen,
Vinylhalogenide, Vinylacyloxoverbindungen
(Ester von gesättigten Carbonsäuren und athylenisch ungesättigten Alkanolen), Vinylamine und Salze derselben,
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Vinyl-Harnstoff-Monomere, Vinylverbindungen mit heterocyclischen
Stickstoff enthaltenden (ϊΙΝ<) - Gruppen rad
Halogen—, Hydroxyalkyl— oder Aminoalkyl substituierte-Derivate
derselben, ob Homo-Oligomere oder Co—Oligomers.
Spezifische Beispiele für geeignete Monomeren, die filz*
die Verwendung in der vorliegenden Erfindung oligomeri—
siert werden können, sind, die ungesättigten Acrylsäura—
und Methacrylsäure-Monomeren und Ester derselben mit Alkanolen mit 1 bis 2O Kohlenstoffatomen, wie Methanol..
Äthanol, Butanol, Pentadecanol und dergleichen, Acrolein,
Methacrolein, Äthylen, Propylen, Isobuten, Butadien, Isopren, Chloropren, Styrol, Vinyl toluol, Vinylchlorid., Vinylbromid, Vinylacetat, Vinylpropionat, die Vinylpyridine,,
primäre Aminoverbindungen, wie beta—Aminoäthyl—vinylätiier,
Aminopentyl-vinyläther, sekundäre Amino—Gruppen enthaltende
Verbindungen, wie sekundäre Amyl-^-butyl-aminoäthyl-meth.-acrylat,
und die verwandten Aminsalze, wie die Chlor!'la
oder Hydroxide, Harnstoffmonomere, wie sie in den US-PSs
2 881 155, 3 300 429 und 3 356 627 beschrieben werden,
z. B. beta-Ureidoäthylacrylat, beta~(N,NlÄthylureido)~
äthylsäuremaleat, beta—üreidoäthylvinyläther, N—Vinyl—
N,ET»-Äthylenharnstoff, N-Vinyloxyäthyl-N,N1-äthylenharnstoff,
N-Methacrylamidomethyl-NjN'-äthylenharnstoff und
N-Dimethylaminoäthyl-N1 -vinyl-Ν,Ν1 -Äthylenharnstoff,
be ta-Hydroxyäthyl->*ie thacrylat, N-Hydroxyäthylacrylamid ,
N-Methylolacrylamid und N-(Dimethylaminoäthyl) acrylamid.
Wie beschrieben umfassen diese Vinylmonomeren die vorstehend
genannten Säuren und Ester derselben ebenso wie
bekannte "Weich" und'Bart"—Monomeren,
Die "Hart"-Acrylharze (Homopolymere derselben ergeben
einen hohen Tg-Wert) werden veranschaulicht durch die Formel
RO
H2C=C-C-OR1
H2C=C-C-OR1
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-worin RH oder einen Alkylrest mit 1 bis h Kohlenstoffatomen,
RJ vorzugsweise einen AlkyIreab, und einen
Methyl—Rest oder einen Alkylrest mit von etwa 16 bis
etwa 2O Kohlenstoffatomen bedeutet, wenn RH bedeutet,
und einen Alkylrest von 1 bis h Kohlenstoffatomen oder
einen Alkylrest mit 18 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet, wenn R einen Methylrest bedeutet. Aus dem Vorangehenden
kann ersehen werden, daß für Alkylacrylate und Alkylmethacrylate
der Tg—Wert zuerst mit zunehmender Kettenlänge der Alkylgruppe abnimmt und dann der Tg-T/ert erneut
zunimmt; d. h. Hart— und Weich-Monomere treten in
jader Gruppe von Monomeren auf. Beispiele für Polymere mit hohem Molekulargewicht von diesen Hart—Monomeren
und von anderen Kart—Monomeren umfassen:
Tg-¥ert von Homop οlymeren
(mit hohem Homoροlymeres . Molekulargewicht)
Poly(vinylacetat) 30° C
Poly(n—octadecylstyrol) 32
jt-Butylaminoäthylmethacrylat 33
Poly(n—hexadecylacrylat) 35
Poly(n—propylmethacrylat) 35
Poly(tert.-butylacrylat) 43
Poly(vinylacetat) (hofo hydrolisiert) ■ hk
Poly(vinylbutyral) 50
P ο Iy (vinylpyrrolidon) 5^·
P ο Iy ( 2-hydr oxyä thylnse thacry la t) 55
Poly(vinylchlorid-acetat) 59
Poly(tetrafluoräthylen) 61
Poly(äthylmethacrylat) 65
P οIy(is opropylmethacry lat) 81
Poly(decamethylen—glycol—
dimethacrylat) 82
Poly(vinylchlorid) 82
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Tg—Wert von
Homopolymeren (mit hohem
Homopolymeres Molekulargewicht)
Poly(vinylcarbazol) 84
Poly(inden) . 85
Poly(vinylalkohol) 85
Poly(styrol) 100
Poly(nrethylmethacrylat) IO5
Glycidylinethacryla-t IO5
Polyacrylsäure ) I06
Poly(tert.-butylmethacrylat) IO7
Poly(acrylnitril) " 110
Poly(isobornylmethacrylat) 114
P οIy(äthylenglyc ο1-dime thacrylat) 132
Phenyliriethacrylat 110
¥enn immer der Ausdruck"berechneter Tg-¥ert" verwendet
wird, repräsentiert dieser Ausdruck den verwendeten Tg— Wert. Wie vorstehend bereits angezeigt, werden diese
Werte ebenso für die Berechnung der Tg—Werte von Co-Oligomeren
verwendet.
Wie bekannt, beeinflussen für eine gegebene Anzahl von Kohlenstoffatomen in dem Alkoholanteil das Ausmaß und
die Art der Verzweigung markant den Tg-Wert, wobei geradkettige Produkte den niedrigeren Tg—Wert ergeben. Wenn
nicht· anderweitig angegeben, wird der Tg—Wert in C angegeben,
·
Offensichtlich ist eine wesentliche Eigenschaft der Oligomeren der.Tg—Wert und dementsprechend hängt die Auswahl
der Monomeren und der Verhältnisse derselben von ihrem Einfluß auf den Tg-Wert-ab. Der berechnete Tg-Wert der
Oligomeren muß über 30° G und vorzugsweise über 50° C
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liegen (d. h. er muß ein hartes Produkt ergeben), Der
"Tg-Wert" ist ein konventionelles Kritörium von Polymer-Härte
und wird von Flory in "Principles of Polymer Chemistry", Seite 56 + 57 (i953), Cornell University
Press, beschrieben. Es wird gleichfalls auf "Polymer " Handbook", Brandrup and Immergut, Absatz III, Seite
6i—91, Interscience (1966) verwiesen. Der Tg—Wert kann
ebenfalls wie von Fox, Bull. Am. Physics Soc, J^9 3»
Seite 123 (1956), und vorstehend beschrieben, berechnet
werden.
Die wahlfreien Monomeren, die falls überhaupt in einer
geringeren Menge verwendet werden, sind ein oder mehrere Elastizität.verleihende oder "Weich"-Monomeren, der allgemeinen
Formel
R O
I Ϊ ,■
H2C=C-C-0RJ
worin R H oder ein Alkyl mit 1 bis h Kohlenstoffatomen
bedeutet. R-* bedeutet den gerad-oder verzweigtkettigan
Rest eines primären oder sekundären Alkanols, Alkoxyalkanols oder AlkylthiaalkanoIsund besitzt bis zu etwa
Ik Kohlenstoffatome, z. B. Äthyl, Propyl, n-Butyl, 2-Äthylhexyl,
Heptyl, Hexyl, Octyl, Propyl, 2-Methylbufcyl,
1-Methylbutyl, Butoxybutyl, 2-Me thylpentyl, Me thoxy—
methyl, Äthoxyäthyl, Cyclohexyl, n-Hexyl, Isobütyl,
Äthylthiaäthyl, Methylthiaäthyl, Äthylthiapropyl, n-Octyl,
6-Methylnonyl, Decyl, Dodecyl und dergleichen,
wobei diese Reste R-% wenn sie einen Alkylrest bedeuten,
von 2 bis etwa Ik Kohlenstoffatome, vorzugsweise von
3 bis 12 Kohlenstoffatome besitzen, wenn R H oder einen
Methylrest bedeutet. Wenn R einen Alkylrest und R^ einen
Alkylrest bedeutet, sollte R^ von etwa 6 bis etwa 14
Kohlenstoffatome besitzen, und wenn R H und r3 einen
Alkylrest bedeutet, sollte r3 von etwa 2 bis etwa 12
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- 1ο -
Kohlenstoffatome besitzen, um sich als Weich-Monomeres
zu eignen.
