DE2457381B2 - Verfahren zur herstellung einer pulveranstrichmasse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Pulveranstrichmassen, die zur Herstellung von Schutz- und Dekorationsoberflächenüberzügen auf einer Vielzahl von Substraten, einschließlich Glas, Metall und anderen Substraten, welche die Härtungstemperatur des Pulvers aushalten können, geeignet sind. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung homogener wärmehärtbarer Pulveranstrichmassen, die unter Bildung von Überzügen härten, welche hervorragende Außenbcstäniligkeit, Haftung, Schlagfestigkeit und Farbanpassung aufweisen.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die Einführung einer flüssigen Masse, die wenigstens ein vernetzbares Copolymeres und ein inertes Lösungsmittel enthält, ir eine zur Verdampfung des inerten Lösungsmittels geeignete Verdampfungszone, Weiterleitung der flüssigen Masse in eine Trennzone, in welcher der inerte Lösungsmitteldampf entfernt wird und die nichtflüchtigen Bestandteile aus der Masse in geschmolzenem Zustand daraus mechanisch verdrängt werden. Kühlung der nichtflüchtigen Komponenten und Pulverisierung unter Bildung eines Pulvers. Dabei ist die Trennzone eine konische Kammer, die eine kegelförmige Schraube oder Schnecke aufweist, welche die geschmolzenen nichtflüchtigen Bestandteile unter Druck aus der Kammer treibt.

Pulverüberzugsmassen wurden in den letzten Jahren aus verschiedenen Gründen einschließlich solchen, welche die Ökologie, Gesundheit und Sicherheit betreffen, zunehmend erwünscht. Insbesondere sind Pulverüberzugsmassen gegenüber flüssigen Anstrichmassen bevorzugt, welche flüchtige Lösungsmittel enthalten, die nach Anwendung verflüchtigt werden müssen und somit dazu führen, daß Lösungsmittel in die Atmosphäre entweichen und Gesundheits- und Sicherheitsgefahren sowie unerwünschte Verschmutzungsprobleme ergeben. Andererseits sind Pulverüberzugsmassen durch Wärme in einer Weise härtbar, so daß wenig, falls überhaupt, flüchtiges Material an die Umgebung abgegeben wird.

Während Pulveranstrichmassen vorgeschlagen worden sind, liefern aus derartigen Massen gebildete Überzüge verschiedene Probleme, von denen die meisten wenigstens teilweise auf die Verfahren, durch die sie hergestellt worden sind, zurückgehen. Zu bisher

iekannten Methoden gehören Kugelvermahlen, Vermischen unter Anwendung von Z-Flügeln und Extrudieren, wobei sämtliche mit bestimmten Nachteilen behaftet sind.

Das Vermählen in der Kugelmühle ist die einfachste dieser drei Methoden. Bei der Herstellung von Pulverüberzügen auf Epoxybasis werden beispielsweise sämtliche Bestandteile, z. B. granuliertes Epoxyharz, Härter oder Härtungsmittel, Pigmente und andere Zusätze in eine mit keramischem Material ausgekleidete Kugelmühle gegeben. Keramikmahlmedien verschiedener Größen und Formen werden im allgemeinen zum Vermählen der Materialien während 10 bis 15 Stunden unter Erzeugung eines Gemischs verwendet Obgleich andere Arten der Kugelvermahlung zur Herstellung eines ähnlichen Gemischs in kürzerer Zeit verwendet werden können, ist diese Methode sehr zeitraubend und nicht für ein kontinuierliches Verfahren geeignet. Auch liefert ein derartiges Verfahren keine gute Dispersion von Pigmenten und anderen Zusätzen, wie beispielsweise Vernetzungsmitteln. Daher härten die auf diese Weise hergestellten Pulver unter Bildung von Überzügen mit außergewöhnlich geringem Glanz und geringer Opazität. Ferner gestattet ein derartiges Verfahren keine zufriedenstellende Färb- und Schattierungsanpassung.

Bei der Vermischung unter Anwendung von Z-Flügeln wird das Harz zunächst in einem Z-Flügelmischer auf wenigstens seinen Schmelzpunkt erhitzt, und wenn es geschmolzen ist, werden sämtliche andere Bestandteile mit Ausnahme des Härtungsmittels langsam zugegeben. Im allgemeinen erfordert die Dispersion etwa 6 Stunden, wonach die Temperatur des Z-Flügelmischers herabgesetzt wird und das Härtungsmittel zugefügt wird. Sobald das Härtungsmittel richtig vermischt ist, wird die Schmelze gekühlt, pulverisiert und klassiert. Die nach diesem Verfahren hergestellten Massen ergeben im allgemeinen Überzüge m t unzureichenden Pigmentdispergierungs- und Glanzerfordernissen für Decküberzugsanwendungen, wie beispielsweise für Automobile. Wie im Fall der Kugelvermal" lung ist es auch schwierig, ausreichende Färb und Sduittierungsanpassung mit diesem Verfahren zu erhalten. Auch muß, da daß Verfahren ein absatzweise arbeitendes Verfahren ist, die Mühle wegen der Ansammlung von wärmeempfindlichem Material nach jedem Durchgang gründlich gereinigt werden.

Bei der Extrudiermethode wird das verwendete Harz mit sämtlichen anderen Bestandteilen vermischt und in einen erhitzten Extruder eingebracht, wo hohe Scherkräfte zum Vermischen der viskosen geschmolzenen Komponenten angewendet werden. Obgleich die nach diesem Verfahren hergestellten Pulver im allgemeinen höhere Qualität als solche ergeben, die nach Verfahren, welche Kugelvermahlungs- oder Mischstufen unter Anwendung von Z-Flügeln enthalten, hergestellt werden, weist das Verfahren noch verschiedene schwerwiegende Nachteile auf. Erstens verursachen die zur Herbeiführung der Vermischung notwendigen hohen Scherkräfte einen Verlust an Farbanpassung im fertigen Pulver. Zweitens hängt bei einem derartigen Verfahren die Gründlichkeit der Vermischung sowie die Geschwindigkeit, mit der ein richtig vermischtes F.xtrudat erzeugt werden kann, vom Ausmaß der auf das Material angewendeten Scherkraft ab, was wiederum eine Funktion der Geschwindigkeit ist, bei der sich die Extruderschnecke dreht. Um eine rasche gründliche Vermischung von viskosem Harz und geschmolzr-i

Vernetzungsmittel zu erreichen, ergeben sich für da;; Extrudierverfahren hohe Krafterfordernisse, und es isn daher aufwendig. Drittens ist das Verfahren auch teuer wegen der relativ hohen Kosten der Extrudiereinrich· tung. Schließlich ist das Verfahren wegen der irgendeinem gegebenen Extruder eigenen Leistungsbegrenzungen nicht leicht an veränderte Behandlungsgeschwindigkeiten anzupassen. Somit muß die Eingabe in den Extruder bei einem derartigen Verfahren auf die Kapazität des Extruders bemessen sein.

