DE2454880C2 - Pulverfoermiges ueberzugsmittel - Google Patents

Description

H₃C

CH₃

(CH₂),, — C — χ — (CH,),,, — .ν — C — (CH,),,

O
in der η eine ganze Zahl zwischen 0 und 6, m eine O
prozent, bezogen auf den Polyester, einer Verbin-

ganze Zahl zwischen 2 und 12 und χ Sauerstoff oder 20 dung der allgemeinen Formel enthalten sind.

eine NH-Gruppe bedeutet, als Verlaufmittel enthalten sind.

2. Pulverförmiges Oberzugsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 0,5 bis 2 Gewiehts-

3. Pulverförmiges Überzugsmittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verlaufmittel eine Verbindung der Formel

CH,

enthalten ist.

OH	CH,	CH,	NH — (CH,),, -	H3C-	CH,	OH	CH.,
						L
	1 j					Ά
	CH,	/-* Il		— C- Il	CH,		CH,
V		Il O		Il O
I CH2	-CH,				-CH2-	V
					I CH2
			-NH

Gegenstand der Erfindung sind pulverförmige Überzugsmittel zur Beschichtung von Metalloberflächen bei hohen Temperaturen, bestehend aus einem gesättigten, hochmolekularen, thermoplastischen Polyester und ßblichen Hilfs- und Zusatzstoffen.

Derartige Überzugsmittel werden für die Herstellung lackähnlicher Überzüge von Metallen im Wirbelsinter-, Flammenspritz- oder dem elektrostatischen Beschichtungsverfahren verwendet. Die Überzüge zeichnen sich durch gute Haftung, gute Wärme- und Lösungsmittelbe- »tändigkeit sowie durch ausgezeichnete mechanische und elektrische Eigenschaften aus.

In der Praxis hat es sich gezeigt, daß solche pulverförmigen Überzugsmittel neben ihren guten Eigenschaften einige wesentliche Nachteile aufweisen. Einer dieser Nachteile besteht darin, daß sie infolge der relativ hohen Schmelzviskosität der als Bindemittel verwendeten Polyester beim Beschichten einen schlechten Verlauf auf dem erhitzten Metallgegenstand aufweisen (Industrie-Lackier-Betrieb, Nr. 12, 1973, S. 512 ff.). Dadurch erhält man wellige Oberflächen; ein derartiges Aussehen wird als Orangenschaleneffekt bezeichnet. An gleicher Stelle werden Verlaufmittel für duroplastische Polyesterpulver beschrieben. Diese können nur bis etwa 200⁰C eingesetzt werden. Verlaufmittel, die bis 400⁰C wirksam sind, werden nicht Dieser Nachteil kann vermieden werden, wenn dem Überzugsmittel Verlaufmittel zugesetzt werden, welche die Schmelzviskosität herabsetzen. So werden in der US-PS 36 54 198 zur Verbesserung der Verlaufeigenschaften gemeinsam Celluloseester und organische Weichmacher eingesetzt. Um eine ausreichende Wirkung zu erzielen, ist es jedoch erforderlich, daß relativ große Mengen Verlaufmittel eingesetzt werden, so daß es zu einer deutlichen Verschlechterung lacktechnologischer Eigenschaften, wie z. B. der Elastizität, kommt. Außerdem haben diese Zusätze den Nachteil, daß sie sich bei den für die Verarbeitung notwendigen hohen Temperaturen zersetzen bzw. verflüchtigen. Dies führt zu der unangenehmen Erscheinung des Qualmens beim Aufbringen des Überzuges. Gerade letzteres muß auf Grund der heute geltenden Umweltschutzbesümmungen vermieden werden.

Es sind auch andere hochmolekulare Zusätze bekannt, mit denen sich der Verlauf pulverförmige hochmolekulare Polyester enthaltender Überzugsmittel verbessern läßt. So beschreibt beispielsweise ein technisches Merkblatt der Dynamit Nobel AG für den Polyester P 1300 Acrylatharze als Verlaufmittel. Aber auch diese Produkte neigen bei den hohen Verarbeitungstemperaturen zum Qualmen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verlaufmittel zu finden, welches unter Aufrecnterhal-

tung guter lacktechnologischer Eigenschaften der pulverförmigen Überzugsmittel 0,1 bis 5 Gewichtspro-Überzugsmittel die Möglichkeit bietet, bei der Verarbei- zent, bezogen auf den Polyester, einer Verbindung der tung das Qualmen zu vermeiden. allgemeinen Formel Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß in dem

OH

CH, [ CH₃

(CH₂),, -c-x- (CH₂),,, -x-c- (CH₂)

CH₃

jn der π eine ganze Zahl zwischen 0 und 6, m eine ganze Verbindung der allgemeinen Formel als Verlaufmittel

Zahl zwischen 2 und 12 und χ Sauerstoff oder eine eingesetzt. Im speziellen werden als Verlaufmittel