Ein Verfahren zur Herstellung der Oligoraeren ist die
anionische Polymerisation. Die anionische Polymerisation— reaktion kann in Gegenwart eines Alkoxid -Anions, welches
als Katalysator dient, und eines Alkohols, welcher äls> kettenregulierendes Mittel dient, durchgeführt werden,
wie in der US-PS (US Serial No. 137 057) beschrieben.
Andere bekannte Verfahren zur Herstellung von Polymeren,
mit niederem Molekulargewicht können ebenfalls verwendet werden, z. B. die Verwendung eines hohen Verhältnissea
eines freien—Radikal —.Katalysators, die Verwendung
einer hohen Polymerisationstemperatur, die Verwendung eines kettenübertragenden Mittels oder aller zusammen.
Als kettenübertragende Mittel sind geeignet Tetrabromkohlenstoff, Allylchlorid, Thio-beta-naphthol, Thiophenol,
Butylmercaptan, Äthylthiοglycolat, Mercaptoäthanol,
Isopropylmercaptan und t.—Butylmercaptan." ¥erden freie-Radikal / Katalysatoren verwendet, so kann
die Konzentration bis zu einem Punkt erhöht werden, wo das Molekulargewicht wesentlich reduziert wird, besonders
bei hohen Reaktionstemperaturen. Zum Beispiel werden "bei
Verwendung von Benzoylperoxid oder D.i—t.-butylperoxid
in Mengen von 0,5 Mol,i-Prozent bis 5 Mol— Prozent, bezogen
auf das Monomere.zusammen mit einem Lösungsmittel, wie Isopropylbenzol, und unter Verwendung von Reaktiona—
tempera türen von 110 bis 250° C Polymere, mit niedrigem
Molekulargewicht erhalten. DiePolymerisationsprozessa
können sein Lösungspolymerisation, Polymerisation in Masse, Emulsionspolymerisation oder Polymerisation in
einer nicht-wässrigen Dispersion. Zusätzlich zu den
anionischen Polymerisations- und freie-Radikal-Polymer!—
sationsverfahren kann die kationische Polymerisation bei
hohen Temperaturen oder in Gegenwart von großen Mengen
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von. Initiatoren oder Kettenübertrag-ung-smitteln durchgeführt
werden. Degradive Prozesse können, verwendet werden,
um Oligomere aus Hochpolymeren herzustellen, wie durch
Mastikation, photοchemisch, induzierte Degradation, Oxidation,
Beschüß mit energiereichen Strahlen, z. B. Röntgenstrahlen, Gammastrahlen und energiereichen Elektronen. In Fällen, wo die Produkte eine weite Molekulargewichtsverteilung
besitzen, ist es notwendig, die für die erfindungsgemäße Verwendung geeignete Fraktion mit
enger Molekulargewichtsverteilung zu erhalten. Dies kann erreicht werden durch Vakuumdestillation, Zonen—Raffinieren,
selektives Ausfällen, selektive Kristallisation, Lösungsmittelextraktion oder andere bekannte Methoden.
Es wird natürlich am meisten bevorzugt, ein Verfahren zu verwenden, welches ursprünglich die enge Molekulargewichtsverteilung ergibt, wie es in den Beispielen erläutert wird.
Konventionelle Systeme für das Beschichten von Substraten, z. B. Metalle, Glas, Holz und dergleichen, umfassen die
Verwendung der Polymeren, die in Flüssigkeiten gelöst oder dispergiert sind. Die Verfahren, die Flüssigkeiten
umfassen, besitzen eine Zahl von Nachteilen, einschließlich Luftverschmutzung durch Lösungsmitteldämpfe, die
zusätzlichen Kosten der Verwendung der Lösungsmittal als Träger für das Polymere, die Belüftungyund Feuergefahr-Probleme,
die Toxizität, Viskositätsprobleme, die die Verwendung eines geringen Gehaltes von Feststoffen erfordern
und die Notwendigkeit der Verwendung von wiederholten Beschichtungen, um eine gegebene Filmdicke zu
erhalten, usw. Viele Polymere mit wünschenswerten Überzugs
-Ei genschaft en konnten aufgrund von Unverträglichkeit oder Unlöslichkeit nicht erfolgreich aus Lösungsmittelsystemen
aufgebracht werden, z. B. die Nylons, Polyolefine, chloride Polyäther und Fluorkohlenstoffe.
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Die vorliegende Erfindung ist bei solchen Methoden
wertvoll, wobei jedoch die Pulverbeschichtung besonders
bevorzugt ist»
Die Pulverbeschichtung vermeidet solche Probleme» Sie
kann definiert werden als ein Verfahren, welches ein im
wesentlichen Lösungsmittel-freies Pulver, das in dar Lage ist, zu verschmelzen oder in einen kohärenten, schützen-^
den und dauerhaften Überzug auszuhärten, auf jedem Substrat, insbesondere leitfähigen Substraten, ablagert. Die Pulver—
beschichtungen, insbesondere jene, die auf Substrate aufgebracht werden, welche eine vom Pulver verschiedene elaktrostatische
Ladung besitzen, haben den Vorteil, daß sie Überzüge mit exzellenter Gleichförmigkeit^ selbst über Ecken
und Kanten, bereitstellen, ohne Durchbiegen, Orangenschalen—
effekt oder Tropfstreifen {drip marks). Die hauptsächlichen Verfahren der kommerziellen Pulverbeschichtung sind d.ie
Wirbelsinter—Methode, die elektrostatisch geladene V.Vcbsl—
schicht und die elektrostatische Sprüh— oder Nebel— (cloud)
Methode. Die WirbeJLsinter—Methode basiert auf dem Eintauchen
eines vorerhitzten Gegenstandes in ein Bett von
feinverteilten trockenen BeschichtungsmateriaUen, oft verbunden
mit einer Nacherhitzungsstufe, um einen glatten Überzug zu erhalten. Überzüge von 127 ^i bis I27O u (5 bis
50 mils) können nach diesem Verfahren leicht erhalten werden.
Die elektrostatische Wirbelschicht—j Sprüh— oder Nebel-Methode
umfaßt normalerweise das Bereitstellen einer Ladung auf den Partikeln, obgleich der zu beschichtende Gegenstand
ebenfalls geladen sein kann, und anschließendes Aussetzen
des Substrates, gewöhnlich gemahlen, dem Nebel oder Sjxray
von gepulverten Beschichtungs—Harzen. Gewöhnlich werdan die
Partikel mit einer negativen Ladung versehen, obgleich einige Materialien, wie z. B. die Nylons, mit einer positiven
Ladung1 am wertvollsten sind, Bei Verwendung von.
Harzen, welche die Ladung für eine lange Zeit aufrecht erhalten, ist es möglich, einen sehr dünnen Überzug oU*?r
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eine sehr dünne Beschichtung zu erhalten, da die Pulver—
schicht auf dem Metall die Ladung festhält und dazu neigt,
weitere Pulverpartikel abzustoßen. Einheitliche Überzug
von einer Dicke von etwa 25,4 /u (i mil) sind bei Yurwendung
dieses Verfahrens möglich und ebenfalls möglich sind Schichtdicken bis zu 254 /a '■ bis j>OQ fx (up to 20
Mil) oder mehr« Beispiele für Polymere, welche eine Ladung von statischer Elektrizität festhalten, welche langsam
abklingt (bled off slowly) sind die Epox:y -Harze, die .Cellülose-Harze und die Nylons, Andere, die ihre Ladung
sehr rasch verlieren, sind z. B. die Vinylharze, die einen schnellen Aufbau von schweren Pulverschichten erlauben.
Solche Pulver machen es ratsam, einen voror— hitzten Gegenstand zu verwenden, um das notwendige Zusammenschmelzen
des gepulverten Gemisches zu erreichen.
Eines der Probleme, die mit den Pulverbeschichtungen verbunden sind, besteht darin, daß, um das notwendige
Fließen des Polymeren zu erreichen, in der Regel Temperaturen notwendig sind, die so hoch sind, daß sie das
Polymere brennen, im Falle von in Wärme aushärtbaren Harzen vorzeitig vernetzen, das Polymere entfärben Lind
dem Polymeren anderen Schaden zufügen. Während äußere ¥eichmacher eine Teillösung dieser Probleme darstellen,
sind viele Weichmacher für PulverbeSchichtungen nicht
nützlich, insofern als sie dazu __ dienen. ..r zu bewirken,
daß die Partikel zusammenbacken, oder daß sie ausschwitzen oder aus dem Überzug auf dem, fertigen Artikel
extrahiert werden oder daß sie das als Überzug verwendete Harz bei der Temperatur der Verwendung der beschichteten
Artikel unangemessen weichmachen.