Die in den BE-PS 8 18 969 und 8 18 968 beschriebenen Verfahren, beseitigen viele die mit diesen bisherigen Verfahren verbundenen Schwierigkeiten, indem sie vollständigere und gleichmäßigere Dispergierung von Anstrichzusatzmitteln herbeiführen. Die beiden Verfahren umfassen die Einführung flüssiger Massen, die wenigstens ein vernetzbares Copolymeres und gleichmäßig dispergiertes Pigment enthalten, in eine zur Verdampfung der darin enthaltenen Lösungsmittel geeignete Verdampfungszone; Weiterleitung der Flüssigkeit in eine Trennzone; Entfernung des Lösungsmil teldampfes; Entfernung der nichtflüchtigen Bestandteile: der Aiistrichmasse in einem geschmolzenen Zustand auf Grund der Schwerkraft; Kühlen der nichtflüchtigeri Bestandteile und Pulverisierung unter Bildung eines Pulvers. Die erstere Patentanmeldung betrifft Verfahren, in denen gegebenenfalls entweder ein Selbstvernetzendes Copolymeres oder ein vernetzbares Copolymeres und ein Vernetzungsmittel dafür in der flüssigen Anstrichmasse enthalten sind und direkt durch Verdampfungs- und Trennzonen vor der Kühlung und Pi'lverisierung behandelt werden. Ein derartiges Verfahren besitzt offensichtliche Vorteile indem sämtliche Zusatzmittel einschließlich Vernetzungsmittel, falls verwendet, gleichmäßig in dem geschmolzenen Harz dispergiert sind. Jedoch besitzt ein derartiges Verfahren den Nachteil, daß, während das geschmolzene Material von der Trennzone abgezogen wird, vorzeitige Gelierung oder Vernetzung auftreten kann. Das Verfahren der zweiten Patentschrift verhindert dieses Problem, indem flüssige Massen, welche vernetzbare Copolymere jedoch keine Vernetzungsmittel enthalten, behandelt werden, und dann das Pulver und Vernetzungsmittel bei einer Temperatur über dem Schmelzpunkt beider Komponenten vermischt werden, die erhaltene geschmolzene homogene Masse unter Bildung eines Feststoffs gekühlt wird und dann unter Bildung des fertigen Pulvers pulverisiert wird. Während dieses Verfahren vorzeitige Vernetzung beseitigt, sind die angewendete Einrichtung und das Verfahren wegen der Anzahl der in Betracht kommenden Stufen unwirtschaftlich.

Somit besteht eine Aufgabe der Erfindung in einem Verfahren zur Herstellung von Pulvern, bei dem vollständige und gleichmäßige Dispergierung sämtlicher Anstrichzusätze, einschließlich gegebenenfalls vorliegender Vernetzungsmittel, in wirksamer Weise und bei einem Minimum an Kosten durchgeführt wird, ohne daß eine Zersetzung der Masse oder vorzeitige Vernetzung eintritt.

Die obige Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung einer Pulveranstrichmasse erreicht, bei dem:

(A) eine flüssige Masse, die eine Lösung eines inerten Lösungsmittels und eines vernetzbare funktione'Ee Gruppen enthaltenden Copolymeren mit einer Glasübergangstemperatur im Bereich von 40 bis 90^; C und einen numerischen mittleren Molekular-

gewicht von etwa 1000 bis etwa 15 000 aufweist, in eine zur Erhitzung der Lösung unter Verdampfung des inerten Lösungsmittels geeignete Verdampfungszone eingeführt wird;

(B) die Lösung in der Verdampfungszone auf eine Temperatur

(1) oberhalb des Schmelzpunktes des Copolymeren jedoch unterhalb des Punktes, bei dem Zersetzung oder Gelierung des Copolymeren eintritt und

(2) oberhalb der Temperatur, bei der das inerte Lösungsmittel zu verdampfen beginnt,

erhitzt wird;

(C) die Lösung aus der Verdampfungszone in eine Trennzone geführt wird und, während die Temperatur innerhalb der Trennzone oberhalb des Schmelzpunktes des Copolymeren gehalten wird,

(1) der Lösungsmitteldampf aus der Trennzone entfernt wird und

(2) die nichtflüohtigen Bestandteile, während sie sich in geschmolzenem Zustand befinden, aus der Trennzone entfernt werden;

(D) die nichtflüchtigen Bestandteile unter Bildung eines festen Materials gekühlt werden und

(E) das feste Material unter Bildung eines homogenen Pulvers pulverisiert wird.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die nichtflüchtigen Bestandteile mechanisch aus der Trennzone getrieben werden, wobei eine Trennzone angewendet wird, die eine konische Kammer aufweist, welche eine konische rotierende Schnecke enthält und in der das nichtflüchtige Material mechanisch die rotierende Schnecke herunter und aus der konischen Kammer getrieben wird.

Es ist im allgemeinen zweckmäßig, auch Zusätze, wie beispielsweise Pigmente, Strömungsregelmittel, antistatische Mittel, Katalysatoren, Plastifizierungsmittel und Vernetzungsmittel u. dgl. in die zu behandelnde flüssige Masse einzuschließen. Es kann jedoch erwünscht sein, das Vernetzungsmittel mit dem Material nach Verfluchtigung oder bevor das Pulver gebildet wird zu vermischen, falls irgendeine Gefahr vorzeitiger Gelierung oder Vernetzung auf Grund der extremen Bedingungen der Verdampfungs- und Trennzonen besteht als Vernetzungsmittel werden bevorzugt geradkettige aliphatische Dicarbonsäuren verwendet. Selbstverständlich ist kein Vernetzungsmittel erforderlich, wenn das verwendete Copolymere selbstvernetzend ist.

Weitere Aufgaben und zugehörige Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, in denen

Fig. 1 ein schematisches Diagramm einer zur Durchführung der Erfindung geeigneten Vorrichtung,

F i g. 2 eine vergrößerte teilweise Querschnittsansicht der Verdampfungseinrichtung von F i g. 1 und

F i g. 3 eine vergrößerte teilweise Querschnittsansicht der Trennvorrichtung nach F i g. 1 wiedergibt

Im Verfahren der Erfindung geeignete Massen

Massen, die nach dem Verfahren der Erfindung fco behandelt werden können, sind Flüssigkeiten, die sämtliche oder nahezu alle Bestandteile des gewünschten Pulveranstrichs gelöst in einem inerten Lösungsmittel enthalten. Es können verschiedene bekannte flüssige Anstrichmassen einschließlich solchen, die Epoxy- und fts Polyestercopolymere enthalten sowie die bevorzugten Acrylcopolymeren verwendet werden, solange die Copolymeren die entsprechenden Gtasuhergangstemperaturen und Molekulargewichte zur Bildung der Pulver besitzen.

Ein Beispiel für eine Art einer flüssigen Anstrichmasse, welche keinen geeigneten Pulveranstrich ergibt, wenn sie gemäß der Erfindung behandelt wird, ist die in der US-PS 28 57 354 beschriebene Masse. Die Anstrichmasse der Beispiele 4 und 5 dieser Patentschrift bilden keine trockenen Pulver wenn sie gemäß der Erfindung behandelt werden, während aus den Massen der Beispiele 1, 2, 3 und 6 hergestellte Pulver bei Aufbringung auf eine Metallplatte nicht unter Bildung eines glatten Films zusammenschmelzen, wenn die Platten bei 150 bis 200⁰C während 20 Minuten eingebrannt werden. Die eingebrannten Überzüge ergeben schlechte Haftung, mangelnde Biegsamkeit und sehr geringen Glanz.