NH-Gruppe bedeutet, als Verlaufmittel enthalten sind. nachstehend aufgeführte Verbindungen verwendet:

Vorzugsweise werden 0,5 bis 2 Gewichtsprozent einer

H₃C-

OH CH₃ [ CH₃

CH,

OH

CH₃ I CH₃

CH₃

CH₃ H₃C-

CH₃

-CH₃

CH₃

H₃C-

CH₃

CH₂ — CH₂ — C — NH — (CH₂),, — NH — C — CH₂ — CH₂ O O

OH

CH₃

CH₃

CH₃

CH₃ H₃C-

CH₃

OH

CH₃

CH₃

-CH₃

CH₃

H₃C-

CH₂ — CH₂ — C — NH — (CH₂I₁₂ - NH — C — CH₂ — CH₂

O O

OH

CH,

CH,

CH₃ OH CH₃ [ CH₃

-CH₃ H₃C-

CH₃ CH₃

CH₂ — CH₂ — C — O — (CH₂),, — O — C — CH₂ — CH₂ O O

-CH₃

CH₃

Wenn der Index n*=0 ist, bedeutet dies den Wegfall der —(CH2)-Gruppe. Mit anderen Worten, der Carboxylat-Rest ist unmittelbar mit dem Phenylrest verbunden.

Die erfindungsgemäßen Überzugsmittel enthalten als Bindemittel lineare, hochmolekulare, thermoplastische Polyester. Im Dicarbonsäureanteil enthalten diese Polyester Reste der Terephthalsäure und einer anderen aromatischen und/oder cycloaliphatischen Dicarbonsäure, wie beispielsweise Isophthalsäure, Naphthaline^- carbonsäure-(l,5), Naphthalindicarbonsäure-(2,6), Hexahydroterephthalsäure, Hexahydroisophthalsäure u. ä. weiterhin können noch 0 bis 40 Molprozent einer linearen aliphatischen Dicarbonsäure, wie beispielsweise Adipinsäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Decandicarbonsäure u. ä. enthalten sein. Die Diolkomponente besteht aus aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Diolen, wie beispielsweise Äthylenglykol, Propandiol-(1,2), Propandiol-(U), Butandiol-(1,4), Hexandiol-(1,6), Neopentylglykol oder l,4-Bis-(hydroxymethyl)-cyclohexan (CHDM).

Besonders geeignet sind solche Copolyester, die in der Säurekomponente zu gleichen Teilen aus Terephthalsäure einerseits und andererseits aus Isophthalsäure bzw. Hexahydroterephthalsäure bestehen, wobei bis zu 10% der Terephthalsäure durch eine aliphatische

20

Dkarbonsäure, wie beispielsweise Decandkarbonsäure, ersetzt sein können, während der Diolanteil überwie gend aus CHDM. vorzugsweise aus 100 Molprozent CHDM besteht

Im Rahmen der voriiegenden Erf%dung wird kein Schutz für die Herstellung bzw. rfje Zusammensetzung der Polyester beansprucht Die Herstellung derartiger Polyester ist z. R aus US-PS 29 01466 bekannt

Als Bindemittel sind solche Polyester geeignet welche eine reduzierte spezifische Viskosität von 0,4 bfe, \X voi£ugsweise 05 bis OJdVg aufweisen. (Die reduzierte spezifische Viskosität [RSV-Wen] wird an einer 0,23%igen Lösung in einem 60/40-Gemisch von Phenol/Tetrachk» äthan bei 25°C bestimmt)

Die erfmdungsgemäßen Überzugsmittel können ferner übliche Hufe- and Zusatzstoffe, wie beispielsweise Pigmente, Nukleieningsmittel usw., enthalten.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Überzugsmittel werden Polyester, die erfindungsgemäßen Verlaufmittel und gegebenenfalls übnche Hflfs- und Zusatzstoffe nach bekannten Methoden miteinander vermischt Anschließend wird das Gemisch in einem Extruder aufgeschmolzen und granuliert Die erhaltenen Granulate werden in bekannter Weise bei tiefen Temperaturen unter Verwendung von flüssigem Stickstoff als Kühlmittel pulverisiert

Ein anderes Misch- und Pulverherstellungsverfahren wird in den DT-OS 22 53 361 und 23 35 876 beschrieben. Die nach diesen Verfahren hergestellten Pulver können ebenfalls als Überzugsmittel eingesetzt werden

Die erfindungsgemäßen pulverförmigen Überzugsmittel können nach dem Wirbelsinter-, Flammspritzoder dem elektrostatischen Beschichtungsverfahren auf metallische Werkstücke aufgebracht werden. Die Aufschmelztemperaturen liegen dabei im Bereich von etwa 200 bis 400°C

Die mit Htife der erfmdungsgemäßen Oberzugsmittel hergestellten Lackoberflächen zeigen bei guten lacktechnologischen AJlgemeineigenschahen eine hervorragende glätte Oberfläche. Während des Aufschmetzens *> tritt das störende Qualmen praktisch nicht auf.