Während die Pulverbeschichtung direkt auf eine entfettete
leitfähige Oberfläche aufgebracht werden kann, ist ein Grundlack oft wertvoll, wobei die Schälfestigkeit
des Überzugs erhöht wird. Ein solcher Grundlack
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kann eine Säure, wie z. B. Butylphösphorsäure, Pyromallith—
säure, Trimesinsäure, Dimethylester von Pyromelli-fchsilii-re,
Phosphorsäure oder Tetrachlorophthaisäure sein, der in
einem Lösungsmittel aufgebracht wird und wobei anschließend das Lösungsmittel unter Wärme abgedampft wird. Solche
Säuren können in einigen Fällen mit dem Pulver gemischt werden, z. B. wie in der US-PS 3 037 955 beschrieben
wird. Andere geeignete Grundlacke sind gut bekannt. Ein Beispiel für einenGrundlapk für Celluloseacetatbutyrat—
PulverbeSchichtungen hat die folgende Zusammensetzung
(Eastman Chemical Products, Inc.):
Bestandteil Gew. —
°fo
Celluloseacetat—
butyrat, Viscosität 0,5 Sek. 15
Cellulosacetatbutyrat/TiO2-
Pignient, vermählen, 4O:6O,
Viscosität- 0,5 Sekunden 5
Methylon 75121 (60 °/o Feststoffe)+ 10
Acryloid B-82 (k0 °/o Feststoffe)++ 15
Dioctylphthalat 5
Toluol 30
Methylisobutylketon (mIBK) 10
Isopropylalkohol 5
Methylisoamylketon (MIAK) 5
+ General Electric Company, Kondensationsprodukte von substituierten- aromatischen Kohlenwasserstoffen
und Formaldehyd.
++ Rohm and Haas Company, nied,—Alkylpolyacrylat.
Andere bekannte und kommerziell verfügbare Grundlacke sind ebenfalls nützlich.
3 09882/1285
r
-15 -
Zum Aufbringen des Grundlackes können verschiedene Lösungsmittel, wie Toluol, Xylole, Aceton, Methylethylketon,
Methylisobutylketon, Methylisopropy!keton, Amylalkohol,
2—Äthoxyäthylacetat, Äthylacetat, Butyllac^tat,
Amylacetat, Methylacetat, vergällter Äthylalkohol, Iso—
propanol, Diacetonalkohol, Cyclohexanol, Äthylendi—
chlorid, Diisobutylketon, Cyclohexanon, 2-Butoxyäthanol,
Furfurol, Erdölnaphtha, das im Bereich von etwa 87° bis etwa 1^-5° C siedet, Cyclohexan, Hexan, Gemische von aromatischen
Kohlenwasserstoffen, wie "Solvesso I50", oder
auch verschiedene aliphatische, naphthenische und aromatische Naphthas angewandt werden. Gemische von solchen
Lösungsmitteln sind im allgemeinen wertvoll. Grundlacke für die Pulverbeschichtung sind ebenfalls wertvoll.
Beispiel für Harze mit hohem Molekulargewicht, die durch die erfindungsgemäßen Oligomeren modifiziert werden können,
sind die Alkydharze, einschließlich die trocknenden oder nicht—trocknenden ölmodifizierten Alkydharze, Kolophonium—
modifizierte Alkydharze, gemischte oder co—reaktive Alkydharze
und Epoxyharze, gemischte oder co—reaktive Alkyd—/ Aminoplast—/Epoxyharze, gemischte oder co-reaktive epoxidierte
Ester von höheren Fettsäuren mit Aminoplastharzen, Celluloseester wie Cellulosenitrat, Celluloseacetatbutyrat,
Celluloseacetat und Celluloseacetatpropxonat, Nylons,wie
Nylon 11 und Nylon 12, Epoxyharze, wie die linearen Polymeren, die von Epichlorhydrin und Bisphenol A abgeleitet
sind, und die Epoxyacrylate, Polysulfide, Acetalpolymere,-Polycarbonate,
Polysulfone, Polyphenylenoxid, Polyimide,
Polyxylylene, Silicone, wie die Polymeren mit sich wiederholenden Dirnethylsiliconeinheiten, Polyolefine, wie Polystyrol,
harte Acrylharze, wie Copolymere von kO bis 99,5 %
Methylmethacrylat mit einem anderen Acrylsäure— oder Methacrylsäureester, und gegebenenfalls bis zu 50 c/° funktionelle
Monomere, die Amin—, Amid—, Carboxyl-, Hydroxy— oder andere
303882/1 285
bekannte funktioneile Gruppen enthalten, welche die
Verträglichkeit oder Adhäsion wie vorstehend erwähnt, fördern, chlorierte Polyäther, Polyhalogenolefine^ wia
Polytetrafluorethylen, Polyvinylchlorid, Polyester, wie
die ungesättigten Polyester, die von Maleinsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid und Ä'thylenglycol abgeleitet sind,
und dergleichen. Die harten Beschichtungsharze sind für
Pulver—Be Schichtungen gut bekannt. Die vorliegende Erfindung
betrifft die Modifizierung derselben mit der die Schmelzviskosität reduzierendenKomponente, so daß
bei einer niedrigeren Temperatur als der normalen Schmelztemperatur glatte einheitliche Überzüge erhalten
werden.
Nachfolgend werden repräsentative Beispiele für Harze mit hohem Molekulargewicht beschrieben. Diese können
allein oder im Gemisch mit anderen Harzen mit hohem Molekulargewicht verwendet werden.
Celluloseacetatbutyrat ist repräsentativ für Celluloseester.
Vorzugsweise sind 16 bis 40 fo der Hydroxylgruppen
in einer Glucoseeinheit mit Buttersäure verestert und von 10 bis 30 0Jo solcher Hydroxylgruppen mit Essigsäure
verestert. In der nachfolgenden Beschreibung wird dies bezeichnet als ein Celluloseacetatbutyrat, das 16 bis
40 c/o Butyryl und 10 bis 30 °/o Acetyl enthält. Für einige
Fälle ist es bevorzugt, daß dieser Ester 24 bis 28 0Jo
Butyryl und 19 bis 22 °/o Acetyl enthält. Das Molekulargewicht
des Celluloseesters sollte derart sein, daß bei Viskositätsmessungen an einer 20$igen Lösung in
einem Aceton-Äthanol-Gemisch (90:10) bei 25° C an einem
mit einer fallenden Kugel arbeitenden Viskosimeter (ASTM D-1343-54T) bei Verwendung einer Stahlkugel von
0,79 cm (5/16-inch), die in einem 2,45 cm-Rohr 25,4 cm
fällt, die Viskosität im Bereich von 0,5 bis 5 Sekunden
309882/12 85
- 12 -
und vorzugsweise von 0,5 bis 3 Sekunden liegt. Diese Spezifizierung der.Molekulargröße von Celluloseacetatbutyrat
wird in der Industrie allgemein.verwendet und identifiziert einfach das Celluloseacetatbutyrat als
besitzt es eine 0,5 Sekundenj eine 5 Sekunden-oder eine
innere Viskosität (intermediate viscosity). Es wurde festgestellt, daß, wenn der Butyryl—Gehalt zu hoch ist,
die Gemische für verschiedene Verwendungen zu klebrig sind. Andererseits besitzt der Überzug, wenn der Butyryl—
gehalt zu niedrig ist}unzureichende Elastizität. In anderen
Verwendungen, wie in den Fällen ,wo keinerlei Biegen
auftritt, ist ein Celluloseacetatbutyrat mit 12 bis lh °/o
Acetyl und 35 bis 39 °/° Butyryl und einen Substitutionsgrad von etwa 2,7 vollkommen zufriedenstellend.
Erfindungsgemäß ist ein übliches kommerzielles Cellulosenitrat
mit einem DS (Substitutionsgrad) von etwa 1,9 bis
2,3» einem DP (Polymerisationsgrad) von etwa 100 bis h00 und von etwa 10 bis 12 c/o Stickstoff nützlich.
Er findungs gemäß ist im wesentlichen jedes verträgliche harte Acryl-Beschichtungsharz mit einem Tg von etwa 50° C
bis etwa 11O C oder höher, vorzugsweise mindestens 65° C
wertvoll. Die harten Acrylmonomeren, jene, die bei Homopolymerisation
einen hohen Tg—Wert ergeben, umfassen die ni ed.—Alkyl-(C-j-CZj.) -methacrylate, die höheren Alkylol 4—C20) -acrylate, Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure,
tert.·—Amylmethacrylat, Cyclohexylacrylat oder
Methacrylate terti-Butylacrylat, Isobornylmethacrylat,
Benzylacrylat und Phenoxyäthylmethacrylat, Die "weich"-Acryl—
oder anderen Monomeren oder jene, welche bei Homopolymerisation einen niederen Tg—Wert ergeben, umfassen
die höheren (C^-C^^-Methacrylate, die nied,-Alkyl—
(Cj-C-jo-^.ikyl)-e.ster von Acrylsäure, Vinylidenchlorid,
Äthylthiaäthylmethacrylat und andere wie sie detailierter in den US-PS s 3 020 178, 2 972 592 und
2 795 564 beschrieben sind.