Die Copolymeren der für das Verfahren geeigneten flüssigen Massen besitzen eine Glasübergangstemperatur (Tg) im Bereich von 40 bis 90°C und ein numerisches mittleres Molekulargewicht (M_n) zwischen etwa 1000 und etwa 15 000. Bevorzugt sollte das Copolymere ein Molekulargewicht zwischen etwa 2000 und etwa 8500 aufweisen. Eine bevorzugte Glasübergangstemperatur liegt zwischen etwa_50°C und etwa 8O⁰C, wobei das Molekulargewicht (M_n) im Bereich von 3000 bis 6500 liegt. Die am stärksten bevorzugte Glasübergangstemperatur liegt jedoch bei 55 bis 70°C bei einem Molekulargewicht (M_n)Im Bereich von 3000 bis 4000.

Das Pigment wird vorzugsweise in der Copolymerlösung dispergiert und somit eine gleichmäßige und genaue Färb- und Schattierungsanpassung vor der Bildung des Pulvers erleichtert. Die pigmentierte Flüssigkeit kann auf Testplatten aufgebracht und mit Standardtestplatten hinsichtlich der Färb- und Schattierungsanpassung nach dem Fachmann auf dem Gebiet der Farbanpassung flüssiger Anstrichmassen bekannten Verfahren verglichen werden.

Die Copolymerlösung kann auch ein Strömungsreguliermittel enthalten. Derartige Strömungsreguliermittel sollten ein Molekulargewicht von über etwa 100 aufweisen. Bevorzugt sollte das Molekulargewicht (M_n) jedoch über etwa 1000 und am stärksten bevorzugt zwischen etwa 6000 und etwa 20 000 betragen. Ferner können ein Vernetzungsmittel für das Copolymere sowie verschiedene andere Zusätze, wie beispielsweise Katalysatoren und antistatische Mittel, in der Copolymerlösung dispergiert oder gelöst werden. Diese Materialien können gegebenenfalls mit dem gleichmäßig pigmentierten Pulver nach Behandlung vermischt werden. Die Qualität des aus den Pulvern erhaltenen Überzugs ist jedoch im allgemeinen größer, wenn diese Materialien vor der Behandlung dispergiert werden. Die überlegene Qualität ist ein Ergebnis der gründlicheren und gleichmäßigeren Dispergierung der Zusätze.

Wie oben angegeben, enthalten die bevorzugten Flüssigkeiten zur Behandlung gemäß der Erfindung Acrylcopolymere. Diese Acrylcopolymeren können selbstvernetzend sein oder sie können durch geeignete Vernetzungsmittel vernetzt werden. Beispiele für Copolymere, welche in den nach dem Verfahren der Erfindung behandelten flüssigen Massen enthalten sein können, sind solche gemäß den US-PS 37 30 930 und 37 5« 635. BE-PS 7 87 552, US-PS 37 81 379, 37 87 520 37 58633. 37 58 634, 37 81380 und 37 81379. BE-PS 8 19 619.8 19 624.8 19 625 und 8 19 626. Die Copolyme ren der jeweiligen in diesen Patentschriften angegebenen Anstrichmassen enthalten vernetzbare funktionelle Gruppen bestehend aus Epoxy. Hydroxyl-, Amid

und/oder Carboxylgruppen. Ferner können die jeweiligen in diesen Patentschriften angegebenen Anstrichmassen die obenerwähnten Zusatzmittel, wie beispielsweise Strömungsreguliermittel, Pigmente, Katalysatoren, antistatische Mittel, Plastifizierungsmittel und Vernetzungsmittel falls notwendig enthalten, und diese können auch in die behandelten flüssigen Anstrichmassen aufgenommen werden.

Wie oben angegeben, enthalten die gemäß der Erfindung zu behandelnden flüssigen Massen sämtliche ,₀ oder nahezu sämtliche Bestandteile der gewünschten endgültigen Pulveranstrichmasse. Daher gilt die in den oben angegebenen Patentschriften aufgeführte Chemie in gleicher Weise für die flüssigen Massen der vorliegenden Erfindung, wobei der einzige Unterschied im Einschluß des inerten Lösungsmittels bei der vorliegenden Erfindung liegt, daß letztlich entfernt wird. Zur vollständigeren Beschreibung der bevorzugten Massen zur Behandlung gemäß der vorliegenden Erfindung wird auf die oben angegebenen Patentschriften Bezug genommen.

Eine besonders geeignete flüssige Anstrichmasse für die erfindungsgemäße Herstellung von Pulveranstrichmassen besteht aus einem aus Glycidylacrylat oder Glycidylmethacrylat und einem äthylenisch ungesättigten Monomeren in solchen Verhältnissen gebildeten Copolymeren, daß ein Copolymeres mit einer Glasübergangstemperatur im Bereich von 40 bis 9O⁰C und einem numerischen mittleren Molekulargewicht im Bereich von 2500 bis 8500 gebildet wird, einem Vernetzungsmittel, Pigment und einem inerten Lösungsmittel.

Verfahren zur Behandlung von Massen

Die flüssige Masse, die vorzugsweise wie oben angegeben wenigstens eine vernetzbare funktionell 3s Gruppen aufweisendes Copolymeres, ein Pigment, ein Strömungsreguliermittel und ein Vernetzungsmittel in einem inerten Lösungsmittel dispergiert enthält, wird in eine geeignete Vorrichtung zur Überführung der flüssigen Anstrichmasse in ein Pulver eingeführt. Wie oben erwähnt, muß die flüssige Masse selbstverständlich nicht ein Vernetzungsmittel enthalten. In solchen Fällen, wo das Copolymere selbstvernetzend ist, ist natürlich ein Vernetzungsmittel nicht notwendig. Auch in solchen Fällen, wo die Gefahr erheblicher Vernetzung während der Behandlung besteht, kann es erwünscht sein, das Vernetzungsmittel anschließend an die Verflüchtigung zuzusetzen.

Die bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung dieser Funktion ist eine Modifikation eines Verdampfungs- und Trennsystems gemäß der US-PS 30 73 380. Obgleich bestimmte Teile dieser Patentveröffentlichung nachfolgend in größerer Einzelheit erörtert werden, wird hier auf den Inhalt der Patentschrift Bezug genommen. Es ist klar, daß diese Angaben lediglich als ein Beispiel einer geeigneten Art von Verdampfungsund Trennsystemen zur Modifizierung gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgenommen werden.