Beispiele

Zur Durchführung wurden nachstehend in ihrer Zusammensetzung aufgeführte Polyester hergestellt (Mengenangaben in Molprozent):

Tabelle 1

35

I	I!	in	IV	V
40	50	40	70	70
50	—	—	20	_
	50	50	—	30

- 10

10

100 100 100 100*) 100·)

0,64 0.66 0.67 0.70

Terephthalsäure Isophthalsäure Hexahydrotere-

phthalsäure

Decandicarbon- ·

säure

CHDM

RSV-Wert (dl/g) ·) ButandioKL4).

1000 Gewichtsteile eines getrockneten Polyesters der Tabelle 1 werden in einem Schnellmischer mit dem Verlaufmittel und gegebenenfalls mit TiOj als Pigment vermischt Die Mischung wird dann bei 200 bis 22O=C in einem Extruder zu einer homogenen Schmelze !.erarbeitet, die mit Wasser abgeschreckt und dann granuliert wird. In einer PraflteUermühle wird das Granulat unter Kühlen des Mahlgutes mit flüssigem Stickstoff zu PuK er der Korngröße 60 bis 315 μα vermählen.

Mit dem gewonnenen Pulver wird nach dem Wirbelsinterverfahren - entsprechend DTPS 9 33 019 — eine Metaübeschichtung durchgeführt. Dazu wird ein 1 mm starkes, gesandstrahltes und mit Aceton entfettetes Stahlblech auf 350°C erhitzt und 2 Sekunden lang in das Wirbelbett eingetaucht Nach Aufschmelzen des Pulvers wird das beschichtete Blech durch Luft abgekühlt (Beispiele mit den Polyestern 1 bis III) oder mit Wasser abgeschreckt (Beispiele mit den Pol> estern IV + V).

Es werden glatte und glänzende Beschichtungen des Eisenbleches, Schichtdicke etwa 250 bis 300 um.

erhalten.

Die Prüfdaten der Beschichtung, wie Qualmzeit beim Beschichten sowie Erichsentiefung (nach DIN" 53 156) und Beschaffenheit des Überzuges, sind in der Tabelle 11 zusammengestellt Ab Qualmzeit wird derjenige Zeit raum angegeben, in dem das beschichtete Metalisiück nach dem Heransnehmen aus dem Wirbelbett starke Rauchentwicklung zeigt

Die in der Tabelle II mit Buchstaben bezeichneten Versuche sind Vergleichsversuche

Tabelle II Versuchs- PoNester Verlauf- Menge Pigment- Quaknzeh Erichsentiefung Oberflacbenaescr.afier,- Nr (10K) O- mittel·} (Gewichts- menge ^nen

wkhtsteOe) teile) (Gewichts-

tefle) (see) (mm)

II

HI

H!

IU

rv

IV

a
a
a
a
a
a
a
b
c
a
b
c

10 10 10 10 10 10 15 5 10 10 10 10 10

80 80 80 14

12

16

10

YI

11

13

10

15

giatt glatt glatt giatt giatt glatt giatt glatt glatt glatt glatt glatt giatt

Fortsetzung

Versuchs- Polyester JL,T_tVel\ (Gewichts- menge

(sec)

A	1	—	—
B	Π	—	—
C	UI	—	—
D	1	d	10
E	1	e	10
F	1	f	·*
G	1	era	10
	♦) Verlaufmittel OH CH, 1	CH,

CH,

CH,

CH, (I) CH, _CH₂ __ CH₂ - C, - NH - (CH₂),, - NH - C - CH₂ - CH₂

b: H₅C—

CH,

CH₂-CH₂-C-NH-(CH₂₁₁₂-NH-C-Ch₂-CH₂

OH OH CH, [ CH,

c: H₁C

_CH2_CH₂-C-O-,CH₂,-O-C-CH₂-CH₂

,. Seiles Verlaufmittel auf Basis eines Polyacry.esters. *·, Mengenangaben siehe bei Verlaufrmttel <L

	5	OH	3,2	sehr starker Orangen
		cn. ;		Schaleneffekt
	7	-4-Λ-	6,0	sehr starker Orangen
			schaleneffekt
	7	7,0	sehr starker Orangen
			schaleneffekt
	60	4,0	starker Orangen
			schaleneffekt
	54	4,0	starker Orangen
			schaleneffekt
	85	1.2	schwacher Orangen
			schaleneffekt
	70	2,0	schwacher Orangen
			schaleneffekt
	CH3
HjC-	H CH,

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Pulverförmiges Überzugsmittel zur Beschich- und Zusatzstoffen, dadurch gekennzeich-

tung von Metalloberflächen bei hohen Temperatu- 5 net, daß 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf

ren, bestehend aus einem gesättigten, hochmolekularen, thermoplastischen Polyester und üblichen Hilfs-

OH

den Polyester, einer Verbindung der allgemeinen Formel