309882/1 285
- 48 -
Wie in der Technik bekannt, beeinträchtigt die Kettenverzweigung
den Tg-Wert. Je größer die Verzweigung d^ato
höher ist der Tg·—¥ert. Das gesamte harte Acrylmonomere oder ein Teil derselben kann durch andere äthylenisch
ungesättigten harten Monomeren, wie Styrol, Vinyltoluol, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylacetat oder Vinylchlorid
ersetzt werden. In Übereinstimmung mit bekannten. Verfahren sind Gemische von Hart— und Weich—Monomeren
nützlich. In dem Überzugharz sind funktioneile, die Adhäsion fördernde Monomere, wie alpha, beta—ungesättigte Carbonsäuren,
wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Aconitsäure, Maleinsäure, Halbester von Dicarbonsäuren
wie Maleinsäure, Fumarsäure, das Dimere oder Trimere
von Methacrylsäure, Acrylamide}wie Acrylamid, Methacrylamid, N-Methylolacrylamid, N-Methacrylamid und N-Äthylol—
acrylamid zulässig.
Diese Polymeren und andere zur Pulverbeschichtung verwendete
Polymeren sind in der Technik gut bekannt.
Während die meisten der vorstehend beschriebenen Beschichtungsharze
thermoplastische, in Wärme aushärtbare Harze, wie Epoxyharze, sind, sind die Aminoplastmodifizierten.
Alkydharze und andere wertvoll. Während für bestimmte Zwecke eine klare Beschichtung angewandt
werden kann, ist es üblich, Pigmente in einer Menge bis zu 100 Gew. —°/o des Polymeren in den Pulverbeschichtungs—
Gemischen zu verwenden. Beispiele für geeignete Pigmente sind Titandioxid, Lampenruß, Eisenblau (iron blues),
Phthalocyaninblau und -grün, Metalloxide, -hydroxide, —sulfide, —sulfate, —silicate und —chromate, organisches
Rotbraun (organic maroons), Aluminiumflitter, Bronze— pulver, Perlsubstanz (pearl essence) und verschiedene
Füllstoffe oder Streckmittel, wie Talkum, Baryte, Porzellanerde und Diatomeenerde. Für den Fachmann der organischen
309882/128 5
Besc'nichtunga-Technik wird es offensichtlich sein, daß
die Menge des Pigmentes abhängig von dem gewünschten
Effekt stark variiert werden kann. Die Menge des Pigmentes,
bezogen auf das Gewicht des organischen filaformenden
Materials, kann zwischen etwa 2 °/o für leichfee,
stark deckende Pigmente, wie Lampenruß, und etwa 100 >ί
für schwere, wenig deckende Pigmente, wie Bleichromat,
variieren. Das Verfahren der Dispersion des Pigmente3
ist
in dem gepulverten Harz nicht kritisch, vorausgesetzt eine einheitliche Dispersion wird hergestellt. Das Pigment kann als separate Partikel vorliegen oder kann entweder in den Partikeln des Beschichtungsharzes oder in den Partikeln des den. Schmelzfluß reduzierenden Polymeren der vorliegenden Erfindung, vorzugsweise in den letzteren dispergiert sein.
in dem gepulverten Harz nicht kritisch, vorausgesetzt eine einheitliche Dispersion wird hergestellt. Das Pigment kann als separate Partikel vorliegen oder kann entweder in den Partikeln des Beschichtungsharzes oder in den Partikeln des den. Schmelzfluß reduzierenden Polymeren der vorliegenden Erfindung, vorzugsweise in den letzteren dispergiert sein.
Die Pulverpartikel werden durch verschiedene Verfahren hergestellt, z. B. kryogenes Mahlen,.Mahlen in einar Kugelmühle,
Sprühtrocknen der Latices, Lösungen oder nichtwässrige : Dispersionen, Ausfällen aus Lösung usw. Beiin
Schmelzen der Überzüge sind Temperaturen von etwa 180° G bis 5OO0 C wertvoll. Bei in Wärme aushärtbaren Harzen
und bei Verwendung eines Katalysators sind manchmal sogar niederere Temperaturen wertvoll.
Das harte Beschichtungsharz, das 01igome"re, das" Pigment
und die anderen in der Pulverbeschichtung verwendeten Materialien sind im -Querschnitt wünschenswert etwa 10
bis 5OO M.±kron , vorzugsweise 5° ~b±s 250 Mikron" und
insbesondere sphärisch in der Form. Das Pulver muß fr^L—
fließend sein und gegenüber dem Sintern unter Bildung von Agglomeraten bei den verwendeten Temperaturen resi—
steigt sein. Das endgültige Gemisch kann entweder durch Trockenmischen oder Schmelzmischen oder Lösungamisehen
309882/1285
hergestellt werden. ¥ie vorstehend ausgeführt sind die
harten Pulver-Beschichtungs-Harze als solcher nicht
Gegenstand der vorliegenden Erfindung, die vorliegende Erfindung betrifft vielmehr die Modifizierung derselben
mit dem Oligomeren, so daß die Kombination eine niedrige Schmelzvislcosität besitzt und bei einer annehmbaren niederen
Temperatur und einem engen Temperaturbereich unter Bildung eines einheitlichen Filmes zusammengeschmolzen
wird. Nützliche Temperaturen hängen von der Identität des harten BeSchichtungsharzes und der Menge und Identität
de/s verwendeten j den Schmelzfluß reduzierenden Zusatzes
ebenso "wie von der Gegenwart oder Abwesenheit von
externen Weichmachern ab.
Im wesentlichen ist jedes Substrat wertvoll. So sind Metalle,
Holz oder Papier, Glas, Glas das durch einen Zinn— oxydüberzug leitend gemacht wurde, und dergleichen geeignet.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung der
vorliegenden Erfindung, ¥enn nicht anderweitig angegeben, beziehen sich alle Teile auf das Gewicht und alle Temperaturen
auf Grad Celsius.
Dieses Beispiel zeigt eine typische Homopolvmerisation
eines Esters von Methacrylsäure nach dem diskontinuierlichen
Polymerisationsverfahren,
Ein sauberer, trockener 3"HaIs-Kolben, der mit einem
mechanischen Rührer, einem Kondensator und einem Thermometer in einen Y-Arm-Seiteneinlaß ausgestattet war,
309882/1285
- 2.Λ -
wurde unter trockenem Stickstoff mit kommerziell reinen Hethylmethacrylat-Monomeren, das mit 10 ppm Phenothiazin
oder die Dicyclohexylphenylendiamin Inhibiert war, beschickt. Die Lösung wurde unter Rühren erhitzt. Nach i';r—
wärmen auf 60° C wurde sie mit 0,6 Mol-°/o Natriummetho-cid
und 3,0 °/o Methylalkohol (zugesetzt als 25- gewichtsprozentige
Lösung in Methylalkohol) versetzt. Das trübe
weiße Gemisch wurde in' 6 Minuten auf 93° C erhitzt und
als die Temperatur 75—80° C erreichte, wurde mit dem Zusatz
des Methanols in aromatischem Lösungsmittels (Xylol, Toluol) über den Seitenarmeinlaß bei einer Geschwindigkeit
von 0,35 Μοί-^έ pro Minute für eine Zeitdauer von
33 Minuten (auf eine Gesamtmenge von 15 Mol-$ Methylalkohol)
begonnen. Die sich graduell verdickende und klarer werdende Lösung wurde weitere zwei Stunden unter
Rühren bei 93" + 1° C gehalten. Xylol oder Toluol wurden
als Verdünnungsmittel zugesetzt, wie für Viskositäts— kontrolle notwendig ist. Die Analyse der Produkt lösung:
durch Gas— Flüssigkeits-Chromatographie nach Ablauf der Reaktionszeit zeigte weniger als 2 c/o restliches Methylraethacrylat
und eine Spur (weniger als O,1 $) Methylalkohol.