Unter Bezugnahme auf F i g. 1 wird die flüssige Masse in einen so bezeichneten Mischer eingebracht und dort unter Beibehaltung einer vollständigen und gleichmäßigen Dispergierung von Pigment, Vernetzungsmittel und anderen Zusätzen bewegt. Aus dem Mischer wird die Flüssigkeit in eine Vorratsanlage fiberführt wobei 6s lediglich eine ausreichende Menge der Masse in der Vorratsanlage gehalten wird, um eine kontinuierliche Materialbeschickung der restlichen Vorrichtung zu ermöglichen. Aus der Vorratsanlage wird die Flüssigkeit über Leitung 2 durch eine positive Verdrängungspumpe 4 mit variabler Geschwindigkeit in eine Verdampfungszone, die einen Plattenverdampfer 8 aufweisen kann, mit einer Geschwindigkeit, die vorzugsweise im Bereich von etwa 90 bis etwa 230 kg/h liegt, wobei die am stärksten bevorzugte Beschickungsgeschwindigkeit bei etwa 180 kg/h liegt, geführt. Wenn die Flüssigkeit aus der Vorratsanlage durch die Pumpe 4 mit variabler Geschwindigkeit gefördert wird, kann sie durch einen nicht gezeigten Reiniger bzw. Filter geleitet werden, um irgendwelche Fremdstoffe zu entfernen.

Während die flüssige Masse im Plattenverdampfer 8 ist, werden inertes Lösungsmittel und andere flüchtige Verunreinigungen verdampft, wenn die Masse zwischen den Platten, die einen gewundenen Durchgang bilden, hindurchgeht. Das Material wandert durch den Verdampfer als ein homogenes Gemisch aus den Dämpfen der flüchtigen Bestandteile und dispergierten Teilchen von geschmolzenem Polymerem und Zusätzen.

Der Plattenverdampfer, dessen Plattenanordnung teilweise im Querschnitt in F i g. 2 gezeigt ist, umfaßt eine Mehrzahl von Platten 10 die durch Dichtungen 12 im Abstand voneinander angeordnet sind. Die Platten sind als eine kompakte Einheit im Rahmen 14 durch Druckeinrichtungen 16 ausgebildet, welche die Platten gegen die Dichtungen 12 pressen. Diese Anordnung begrenzt eine Vielzahl von Hohlräumen, die abwechselnd Material- und Heizmediumdurchgänge bilden. Die erste Platte eines einen Materialdurchgang bildenden Paares besitzt eine Einlaßöffnung 18, und die zweite Platte besitzt eine Auslaßöffnung 20. Unter Verwendung der Dichtungen 12 sind abwechselnde Hohlräume für den Strom des Heizmediums, wie beispielsweise überhitzter Wasserdampf od. dgl., angeordnet.

Wie oben ausgeführt, ergeben wechselnde Durchgänge des Verdampfers 8 einen Weg für ein Heizmedium, wie beispielsweise überhitzter Wasserdampf, so daß durch den verbleibenden Durchgang hindurch geführte flüssige Anstrichmasse so erhitzt werden kann, daß die flüchtigen Komponenten verdampft werden. Das Heizmedium sollte die Masse auf eine Temperatur (1) oberhalb der Temperatur, bei der das inerte Lösungsmittel zu verdampfen beginnt, (2) oberhalb des Schmelzpunktes des Copolymeren, jedoch unterhalb des Punktes, bei dem Zersetzung eintritt und (3) unterhalb der Temperatur, bei der Gelierung auftritt, erhitzen. Die Temperatur, bei der die verschiedenen Massen behandelt werden können, hängt von den verwendeten inerten Lösungsmitteln, dem Vernetzungsmittel u. dgl. ab. Allgemein können die Massen im Rahmen der Erfindung oberhalb etwa 6O⁰C, insbesondere bei etwa 60 bis etwa 316°C behandelt werden. Vorzugsweise wird jedoch die Temperatur der Verdampfungs- und Trennzonen über etwa 104⁰C gehalten, und stärker bevorzugt wird die Temperatur bei etwa 121 bis 202° C gehalten.

Bei Betrieb wird der in der Zeichnung abgebildete Wärmeverdampfer in sogenannten »Materialw-Durchgängen angeordnet, worin eine zwischen der stromaufwärts liegenden Fläche einer Platte und der stromabwärts liegenden Fläche der folgenden Platte gehaltene Dichtung die flüssige Masse und den aus den flüchtigen Bestandteilen erzeugten Dampf aus einer Einlaßöffnung an einem äußersten Ende einer Platte zu einer Abzugsöffnung an dem entgegengesetzten äußersten Ende einer benachbarten stromabwärts liegenden Platte führt. Turbulente Strömung der flüssigen Masse

wird rasch eingeleitet, indem sie durch die äußerst geringe Querschnittsfläche des Durchgangs hindurch geht, wenn sie mit der relativ großen Oberfläche, durch welche die Wärme hindurchgeht, in Berührung kommt. Unter diesen Bedingungen erhöht sich die Temperatur des Materials rasch auf einen Punkt, wo der Dampf erzeugt wird. Abrupte Änderungen in der Strömungsrichtung und der Geschwindigkeit des Materials halten den Dampf zu jedem Zeitpunkt, während das Material sich innerhalb der Erhitzungs- oder Verdampfungszone befindet, in innigem Gemisch mit den geschmolzenen Polymerkomponenten. Die Geschwindigkeit und Turbulenz ermöglichen guten Wärmeaustausch und bewirken einen hohen Grad an Verflüchtigung sowie gründliche Vermischung sämtlicher nichtflüchtiger is Bestandteile. Die Turbulenz verhindert auch praktisch vollständig die Abscheidung von festen Materialien in einer Weise, die sich normalerweise aus der Verdampfung eines empfindlichen Materials auf einer heißen Oberfläche ergibt.

Das homogene Gemisch flüchtiger Bestandteile und geschmolzener Bestandteile in Kombination wandert aus dem Auslaß 22 in eine Trennzone, die eine konische Trennvorrichtung 26 aufweisen kann. Die Temperatur in der genauer in F i g. J wiedergegebenen konischen Trennvorrichtung wird oberhalb des Schmelzpunktes der nichtflüchtigen Bestandteile und oberhalb der Verdampfungstemperatur des Lösungsmittels gehalten.

Die Trennvorrichtung 26 wird durch Übertragungsummantelungen 28, durch die ein Heizmedium über ;,o öffnungen 30 für Wärmeübertragungsflüss,igkeit geleitet wird, erhitzt. Innerhalb der konischen Trennvorrichtung 26 ist eine konische Schnecke 32 angeordnet, die an der Welle 34 angebracht ist, welche wiederum mit nicht gezeigten Antriebsmitteln verbunden ist. Die Welle 34 dreht die konische Schnecke 32 bei etwa 400 bis etwa 700 U/min, vorzugsweise bei etwa 500 U/min. Das homogene Gemisch von Leitung 24 tritt in die konische Trennvorrichtung 26 durch die Materialeinlaßöffnung 36 ein. Auf Grund von Zentrifugalkraft wird das Material rasch außerhalb der Schnecke 32 unter Kontakt der GehSucewand 38 bewegt. Das Material wird kontinuierlich zwischen der Schneckenoberfläche an der Außenseite und der Gehäusewand bearbeitet, wobei kontinuierlich jegliches Schäumen abgebrochen wird und neue Oberflächen freigelegt werden, um die Dampfentfernung zu vervollständigen. Nichtflüchtige Bestandteile des Gemischs wandern längs der Wand vorwärts und werden durch die Schnecke 32 mechanisch nach unten gegen die Auslaßöffnung 40 getrieben. Gleichzeitig wandern die flüchtigen Stoffe in Richtung auf die Dampfentfernungs- oder Vakuumöffnung 42.