Dimer-und Trimer-Konzentrationen betragen weniger
als 3—^ bzw. weniger als 8-10 Gew,-$, wie durch
quantitative Gas-Flüssigkeits-Chromatographie festgestellt
und durch Ge1-DurchdringungsChromatographie bestätigt
wurde. Das gelbe bis gelb-orange Gemisch, wurde
auf 60° C gekühlt, die basischen Einheiten wurden mit
Säure (Essigsäure, Ameisensäure, HCl, R^SO^) zur Entfernung
von im wesentlichen aller Farbe behandelt' und 1 Gew.-56 einer geeigneten Filterhilfe wurde dispergiert
und 5—10 Minuten gerührt. Druck oder Saugfiltration
führte zu einer mehr als 9h Gew. -?6igen Ausbeute an einer
klaren, farblosenbis leicht strohgefärbten Lösung von
Methylmethacrylat-Polymeren. Die Analyse durch GeI-DurchdringungsChromatographie
zeigte symmetrische Ge-
309882/1285
wichtsverteilung von etwa 700 bis 9OO M.¥. , mit mahr
als 85 Gew. -°/o im Bereich von 300 bis 1 200. Die Bestimmung
der Unsättigung mit Lösungsmittel—gestrlpptem Produkt zeigte weniger als O,O7 Milliäquivalent/g.
Ähnliche Verfahren mit unterschiedlichem Methylalkoholzusatz—Geschwindigkeiten
bei konstanter Katalysator-Konzentration und 93 C ergaben die in Tabelle I gezeigte
Produktverteilung.
Zusatzgeschwindig— Gesamte Alkohol Aussehen des
keit von Methylal— konzentration, Produktes und
kohol (Mol—fo/Mln.) (Mo 1-$ zugesetztes Molekularge-
Me thyIme thacry1at) wichtsverteilun?
0,45 | 20 | Öl; 300~900 |
0,30 | 12-13 | Sirup; r^ 400-1500 |
0 , 20 | 11 | halbfest; 600 —1600 |
0,10 | 8-9 | spröde fest Schmp.> 4O° C; 800 3000 |
0,05 | 7 | spröde fest Schmp. --^50-80° j 1000^-4000 |
kein
spröde fest Schmp.~50-80°.
1000--10.0OO
+ Größer als 85 n/° des Produktgewichtes, enthalten in den.
spezifizierten Grenzen; durch Gel—Durchdringungschromatographie.
Dieses Beispiel zeigt eine typische Homopolymerisation
eines Esters von Methacrylsäure nach einem graduellen Additions-Polymerisations-Verfahren.
309882/1285
Eine Vorrichtung der im Verfahren A beschriebenen Art
wurde mit 1,O bis 1,2 Mol~°/o (bezogen auf das Monomere,
das nachfolgend zuzusetzen ist) von gepulvertem Kalium— tert.—butoxid oder -methoxid zu genug Toluol— oder
Xylolverdünnungsmittel zur Bildung einer rührbaren Aufschlämmung, beschickt. Eine Lösung von Methylmeth—
acrylat, die 15 MoI*-^ Methylalkohol, unverdünnt oder in
ca« 10 Gew. — 0Jo Toluol oder Xylol ,zur Viskositätskontrolla,
enthielt, wurde tropfenweise unter Rühren bei 650 C der
Katalysatorauf schlämmung bei einer Geschwindigkeit, dx·^
ausreichte, um die Reaktion aufrecht zu erhalten (zugesetzt bei 1,3 bis 1,5 °/o pro Minute für die erste.Half ta
der Addition und ca. 1,0 °/o pro Minute für die zweite
Hälfte der Reaktion) zugesetzt. Das Gemisch nahm leicht die schwachgelbe Farbe der Carbanion—Spezies an und die
Viskosität erhöhte sich innerhalb' verschiedener Prozent der ersten Zugabe. Aliquote Teile, die während oder nach
dem Zusatz von Monomer/Alkohol entnommen wurden, bebestätigten, daß durch die Periode des Zusatzes hindurch
eine starke Polymerisation mit im wesentlichen konstanter· Molekulargewichtsverteilung stattfand, da weniger als
10 c/o restliches Monomeres nach Beendigung des Zusatzes
verblieben und daß eine kurze Standzeit bei 650 G die Konzentrationen an Monomeren auf ca, 2 °/o verringerten.
Nach 20 bis 30 minütigem Stehen wurde das nahezu klare
gelbe Öl auf 6o° C gekühlt, mit 1,0 bis 1,2 <?o Essigsäure
(Entfernung fast aller Farbe) behandelt (quenched), mit 1 Gew. -fo Filterhilfe behandelt und unter Vakuum bei
60 bis 80° C filtriert. Die Gel-Durchdringungs-Chromatographie des klaren, farblos bis leicht strohgefärbten
Öles zeigte, daß die Hauptgewichtsfraktion etwa 1 200 war, wobei 90 Gew. -0Jo zwischen 300 und 2 6OO streuten.
Niedrigere Konzentrationen von Methylalkohol ergaben Produkte mit sukzessiv höherem Molekulargewicht (Tabelle
II).
3 0 9 8 8 2/1285
- zh -
Methylinethacrylat-Polymerisation,
Graduelles Additionsverfahren bei 650 C
Methylalkohol Produkt-Mw
Konzentration (und 90 Gew. —
°/o
Verteilung)
20 °/o 11-1200 (3OO-25OO)
16 1200 (3OO-26OO)
12 * I6-I7OO (35O-35OO)
10 1800 (350-4000)
Dieses Beispiel zeigt eine typische Homopolymerisation eines Esters von Methacrylsäure nach dem Zwei—Stufen-Po
lymeri s at i ons verfahr en .
Die in dem Verfahren A beschriebene Vorrichtung "wurde
mit 2,24 g (20 Mol, 1,0 Mol-% bezogen auf das Gesamt-Monomere)
gepulvertes Kalium—tert.-butoxyd und ca. 10 g
Xylol unter Bildung einer rührbaren Aufschlämmung beschickt. Die Monomerlösung (a) wurde mit 80 g (o,8O Mol,
40 °/o des Gesamt-Monomeren) Methylmethacrylat, inhibiert
mit 3 ppm Dicyclohexylphenylendiamin und 9»6 g 0,30 Mol,
37 »5 Mol- fo der ursprünglichen Methylmethacrylat-Beschickung·,
15 °/o des Ge samt-Monomer en) wasserfreies Methanol lierge— ,.
stellt. Die Lösung (a) wurde bei 60 bis 65° C über einen
Zeitraum von 30 bis 45 Min*, "unter Rühren der Katalysator—
aufschlämmung zugesetzt. Die Wärmeabgabe, die während der ersten Stufe des Zusatzes beobachtet wurde, ließ nach
und die Reaktionstemperatur wurde während des Zusatzes
und für ein 45~minütiges Stehen nach dem Zusatz aufrechterhalten.
Das Reaktionsgemisch ist eine bewegliche, trüb orange-gelbe Flüssigkeit, die 5 bis 10 °/0 freies Methyl-
309882/1 285
me~btLB.cicyl.a~b und 90 bis 95 n/° als Dimer bis ca. Hexamer
(n = 2 bis 6) enthielt.
Die Monomerlösung· (b) , die aus 120 g (1,20 Mol, 6o c;o dar
gesamten Monomer—Beschickung) Methylmethacrylat und 25 g
Xylol bestand, wurde innerhalb einer Stunde bei einar
Temperatur von 60 bis 65° C tropfenweise zugesetzt,
¥ährend dieser Zugabe trat Wärmeabgabe auf. Die Gas— Flüssigkeits-Chromatographie von aliquoten Teilen des
Reaktionsgemisches zeigte Monomerkonzentrationen von "wartiger
als 1 e/o und die Gel—Durchdriiagungs—Chromatographie
zeigte ein paralell des Zusatzes stattfindendes Polymer— wachstum an. Der trübe orange—gefärbte Sirup (Viskosität
ca. 300 cps bei 65° C) wurde 15 Minuten bei dieser Temperatur
gehalten, wobei die Konzentration von Methylmeth— acrylat auf O reduziert lrarde. Der Katalysator wurde
dann mit 1,2 g (20 Mol) Essigsäure behandelt. Dem nahezu farblosen Sirup wurde 1 g Filterhilfe zugesetzt und unt^r
Rühren 5 "bis 10 Minuten dispergiert.
Die Saugfiltration des warmen Öles durch einen dampfarhitzten
Buchner—Trichter lieferte das Produkt als einen
klaren, leicht strohgefärbten bis farblosen Sirup in mehr als 98$iger Ausbeute. Die Ge1-Durchdringungs—Chromatographie
zeigte Mw/ν-/720 bis 750, wobei die Verteilung
300 bis 1 300 betrug.
Wurden in dem vorstehend genannten Verfahren 20 Mol-56
Methylalkohol verwendet, so wurde ein Polymeres in mehr
als 95$igör Ausbeute mit Mw- ca. 620, das von 25O bis
1 100 streute, erhalten.