Der Bereich der Schnecke 32 angrenzend an die Einlaßöffnung 36 besitzt einen großen Freigabebereich, um das große Gasvolumen und mögliche Schäumung zu handhaben. Wenn das Material an der Schnecke 32 herunter fortschreitet nimmt es weniger Raum ein und gibt weniger flüchtige Stoffe ab. Das Ende der Schnecke 32 ist eine kurze Pumpschnecke 44 im Extruderabschnittsgehäuse 46, wodurch das nichtflüchtige ge- schmolzene Material extrudiert wird, bevor es durch die öffnung 40 hindurchgeht Selbst obgleich ein Vakuum an die Trennvorrichtung 26 angelegt wird, befindet sich das geschmolzene Material, nachdem es durch die Schnecke 32 die Trennvorrichtung 26 herunter gefördert worden ist, unter einem Druck von etwa 2.8 bis 5 kg/cm², bevorzugt 33 kg/cm², wenn es in die Rxtrudierzone wandert und durch die öffnung 40 hindurchgeht. Es ist leicht ersichtlich, daß unter Verwendung einer Trennanlage mit einer derartigen Schnecke oder Antriebseinrichtung, welche das nichtflüchtige Material mechanisch durch eine öffnung treibt, das nichtflüchtige Material rascher bearbeitet werden kann als in dem Fall, wenn der Auslaß aus der Trennvorrichtung lediglich durch die Schwerkraft gesteuert wird. Da sich somit das geschmolzene Material nicht in einer erheblichen Lache ansammelt, um eine Gelegenheit zum Strömen zu einer Kühlzone abzuwarten, sind Problerne frühzeitiger Vernetzung oder Copolymerzersetzung wesentlich gemildert.

Flüchtige Bestandteile des in die konische Trennvorrichtung 26 eingeführten Gemischs werden durch Leitung 42 entfernt und in dem in F i g. 1 angegebenen Kühler kondensiert. Die kondensierten flüchtigen Stoffe wandern durch Leitung 48 in eine Lösungsmittelaufnah mevorrichtung. Ein verminderter Druck zwischen etwa 10 mm Hg und etwa 500 mm Hg, bevorzugt zwischen etwa 20 und etwa 30 mm Hg, wird mittels einer Vakuumpumpe aufrechterhalten, welche durch Leitung 48, Leitung 42 und die konische Trennvorrichtung 26 ein Vakuum herstellt. Somit wird die Trennzone unter vermindertem Druck gehalten, um die Entfernung der flüchtigen Bestandteile zu unterstützen. Da die Leitung 24 zum Plattenverdampfer 8 in einem offenen Zustand gehalten wird, wird auch im Plattenverdampfer 8 ein verringerter Druck aufrechterhalten. Dieser verringerte Druck erhöht die Geschwindigkeit, mit der das Material durch die Verdampfungszone geführt werden kann und bewirkt auch eine vollständigere Verdampfung der flüchtigen Bestandteile.

Nachdem das geschmolzene nichtflüchtige Material durch den Auslaß 40 der konischen Trennvorrichtung 26 geführt worden ist, wird es mittels Pumpe 50 mit variabler Geschwindigkeit durch Leitung 52 geführt und wird durch Vertei'ungswalzen 54 auf das gekühlte Band 56 befördert, wo das geschmolzene Materia! unter seinen Schmelzpunkt gekühlt wird und ein festes Bahnmaterial bildet. Das vom Ende des Kühlbandes 56 abfallende Material wird durch Abstreifmesser 58 gebrochen und fällt auf die Fördereinrichtung 60. Die Fördereinrichtung 60 führt das Material zum Trichtet 62. durch den es in die Pulverisiervorrichtung 64 fällt- Ir der Pulvrisiervorrichtung 64 wird das Material auf die richtige Größe zur Verwendung als Pulveranstrichsmas se vermählen, beispielsweise zwischen etwa 150 unc etwa 37 μΐπ und das Pulver wird dann durch Vakuurr zum Sammelgehäuse 66 gefördert. Das Pulver wire durch den Sichter 68 zur Klassierung nach Teilchengrö Be geführt und wird dann zur Wiegestation 70 gefördert

Es <;ei darauf hingewiesen, daß es wie oben angegeber im Rahmen der Erfindung liegt andere Vorrichtungei zu verwendea welche die gleichen Stufen dei Verdampfung und Trennung der verschiedenen Korn ponenten der flüssigen Anstrichmasse herbeiführer Ferner sei bemerkt daß die folgenden spezifische! Beispiele lediglich zur Erläuterung und nicht zu Begrenzung dienen.

Beispiel 1

Eine Pulveranstrichmasse wird in der nachfolgen« beschriebenen Weise hergestellt:

Herstellung der Harzlösung A

In einen mit Rührer, Thermometer. Wasserkühler um Zugabetrichter für Monomeres ausgestatteten Re«.k tionskolben werden 100 Gewichtsteile Toluol gegebei

und auf Rückflußtemperatur von etwa 110⁰C erhitzt. Ein Gemisch aus 15 Gewichtsteilen Glycidylmethacrylat, 45 Gewichtsteilen Methylmethacrylat, 40 Gewichtsteilen Butylmethacrylat und 3 Gewichtsteilen tert.-Butylperoctoat wird tropfenweise durch den Monomeren- > Zugabetrichter über einen Zeitraum von etwa 3 Stunden unter Rühren und unter Beibehaltung der Rückflußtemperatur zugegeben. Die Rückflußbehandlung wird dann während weiterer 3 Stunden forlgesetzt, wonach die Monomeren praktisch vollständig in Polymeres umge- n> wandelt sind. Die erhaltene Härzlösung besitzt eine Gardner-Holdt-Blasenviskosität von F bis H bei etwa 25°C.

Herstellung der Pigmentmahlgrundlagc

Eine Titandioxidpigmentmahlgrundlage wird hergestellt, indem 60 Gewichtsteile Titandioxid, 30 Gewichtsteile Harzlösung A und 10 Gewichtsteile Toluol mit einer Gegman-Fcinheit von 7,5 plus sandverrruihlen werden. zd

Herstellung der pigmentierten Lösung

Eine weiße Lösung wird hergestellt, indem 45 Gewichtsteile der Titandioxidpigmentmahlgrundlage mit 57 Gewichtsteilen Harzlösung A, 0,3 Teilen "^ Polylaurylacrylat (M_n = 10 000) und 3,5 Gewichtsteilcn Azelainsäure als Vernetzungsmittel, gelöst in einer 20%igen Lösung von Methanol unter Rühren während 20 min vermischt werden.

Diese weiße Lösung wird zu der gewünschten }o Weißschattierung mit Spuren der gefärbten Pigmentmahlgrundlage durch wiederholtes Aufbringen auf Versuchsplatten farbmäßig angepaßt.

Herstellung des Pulvers ,,

Die obige Lösung wird in einen Beschickungstank gebracht, wo sie konstant mit einem Rührer gerührt wird. Die Lösung wird dann durch eine Beschickungsleitung mit einer positiven Verschiebungspumpe von variabler Geschwindigkeit bei einer Geschwindigkeit von 181 kg/h zu einem Plattenwärmeaustauscher geführt, der mit überhitztem Wasserdampf bei 9,8 kg/cm² erhitzt ist. so daß eine Temperatur von 171 bis 177 C beibehalten wird. Die flüchtigen Bestandteile der Lösung, die aus Toluol und geringen Mengen an -15 nichtumgesetzten Monomeren und Verunreinigungen bestehen, werden in dem Plattenwärmeaustauscher unter Bildung eines 2-Fließmittelstroms aus einer kontinuierlichen überhitzten Dampfphase der flüchtigen Komponenten und einer diskontinuierlichen Phase der nichtflüchtigen Komponenten der Anstrichlösung verdampft. Die nichtflüchtigen Komponenten, einschließlich Copolymeren, Strömungsreguliermittel. Pigment und Vernetzungsmittel, werden in der Dampfphase suspendiert und werden kontinuierlich neuer erhitzter Oberfläche ausgesetzt, was zu einer zunehmend konzentrierten Flüssigkeit führt.

Das Gemisch aus flüchtigen und nichtflüchtigen Komponenten wandert aus dem Plattenwärmeverdampfer in eine konische Trennvorrichtung, die mittels fe des gleichen überhitzten Wasserdampfes wie oben, der durch Ummantelungen um die Trennvorrichtung strömt, erhitzt wird In der Trennvorrichtung wird ein verminderter Druck von etwa 30 mm Hg aufrechterhalten. Die Trennvorrichtung, in die das Gemisch aus flüchtigen und geschmolzenen nichtflüchtigen Bestandteilen eingeführt wird, ist eine konische Kammer mit einer darin angeordneten konischen Schnecke. Die konische Schnecke dreht sich mit einer Geschwindigkeit von 500 U/min und treibt die geschmolzenen nichtflüchtigen Materialien bei einer Geschwindigkeit von 59 kg/h die konische Kammer herunter durch eine Auslaßplatte. Die Einlaßtemperatur des Gemischs flüchtiger und nichtflüchtiger Bestandteile liegt zwischen etwa 171"C und etwa 176^CC. Die Wandtemperatur der konischen Trennvorrichtung wird bei etwa 180⁰C gehalten, und die Auslaßtemperatur des geschmolzenen nichtflüchtigen Materials beträgt etwa 130⁰C. Selbst obgleich ein Vakuum an die Trennvorrichtung angelegt wird wird das nichtflüchtige Material aus der Trennvorrichtung durch die Schnecke bei einem Druck von etwa 3,9 kg/cm² gefördert. Die flüchtigen Bestandteile des Gemischs werden in einem wasserummantellen Kühler kondensiert und in einem Aufnahmebehälter gesammelt. Das geschmolzene Polymere wird dann auf ein mit einer Verteilerwalze ausgestattetes gekühltes Band zur raschen Abschreckung zu fester Form gepumpt. Das feste Produkt wird von dem gekühlten Band durch ein Abstreifmesser entfernt und in einen Produktbehälter gebracht, aus dem es zu einer Pulverisiereinrichtung zum Vermählen gefördert wird.

Überziehen von Substraten

Die pigmentierte Pulveranstrichmasse wird auf elektrisch grundierte Stahlplatten unter Verwendung einer elektrostatischen Pulverspritzpistole, die bei 50 kV L adespannung arbeitet, gesprüht. Nach dem Sprühvorgang wird die Platte 20 min bei 175°C erhitzt. Der Anstrich liefert gute Außenbeständigkeit, Haftung. Schlagfestigkeit und ausgezeichnete Farbanpassung. Die gleiche Anstrichmasse ergibt auch gute Haftung an Platten aus Glas, Messing. Zink. Aluminium, Kupfer und Bronze.

Beispiel 2

Eine Pulveranstrichmassc wird in der nachfolgenden Weise hergestellt:

Herstellung der Harzlösung A

In einen mit Rührer. Thermometer, Wasserkühlei und Zugabetrichter für Monomeres ausgestatteten Reaktionskolben werden 100 Gewichtsteile Methylethylketon gegeben, und es wird auf Rückflußiemperatur von etwa 8O⁰C erhitzt. Ein Gemisch aus 42 Gewichtsteilen Methylmethacrylat, IS Gewichtsteilen Glycidylacrylat. 40 Gewichtsteilen Butylmethacrylat und 3 Gewichtsieilen !crt.-Butylperoctcat wird tropfenweise durch den Monomeren-Zugabe'.richter während eines Zeitraums von etwa 3 Stunden zugegeben, während gerührt wird und das Lösungsmittel unter Rückfluß gehalten wird. Die Rückflußbehandlung wird weitere 3 Stunden fortgesetzt, wonach die Monomeren praktisch vollständig in das Polymere überführt sind.

Herstellung der Pigment-Mahlgrundlage

Eine Titandioxiapigmentmahlgrundlage wird hergestellt, indem 60 Gewichtsteile Titandioxid, 30 Gewichtsteile Harzlösung A und lOGewichtstefle Methyläthylke ton dispergiert werden.

Eine pastellfarbene Mahlgrundlage wird hergestellt indem 10 Gewichtsteile grünes Chromoxid mit 70 Tf:iler Harzlösung A und 20 Teilen Methyläthylketon disper giert werden.

Herstellung von pigmentierter Lösung

Eine pastellgrüne Lösung wird hergestellt, indem 17,i Gewichtsteile der Titandioxidpigmentmahlgrundlagi

mit 69,1 Gewichtsteilen Hfralösung A, 2,7 Teilen Mahlgrundlage aus_grünem Chromoxid und 0,3 Teilen Polylaurylacrylat (M_n = 10 000) und 3,9 Gewichtsteilen Adipinsäure als Vernetzungsmittel gelöst in einer 20%igen Lösung von Methanol unter Rühren während 20 Stunden vermischt werden.

Die grüne Lösung wird auf Testplattcn aufgebracht und zu der gewünschten Grünschattierung mit Spuren an Mahlgrundlage der Farbanpassung unterzogen.

Herstellung des Pulvers '

Die obige Lösung wird durch einen Plattenverdampfer wie in Beispiel 1 beschrieben bei einer Geschwindigkeit von 181 kg/h geführt Die Temperatur innerhalb des Plattenwärmeverdampfers wird bei etwa 121⁰C gehalten. Das Gemisch aus Dampf und nichtflüchtigen Bestandteilen wird dann in eine konische Trennvorrichtung geführt, die bei einem verminderten Druck von 60 mm Hg gehalten wird. Die Temperatur der Trennvorrichtung wird bei etwa 121°C gehalten, und die Schneckengeschwindigkeit wird auf 600 U/min eingestellt. Das geschmolzene nichtflüchtige Material wird aus der Trennvorrichtung getrieben, gekühlt und wie in Beispiel 1 pulverisiert.

Überziehen von Substraten

Die pigmentierte Pulveranstrichmasse wird auf elektrisch grundierte Stahlplatten unter Verwendung einer elektrostatischen Pulverspritzpistole, die bei 50 kV arbeitet, gesprüht. Nach dem Sprühvorgang wird die Platte 20 min auf 170°C erhitzt. Der Anstrich liefert gute Haftung, gute Schlagfestigkeit und ausgezeichnete Farbanpassung. Die gleiche Farbmasse liefert auch gute Haftung auf Platten aus Glas, Messing, Zink, Aluminium, Kupfer und Bronze.