Präparate, die mit ursprünglich löslichen Natrium—
methoxicl erhalten wurden, sind ebenfalls erfolgreich und
erfordern für 95$ige Umwandlung bei 90 bis 93° C etwa
309882/1285
4 bis 5~fa-ch längere Reaktionszeiten, was in Reaktionäres
chwindigkeiten resultiert, die nicht paralell zu den
Zusatzg-eschwindigkeiten des Monomeren verlaufen. Bei
Monomerzusatz und-Umwandlung traten Ausfällungen das
Katalysators auf. Gel—Durchdringungs— Chromatographie
zeigte ein ähnliches Mw bei 750 bis 8OO mit einer leicht
breiteren Verteilung von 300 bis 1 600,
Beispiele 2 bis 19 Herstellung von Methacrylat—Homopolymeren und -Copolymaren
Nach dem Verfahren von Beispiel 1 wurde eine Vielzahl von Methacrylat—Homopolymeren und -Copolymeren hergestellt.
In Tabelle III sind die Polymerisationsbedingungen und
die Verhältnisse von einigen typischen Polymeren, die er— findungsgemäß nützlich sind, zusammengestellt,
309882/128S
80 | MMA | Verfahren | (93°) | Alkohol- | io | (0,35) | |
90 | MMA | A | (93°) | Konzentrat i 0 α | io | (0,3) | |
Tabelle III | 50 | MMA | A | (93°) | 18 | io | (0,1) |
50 | MMA | A | (65°) | 15 | io | ||
72 | MMA | B | (80°) | 8 | io | ||
Methacr-ylat—Homo- und -Co-Olifi-omere | 77 | MMA | B | (100°) | 12 | io | |
68 | EMA | B | (75°) | 16 | io | ||
75 | MMA | B | (65°) | 15 | io | ||
MMA | C | (65°) | 15 | io | |||
Beispiel Moxiomer(e) ' | MMA | C | (93°) | 15 | io | ||
2 | MMA/20 BMA | C | (93°) | 20 | % | (0,35) | |
3 | MMA/10 BMA | A | (93°) | 15 | of | (0,3) | |
4 | MMA/50 BMA | A | (93°) | 15 | io | (0,2) | |
5 | MMA/50 DMAEMA | A | (67°) | 13 | #1 | 11 (0,1), | |
6 | MMA/28 DMAEMA | A | (67°) | 11 | io | ||
7 | MMA/23 LMA | B | (93°) | 8 | io | (0,3) | |
8 | MMA/32 j;-BAEMA | A | (80°) | 12 | |||
9 | MMA/25 i-BMA | B | (95°) | 13 | io | ||
10 | B | 12 | |||||
11 | 5 | ||||||
12 | |||||||
13 | |||||||
14 | |||||||
15 | |||||||
16 | |||||||
17 | |||||||
18 | |||||||
19 | |||||||
309882/1285
- 2a -
(Fortsetzung)
Bei- Sl STDXel |
1 | 2 | Produkt Mtj-5 | Kettenlän^e |
2 <£ | 1 | ,2 | 700 (300-1ioo)6 | 6-7 (3-11) |
3 . | 1 | ,4 | 750 (300-1600)6 (80%, 4OO-I3OO) |
7 (3-16" |
4 | 1 | ,9 . | 16ΟΟ (5ΟΟ-25ΟΟ) | ^16 (5-25) |
5 | 1 | ,7 | 1600 (400-3300) (80%, 43Ο-25ΟΟ) |
SS^ 16 (4-33) |
6 | 1 | ,7 | 1200 (3ΟΟ-24ΟΟ)6 | r^ 12 (3-24) |
7 | 1 | ,8 | I6OO (4ΟΟ-25ΟΟ) | 16 (4T25) |
8 | 1 | ,18. | I6OO (35Ο-65ΟΟ) | 14 (3-60) |
9 | 1 | ,2 | 75Ο (3OO-I6OO) (80%, 43O-I3OO) |
7_8 (3-16) |
10 | 1 | ,2 | 62Ο (25O-II00)6 | 6 (2.3-11) |
11 | 1 | ,2 | 800 (3OO-I6OO)6 | 7-8 (3-16) |
12 | 1 | ,2 | 1000 (3500-1800)6 | 9 (3-16) |
13 | - | ,2 | 95Ο (350-2000) | |
14 | 1 | — | 1100 (400-2200) | 9_10 (4-18) |
15 | 1 | ,8 | —— | |
16 | 2 | ,2-1,3 | 1300 (3ΟΟ-26ΟΟ)6 | r~s 11 (3-21) |
17 | 2 | 1100 (400-2500) | "—' 8 (2-18) | |
18 | gesell. 1800 (400-3500) | gesch. 14 (3-27) | ||
19 | 1400 (400-3000) | 13 (4-27) | ||
30 9882/128 5
Die folgenden Abkürzungen wurden verwandt
= Methylmethacrylat EMA = Äthylmethacrylat BMA. = Butylmethacrylat
DMAEMA = Dxmethylaminoäthylmethacrylat
t -RAEMA = jfc-Butylamxnoäthylmethacrylat
LMA = Laurylmethacrylat ά.—BMA = Isobutylmethacrylat
^A = Verfahren A in Beispiel 1;
B = Verfahren B in Beispiel 1; C = Verfahren C in Beispiel 1;
Die Realctionstemperatur ist in C in runden Klammern angegeben.
^Verfahren A, Gesamt—Alkohol in Mol— c/o auf das Monomere
^Verfahren A, Gesamt—Alkohol in Mol— c/o auf das Monomere
(zugesetzt bei dem angegebenen Mol— ^o/Miri. ) ;
Verfahren B, Mol—°fo Alkohol auf das Monomere;
Verfahren C, bezogen auf das Gesamt—Monomere, zugesetzt
in der ersten Stufe.
^Gewichtsmittel des Molekulargewichtes (M^/) und Zahlen—
mittel des Molekulargewichtes (Mjvj) wie durch Standard-Gel-Durchdringungs—Chromatographie
bestimmt, bezogen auf Methylmethacrylat-Oligomer-Eichung (größer als 90 Gev.,·-/^.,
enthalten in der in Klammer, angegebenen Molekulargewiciitsteilung)
,8Oj6ige Verteilung, angegeben in verschiedenen
typischen Beispielen.
DDie Oligomeren mitlM^ (d.h. jene mit M^ weniger als I3OO)
enthalten ca. k bis 8 Gew. -°/o Oligomerfraktionen mit Molekulargewichten
unter 400.
7Bestimmt wie in Fußnote 5.
1. Dimethylaminoäthanol wurde als Alkohol verwendet.
309882/1285
Lösungsmittel enthaltende Lacke (Solvent borne lacquers)
auf der Grundlage eines thermoplastischen Acrylharzes
wurden folgendermaßen unter Verwendung des Methylmeth—
acrylat—Oligomeren von Beispiel 2 und einem konventionallen
bekannten ¥eichmacher als Modifikatoren hergestellt. Dieser zuletzt genannte Weichmacher ist ein Polyester mit
niedrigem Molekulargewicht (Mwi5=J 1000), insbesondere ein
Poly^p.thylenadipat/ä'hthalat) , der mitn-Octyl— bis n—Decyl—
Alkoholen terminiert ist. Das Acrylharz dieses Beispiels ist ein statistisches Copolymeres des Monomerengemischi3
MMA/x-BMA/MAA mit einem Gewichtsverhältnis von 84:15:1
und einem Molekulargewicht von Mw?^ 90 000.
Eine Pigmentdispersion von rutilen Titandioxyd wurde an
einer Laboratoriums—Ausführung einer Sherwin—Williams—
Miniatur—Sandmühle nach dem folgenden Rezept hergestellt:
Gew.-Teile | |
RutilesTiO2 | 100,0 |
Acrylharz | 10,0 |
Xylol | 66,5 |
Cellosolveacetat | 22/5 |
Ottowasand (Maschen- | 200,0 |
weite 0,59-0,84 mm.-,20-30 mesh) |
Nach 15minütigem Mahlen des vorstehend genannten Gemisches
wurde die Pigmentdispersion aus dem Sand durch Filtration durch ein feines Lackfilter gewonnen. Die Pigmentdispersion
wurde anschließend mit zusätzlichem Acrylharz, den vorstehend genannten .bligomeren Acryl-Modifikator oder deni
Polyester-Weichmacher und mit Lösungsmitteln gemischt, um für die Sprühanwendung eine geeignet niedrige Viskosität
zu erreichen:
309882/ 1285
Formulierung; 2OA 2OB
Gew.-Teile
Pigraentdispersion " 85,7 85»7
Acrylharz (vorher gelöst in den 65,7 &5»7
nachstehend aufgeführten Löstmgs—
mitteln)
Oligomeres von Beispiel 2 30,0
Polyester—Weichmacher —_ 30,0
Toluol ^n 1Γ τ,··-,. .