Beispiel 3

35

Eine Pulveranstrichmasse wird in der nachfolgend beschriebenen Weise hergestellt:

Ein Monomerengemisch der folgenden Zusammensetzung wird hergestellt: Glycidylmethacrylat 15 Gew.-%, Butylacrylat 20 Gew.-°/o und Methylmethacrylat 65 Gew.-%. 4 Gew.-% eines Katalysators 2,2'-Azobis-(2-methylpropionitril) (AIBN) werden in dem Monomerengemisch gelöst. Das Gemisch wird langsam zu unter Rückfluß gehaltenem Toluol (100 Teile), das unter einer Stickstoffatmosphäre kräftig gerührt wird, zugegeben. Ein Kühler ist am Kopf des Toluolbehälters vorgesehen, um die Toluoldämpfe zu kondensieren und sie in den Behälter zurückzuführen. Das Monomerengemisch wird durch ein Regelventil zugegeben, und die Zugabegeschwindigkeit wird so geregelt, daß eine Rückflußtemperatur lediglich mit einem kleinen Anteil aus dem äußeren Erhitzer zugeführter Wärme beibehalten wird. Nach Beendigung der Zugabe des Monomerengemischs wird die Rückflußbehandlung durch äußere Wärme während 3 weiterer Stunden beibehalten. Das Polymere besitzt eine Glasübergangstemperatur von 65°C und ein Molekulargewicht (Ä7_n/Jvon 3000.

Herstellung der Mahlgrundlage

Eine Titandioxidpigmentmahlgrundlage wird hergestellt, indem 60 Teile Titandioxid, 30 Teile der obigen Harzlösung und lOTeileToluol sandvermahlen werden.

Eine blaue Mahlgrundlage wird hergestellt, indem 10 Teile blaues Phthalocyaninpigment mit 70 Teilen der Harzlösung und 20 Teilen Toluol sandvermahlen werden.

fiü Herstellung von pigmentierter Lösung

Eine pastellblaue Lösung wird hergestellt, indem 17,S Gewichtsteile Titandioxidpigmentmahlgrundlage mil 69,1 Gewichtsteilen der Harzlösung, 2,7 Gewichtsteiler der blauen Mahlgrundlage und 0,038 Gewichtsteiler Tnäthylendiamin, 0,109 Gewichtsteilen Tetraäthylam moniumchlorid, 0,76 Gewichtsteile Polylaurylmethacrylat (M_n = 6000) und 3,54 Gewichtsteilen Suberinsäure als Vernetzungsmittel vermischt werden.

Herstellung des Pulvers

Die obige Lösung wird durch einen Plattenverdampfer und eine Trennvorrichtung wie in Beispiel 1 geführt Nachdem das geschmolzene nichtflüchtige Material aus der konischen Trennvorrichtung durch die rotierende konische Schnecke getrieben worden ist, wird es zu einem gekühlten Band gepumpt, zum festen Zustand gekühlt und dann pulverisiert.

Überziehen von Substraten

Die obige l'ulvermasse wird elektrostatisch auf verschiedene Substrate wie in Beispiel 1 gesprüht und durch 15 minütiges Erhitzen auf 150⁰C gehärtet. Der erhaltene Überzug besitzt gute Haftung auf Stahl, Glas. Messing, Zink, Aluminium, Kupfer und Bronze. Die Überzüge ergeben auch gute Schlagfestigkeit und ausgezeichnete Farbanpassung.

Beispiel 4

Eine Pulveranstrichmasse wird wie folgt hergestellt: Ein Monomerengemisch der folgenden Zusammensetzung wird hergestellt:

Glycidylmethacrylat 15 Gew.-%, Methylmethacrylat 45 Gew.-°/o und Butylmethacrylat 40 Gew.-%. 3 Gew.-% des Katalysators AIBN werden in dem Monomerengemisch gelöst, das dann langsam zu unter Rückfluß befindlichem Toluol zugegeben wird und in der in Beispiel 2 angegebenen Weise unter Bildung eines Copolymeren mit einer GlasübergangstemperaUir von 53⁰C und einem mittleren Molekulargewicht (M_n) von 4000 behandelt wird.

Eine Titandioxidpigmentmahlgrundlage wild hergestellt, indem 60 Gewichtsteile Titandioxid, 30 Gewichtsteile der obigen Harzlösung und 10 Gewichtsteile Toluol sandvermahlen werden.

Eine weiße Lösung wird hergestellt, indem 45 Gewichtsteile der Titandioxidpigmentmahlgrundlage mit 57 Gewichtsteilen der obigen Harzlösung, 0,07 Gewichtsteile Tetrabutylammojiiumbromid, 0,175 Gewichtsteilen Polylaurylacrylat (M_n = 10 000), 0,74 Teilen Laurinsäure und 3,17 Teilen Azelainsäure vermischt werden. Diese weiße Lösung wird auf Testplatten aufgebracht und der Farbanpassung zu der gewünschten Weißschattierung mit Spuren der gefärbten Pigmentmahlgrundlage unterzogen.

Diese Anstrichlösung wird dann durch den Plattenwärmeaustauscher wie in Beispiel 1 jedoch mit der Ausnahme, daß die Temperatur in der Verdampfungszone bei 232°C gehalten wird, behandelt. Das aus der Verdampfungszone kommende Gemisch aus flüchtigen und nichtflüchtigen Bestandteilen wird in die konische Trennvorrichtung geführt, deren Wände bei 232⁰C gehalten werden. Ein Druck von etwa 120 mm Hg wird in der Trennkammer beibehalten. Die Geschwindigkeit der konischen Schnecke wird auf 700 U/min eingestellt, und das geschmolzene nichtflüchtige Material wird durch die Auslaßplatte unter einem Druck von etwa 4.9

kg/cm² getrieben.

Nach Austritt aus der Trennvorrichtung wird die geschmolzene Anstrichmasse aus der Trennvorrichtung geführt, gekühlt und unter Bildung eines gleichmäßig pigmentierten Pulvers pulverisiert s

Die Vernetzungsmittel enthaltende Pulveranstrichmasse wird elektrostatisch auf verschiedene Substrate aufgebracht, die dann 20 min auf 175°C erhitzt werdet; Die Überzugsmasse liefert gute Haftung, Schlagfestigkeit und Farbanpassung. ι ο

Beispiel 5

Eine Pulveranstrichmasse wird in der nachfolgend beschriebenen Weise hergestellt:

Das gleiche Copolymere, wie in Beispiel 4 hergestellt, wird in der Anstrichmasse dieses Beispiels verwendet. Eine Titandioxidpigmentmahlgrundlage wird hergestellt, indem 60 Teile Titandioxid, 30 Teile der Harzlösung und 10 Teile Toluol sandvermahlen werden. Eine gelbe Mahlgrundlage wird hergestellt, indem 10 Teile Ferrit-Gelbpigment mit 70 Teilen Harzlösung und 20 Teilen Toluol vermischt werden.