\ Gew.-Yerhaltnis
Aceton > 4/4/2 478,4 478,4
Cellosolveacetat/
Der Feststoffgehalt in den vorstehend genannten Lacken
beträgt etwa 21 Gew.— 0Jo und die Viskosität beträgt bei
Verwendung eines Ford-Bechers Nr. 4 etwa 11 Sekunden.
Die vorstehend genannten Lacke wurden auf Stahlplatten unter Verwendung einer Sprühpistole vom Modell DeVilbiss
P—MBC-510 aufgebracht. Zur Erreichung einer endgültigen
Dicke des trockenen Filmes von 50,8 bis 55,9 /*i (2,0 bis
2,2 mils) wurden etwa 10 bis 12 Beschichtungen des Lackes aufgebracht. Nach einer 15—minütigen Beschieunigungatrocknung
bei 82° C wurde der Überzug, um ein Instandsetzen, zur Entfernung jeder Oberflächenschäden, wie Lacktropfen.
oder —rinnen, zu simmulieren, mit einem Schmirgelpapier Nr. 600 abgeschmirgelt. Der Überzug wurde dann 30 Minutan
bei höheren Temperaturen, 121 C und mehr, erneut zusammengebacken
(rebaked), xnn die Temperatur zu bestimmen, dia'
für das Rückfließen (reflow) erforderlich ist, d.h. zu bewirken, daß die matte, geschmirgelte Beschichtungsoberfläche
zu einer Oberflächenglätte und -glänz erweicht, welche der Oberflächenglätte und den Oberflächenglanz
äquivalent sind, die vor dem Schmirgeln vorlagen. Oberflächenhärte-Eigenschaften der Filme wurden sowohl bei
gewöhnlicher Umgebungstemperatur (25° C) als auch bei erhöhten
Temperaturen (49° C +) bestimmt, wie sie in vielen
309882/1285
Airwendungsgebieten, wie jene, die Witterungsverhältnisaa
umfassen (exterior exposure to the elements) auftreten.
Der bei 25° C- ablaufende Test wird mit einem Tukan-Mikrohärte—Tester
(Wilson Mechanical Instrument, Co.) durchgeführt, wobei eine Größe, die sogenannte Knoophärtezahl
erhalten wird, welche sich mit der Zunahme der Härte de?
Beschichtung erhöht. Die Tests bei höheren Temperaturen sind von qualitativer Natur und umfassen das Beobachten
des relativen Grades des Eindruckes (kein, mäßig, scharf usw.) des Filmes durch ein Stück Mull, das zu einem beliebigen
aber gleichen Druck für eine beliebige aber
gleiche Zeit für alle Proben, die verglichen werden, beschwert wurde.
gleiche Zeit für alle Proben, die verglichen werden, beschwert wurde.
Die Anwendung der beschriebenen Tests auf die Formulierungen dieses Beispiels führte zu den folgenden Beobachtungen.
Die Formulierung, die das Acryloligomere von Beispiel 2 (20A) enthielt, zeigte klar das verbesserte Gleichgewicht
von minimaler Rückfließ-Temperatur und maximalen Härte-:
qualitäten.
erforderliche Rückfließtemperatur Knoop-Härte-Zahl (25° C)
Relatives Filmerweichen beil 49° C 6o° c
2OA
121° C 2O,O
keines keines
20B
11,2
leichtes sehr starkes
Die Lacke wurden hergestellt und ausgewertet nach dem Verfahren des Beispiels 20 unter Verwendung des oligomersn
Äthylmethacrylats von Beispiel 8 (resultierend in Formulierung
21A) ,und des oligomeren Methylmethacrylats von
Beispiel 2 (resultierend in Formulierung 21B) als Modi—
Beispiel 2 (resultierend in Formulierung 21B) als Modi—
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fikatoren für ein Beschichtungsharz. In. dem vorliegendan
Beispiel ist das Beschichtungsharz ein Methylmethacrylat
Homopolymeres von Mwf=s£ 1OOOOO. Es wurden die folgenden.
Eigenschaften erhalten:
Rückfließen bei 124° C Knoop-Härte-Zahl (25° C)
Relatives Filmerweichen bei:
60° c
71° c
21A
21B
Gut | Gut |
18 | 19 |
keines | keine 3 |
leichtes | mäßig- |
stark 3 3 |
Das Methylmethacrylat/Butylmethacrylat—Co-Oligomere von
Beispiel 13 und der in Beispiel 2o beschriebene konventä-, nelle Polyester-Weichmacher wurde in Lacke, die mit 22Λ
und 22B bezeichnet wurden, formuliert und nach dem Verfahren von Beispiel 20 ausgewertet. Das Beschichtungsharz
in diesem Beispiel ist das in Beispiel 21 beschriebene Methylmethacrylat—Homopolymere. Es wurde folgendes beobachtet:
22A
223
Rückfließen bei 14O,5° C
Knoop-Härte-Zahl (25° C) Relatives Filmerweichen■ bei:
U9° c
6o° c
6o° c
Die Beispiele 23 bis 25 veranschaulichen die Verwendung
der neuen Verbindungen, die in den Beispielen 1 bis 19 offenbart wurden, bei der Formulierung von Beschichtung3-pulvern.
Gut | Gut |
19,8 | 11,9 |
keines | leicht |
Spur | mäßig- stark |
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Mit rutilem TiOp pigmentierte Pulver wurden durch Mahi3n
der Feststoffe erhalten, die nach Verdampfen des Lösungsmittels
aus den folgenden Formulierungen erhalten wurden.
Eine Dispersion von TiO2 wurde nach dem Verfahren vna
Beispiel 20 hergestellt. Das in diesem Beispiel verwendete Harz, einschließlich die Pigmentdispersion, ist ein statistisches
Copolymeres von MMA/EA/MAA mit einem Gewichfcs—
verhältnis von 9^-» 5/5/0, 5 und einem Molekulargewicht von
Mw?* 120 000. Die verwendeten Harz-Modifikatoren sind das
Methylmethacrylat—Oligomere von Beispiel 2 und der in
Beispiel 20 beschriebene konventionelle Polyester—Weichmacher,
Formulierung ^A 23B
Modifikator | Oligomeres ν Beispiel 2 |
4o,o | , Weichmachmacher von Beispiel 20 keirtar |
beziehen. |
(alle Teile sich auf da |
83,6 | für die Beispiele s Gewicht) |
85,7 | |
Pigmentdis persion |
85,7 | 92,1 | 85,7 | 95,7 |
Ac rylharζ 55,7 (vorher gelöst in den nachstehend aufgeführten Lö sungsmitteln) |
Gew. -5'o Feststoffe 40 | 55,7 | , | |
Modifikator | Gewichtsverhältnis 30/7O | 4o,o | 83,6 | |
Toluol | 83,6 | 92,1 | ||
Celloaolveacetat | 92,1 | 40 | ||
4o | 30/70 | |||
30/70 |
von Pigment/Bindemittel
Gew.-$ Modifikator k0 k0 O
in dem Bindemittel
3 0 9882/1285
Die Formulierungen wurden durch Verwendung einer Ziehklinge
(drawdown blade), um zum Beispiel schließlich einen trockenen Film mit einer Dicke von 50,8 /a ' (2 uil)
zu erreichen, auf Glasplatten, um die nachfolgende Entfernung zum Vermählen zu einem Pulver zu erleichtern,
und auf Stahlplatten, um zur Charakterisierung der physikalischen Eigenschaften einen Film bereitzustellen,
gegossen. Zur Entfernung des Lösungsmittels wurden die Gußformen eine Stunde bei 177° C getrocknet (baked).
Nach Abkühlen wurde der Filmguß auf dem Glas entfernt und mit einer Wiley-Mühle gemahlen, um durch ein Sieb
mit einer Maschenweite von 0,84 mm (20 mesh) hindurchzugehen.
Kleine Haufen der Pulver wurden auf eine Metallplatte gebracht und 30 Minuten bei zunehmender Temperatur,
mit Zunahmen von rund Ik C (25° F increments) erhitzt,
um die Minimaltemperatur zu bestimmen, die die Fusion zu
einem weichen und glänzenden Film bewirkt« Für jeden Test wurde frisches Pulver verwendet. Die. Härte-Qualitäten
der Filme wurden wie in Beispiel 20 beschrieben bestimmt.
Die unter Verwendung der drei Formulierungen erhaltenen Ergebnisse sind nachfolgend zusammengestellt und demonstrieren
das überlegene Gleichgewicht von minimaler Erweichungstemperatur und maximaler Filmhärte bei Ver—
wendungstemperatüren bei Verwendung des oligomeren Acryl—
Modifikators. · -,
Pulvererweichungs— temperatur (°C) |
177-190,5 | 177 | > 218,5 |
Knoop—Härte—Zahl (25° c) |
20 | 6 | 21 |
Relatives Filmer— weichen bei: |
|||
60° C | Spur | mäßig—stark | keine |
71° C | leicht mäßig |
stark | ke ine |
309882/1285
Beispiel 24
;
Formulierungen wurden hergestellt und Pulver wurde aus denselben,wie in Beispiel 23 beschrieben,isoliert, jedoch
ohne Pigmentation und Verwendung eines kommerziell verfügbaren Celluloseacetatbutyrat-IIarzes mit 37 °/° Butyryl—
Gehalt und 13,5 0Jo Acetyl-Gehalt (Eastman Chemicals EAB-38I—2)
anstelle des Acryl—Harzes« Zur Modifizierung da?
Celluloseharzes wurde das Methylmethacrylat—Oligomere
von Beispiel 9» der Polyester-Weichmacher von Beispiel
2o und ein kommerzieller monomerer Phthalatester-Weicl?.—
macher mit einem Molekulargewicht von 471 (Monsanto
Santicizer 278) verwendet.
24A
24b
Modifikator · | Oligomeres von Bei spiel 9 |
Weichmacher von Bei spiel 20 |
Cellulose—Harz (vorher gelöst in den nach stehend genann ten Lösungs mitteln) |
70 | 70 |
Modifikator | 30 | 30 |
Toluol | 107 | |
Cellosolve— acetat |
63 | 6.3 |
Methyläthyl— keton |
63 | 63 |
24D
Monomerer Phthalatester kainer
70 100
30 63
6y
107
63 63
Die Auswertung der Pulvererweichungs-und Filmhärte—Eigen—
schaften?wie in Beispiel '23 beschrieben, ergab folgenden
Vergleiche i
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Formulierung 24A 24B 24C
Pulver— En<eichungs- temperatur (°C) |
163 | I63 | 163 | 20-'f. |
Knoop—Härte—Zahl (25° C) |
12 | 4 | 5 | 8 |
Relatives Film— erweichen, "bei 60° C |
sehr leicht |
leicht- mäßig |
leicht mäßig |
keiiias |
Die drei Modifikatoren sind gleich erfolgreich bei dar
Reduktion der Erweichungstemperatur, das Acryl—Oligom© C9
vermindert jedoch die Erweichungstemperatur mit einem
minimalen Verlust der Filmhärte—Qualitäten.
minimalen Verlust der Filmhärte—Qualitäten.
Lacke wurden hergestellt und Pulver wurden, wie in Beispiel
24 beschrieben, aus ihnen isoliert, wobei jedoch das in
diesem Beispiel verwendete Harz aus zwei Komponenten besteht i(a) ein statistisches Acrylcopolymere der Zusammensetzung
MMA/n—BMA/MAA mit einem Gewichtsverhältnis von
86/13/1 und einem Molekulargewicht von Mwä=90 000 und (b)
ein kommerziell verfügbares Celluloseacetatbutyrat—Harz
mit einem Gehalt von 5° °/° Butyryl und 3 c/>
Acetyl (Eastman Chemicals EAB-531). Das Acryl-Oligomere von Beispiel 9
und der in Beispiel 20 beschriebene Polyester—¥eichmaciier wurden als Modifikatoren gemäß den folgenden Formulierungen
verwandt.
Gew.-Teile
Acryl—Harz \vorher gelöst in den nachstehend 5O»O
Cellulose—Harz-/ aufgeführten Lösungsmitteln 25,0
Modi fikator 25,O
Toluol 243,0
Methyläthyl-Κθΐοη 22,5
Cellosolveacetat 22,5
Butanol 12,0
309882/1285
Mit Formulierung 25A wird, die Formulierung bezeichnet,
bei der der Modifikator Acryl-Oligonieres von Beispiel 9
ist} und mit Formulierung 25B wird die Formulierung bezeichnet,
bei der der Modifikator der in Beispiel 20 beschriebene Polyester ist.
Die Auswertung der Pulver—Erweichungseigenschaften und
der Filmhärte—Qualitäten, wie in Beispiel 23 beschrieben,
ergibt die folgenden Vergleiche:
Formulierung 25A 2j5B
Pulvererweichungstemperatur (°C) Knoop-Härte-Zahl (25° C)
Relatives Erweichen bei 6O° C
Die den neuen oligomeren Modifikator enthaltende Formulierung
besitzt nicht nur bemerkenswert höhere Härte, sondern besitzt ebenfalls leicht niedrigere Schmelztemperatur.
Die Terminologie "thermoplastisches Harz" umfaßt nicht nur permanent thermoplastische Böschichtungsharze, sondern
Harze? welche eine thermoplastische Phase durchmachen und
fließfähig sind, um Überzüge zu bilden, welche schließlich wärmehärtbar werden.
190,5 | 190,5-204 |
15 | 7 |
Spur | mäßig |
309882/1285
Claims (1)
- ~39~ . 232274Patentansprüche. Gemisch aus Aj einem Schmelzfluß- modifizierenden Vinyl—Oligomeren mit niedrigem Molekulargewicht, einer durchschnittlichen Kettenlänge von etwa 4 bis etwa 25 Monomer—Einheiten (niers), einer engen Mole— kulargewichtsverteilung, so daß der Heterogenitäts— Index zwei oder weniger beträgt, und bei dem der berechnete Tg-¥ert über 30° C liegt, undBj einem thermoplastischen Harz oder einem Gemisch solcher Harze mit hohem Molekulargewicht wie Celluloseester, Nylons, Epoxies, Silicone, Polysulfide, Vinylharze, Aceta polymere, Polycarbonate, Polysulfone, Polyphenylenoxid, Polyimide, Polyxylylene, Polyolefine, Polyvinylhalogenide, Acrylharze, chlorierte Polyäther, Polyhalogenolefine, Alkydharze oder Polyester, wobei Ay im Verhältnis zu·Bj in einer kleineren Menge vorhanden ist.2. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Oligomere aus einem oder mehreren der Monomeren Styrol, Acrylnitril, Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylpyrrolidon, Vinylbutyral oder jenen der FormelRO .If1H2C=C-C-OR1worin R1 ein Wasserstoffatom, einen Alkyl—, Aminoalkyl—, Hydroxyalkyl—, Cycloalkyl— oder einen Arylrest und R ein Wasserstoffatom oder einen Methylrest bedeuten.3. Gemisch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heterogenitätsindex weniger als 1,5» der berechnete Tg—Wert größer als 50° C und worin die Durchschnitts— kettenlange des Oligomeren von etwa 5 bis etwa 15 Monomereinheiten (mers) betragen.309882/12854. Gemisch, nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Oligomere ein Homo—Oligomeres eines Esters von Acrylsäure oder Methacrylsäure mit einem Alkanol oder ein Co-Oligomeres desselben mit einer anderen Vinylverbindung ist.5. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß das Oligomere ein Homo—Oligomeres eines Esters wie Methylmethacrylat, Äthylme thacrylat, Isopropyl— methacrylat, tert,-Bu ty ltne thacrylat, Isobutylmeth— acrylat oder tert,—Butylacrylat ist.6. Gemisch nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein Celluloseester, ein Polyacrylharz mit einem Gewichtsmittel des "Molekulargewichtes von 50 000 bis 2 000 000 oder Gemische derselben ist.7. Gemisch, nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Oligomere Methylmethacrylat und das Harz— Celluloseacetat-butyrat, Polymethylmethacrylat oder Gemische derselben sind.8. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form eines Pulvers vorliegt.9. Gemisch nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß es in Form eines Pulvers vorliegt.10. Lack, enthaltend ein organisches Lösungsmittel und das darin gelöste Gemisch nach Anspruch 1.11. Lack, enthaltend ein organisches Lösungsmittel und das darin gelöste Gemisch nach. Anspruch 7.12. Verfahren zum Beschichten eines Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Film des Gemisches nach Anspruch 8 bis 11 auf* einen Gegenstand aufbringt und denselben härtet.309882/128,5" ki " ■ 232274QDispersion von Partikeln des Gemisches nach Anspruch 1 oder 7 in einer wässrigen oder organischen Flüssigkeit.14. Verfahren zum Beschichten eines Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Film des Gemisches nacii Anspruch 13 auf einen Gegenstand aufbringt und denselben härtet.Für -Rohm and Haas Company-Philadelphia, Pa., V.St.A.Rechtsanwalt309882/1285
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