Eine pasteilfarbene gelbe Lösung wird hergestellt, indem 17,8 Gewichtsteile Titandioxidpigmentmahlgrundlage mit 69,1 Teilen der Harzlösung, 2,7 Teilen der 2s gelben Mahlgrundlage, 0,076 Teilen Tetrabutylammoniumbromid, 0,190 Teilen Polylaurylacrylat (M_n = 10 000) und 4,58 Teilen Bisphenol A als Vernetzungsmittel vermischt werden. Diese Lösung wird auf verschiedene Testplatten aufgebracht und hinsichtlich Farbe und Schattierung gegenüber Standardplatten angepaßt.

Die farbangepaßte Lösung wird dann zu einem pulverisierten Pulver nach den in Beispiel 1 angegebenen Behandlungsmaßnahmen verarbeitet, mit der Ausnahme, daß die konische Schnecke in der Trcnnvorrichtung auf 350 U/min eingestellt wird und der Druck in der Trennvorrichtung bei 75 mm Hg gehalten wird. Das erhaltene Pulver wird hinsichtlich der Teilchengröße klassiert und auf eine elektrisch grundierte Stahlplatte unter Verwendung einer elektrostatischen Pulverspritzpistole, die bei 50 kV Ladespannung arbeitet, aufgesprüht. Nach dem Spnihvorgang wird die Platte 20 min bei 175° C erhitzt Der erhaltene Überzug auf der Platte besitzt gute Haftung, Schlagfestigkeit und Farbanpassung sowie gute Beständigkeit gegenüber Toluol, Benzin, Butanon oder Methanol.

Beispiel 6

Eine Pulveranstrichmasse wird wie folgt hergestellt: Ein Monomerengemisch der folgenden Zusammensetzung wird hergestellt: Glycidylmethacrylat 15 Gew.-%, Methylmethacrylat 50 Gew.-% und Styrol 35 Gew.-%. Die Monomeren werden nach dem in Beispiel 5 angegebenen Verfahren umgesetzt, wobei 3 Gew.-% des Katalysators AIBN verwendet werden. Das erhaltene Copolymere besitzt ein Molekulargewicht von 4500 und eine Glasübergangtemperatur von 9O⁰C.

Eine Titandioxidpigmentmahlgrundlage wird hergestellt, indem 60 Teile Titandioxid, 30 Teile der obigen Harzlösung und 10 Teile Toluol sandvermahlen werden. Eine gelbe Mahlgrundlage wird hergestellt, indem 10 Teile Ferrit-Gelb mit 30 Teilen der Harzlösung und 20 Teilen Toluol sandvermahlen werden.

Eine pasteilfarbene gelbe Lösung wird hergestellt, indem 17,8 Teile der Titandioxidpigmentmahlgrundlage mit 69,1 Teilen der Harzlösung, 2,7 Teilen der gelben Mahlgrundlage, 038 Teilen Tetramethylammoniumchlorid, 0,76 Teilen Poly(2-äthylhexylacrylat) und 14,9 Gewichtsteiien eines Vernetzungsmittels mit endständiger Carboxylgruppe vermischt werden. Das Vernetzungsmittel wird wie folgt hergestellt: 500 g eines Polykondensationsproduktes aus Epichlorhydrin und Bisphenol A der Formel

H₂C (H-

CH, H

C^ .-0-CH₂-C-CH₂i -O CH, OH

CH.,

CH₁

VO-CH, CH C H₂

(Epoxidäquivalent 500) wird in einen 500-mI-Becher aus rostfreiem Stahl mit einem Heizmantel eingebracht. Das so Epoxyharz wird auf 110°C erhitzt. Wenn das Epoxyharz gerührt wird, werden 194 g Azelainsäure zugegeben. Nach einer Reaktionszeit von 30 min wird ein homogenes Gemisch erhalten. Das lediglich halb umgesetzte Harzgemisch wird in einen Aluminiumtiegel ss ausgegossen und gekühlt. Das feste Gemisch wird unter Verwendung eines Mischers auf einen Siebdurchgang durch ein Sieb mit Öffnungen von 150 μιη pulverisiert. Die flüssige Masse einschließlich Copolymere, Katalysator, Pigment, Strömungsreguliermittel und Vernet- ho zungsmittel wird auf verschiedene Testplatten gesprüht und mit zusätzlichem Pigment der Farbanpassung unierzogen. Der Anstrich wird dann zu Pulverform durch Verdampfungs- und Trennvorrichtungen wie in Beispiel 1 beschrieben verarbeitet. <><

Die wie oben angegeben hergestellte Pulveranstrichmasse wird auf verschiedene Substrate elektrostatisch aufgebracht und auf eine Temperatur von 170C während eines Zeitraums von 30 min erhitzt. Die Überzüge liefern gute Haftung, Schlagfestigkeit und Farbanpassung.

Beispiel 7

Eine Pulveranstrichmasse wird wie folgt hergestellt Die Monomeren, Glycidylmethacrylat 15 Gew.-% Methylmethacrylat 45 Gew.-% und Butylmethacrylat 4C Gew.-% werden miteinander vermischt. 3 Gew.% de; Katalysators AIBN werden in dem Monomerengemisch gelöst. Das Gemisch wird langsam zu unter Rüekfluf: befindlichem sek.-Butylalkohol (100 Teile), der kräftig unter einer Stickstoffatmosphäre gerührt wird, zugege ben. Ein Kühler ist am Kopf des Alkoholgefäße! zugegeben, um die Alkoholdämpfe zu kondensieren unc in das Gefäß zurückzuführen. Das Monomerengemisel wird durch ein Regelventil zugegeben, und di< Zugabegeschwindigkeit wird so geregelt, daß ein« Rückflußtemperatur lediglich mit einem kleinen Antci vom äußeren Erhitzer zugeführter Wärme beibehaltet

wird. Nach Beendigung der Zugabe des Monomeren wird Rückfluß durch eine äußere Heizquelle während 3 weiterer Stunden beibehalten. Das durch ein derartiges Lösungspolymerisationsverfahren gebildete Copolymere besitzt eine Glasübergangsieniperatur von 53° C und ein Molekulargewicht (M_n) von 4000.

Eine Titandioxidpigmentmahlgrundlage wird hergestellt, indem 60 Gewichtsteile Titandioxid, 30 Teile der obigen Harzlösung und 10 Gewichtsteile sek.-Butylalkohol sandvermahlen werden. Eine pigmentierte Lösung wird hergestellt, indem 45 Gewichtsteile der Titandioxidpigmentmahlgrundlage mit 57 Gewichtsteilen der Harzlösung, 0,076 Teilen Tetrabutylammoniumbromid und 0,175 Teilen Polylaurylacrylat (M₁, = 10 000} und 14,9 Teilen eines phenolischen Vernetzungsmittels mit i> endständiger Hydroxygruppe, wie in der US-PS 37 87 520 beschrieben, vermischt werden. Diese Lösung wird nach dem in Beispiel 1 angegebenen Verfahren behandelt, mit der Ausnahme, daß die Temperatur innerhalb der Verdampfungs- und Trenniionen bei 82⁰C gehalten wird, das an die Trennvorrichtung angelegte Vakuum bei 25 mm Hg gehalten wird und die Geschwindigkeit der konischen Schnecke auf 700 Upm eingestellt wird.

Die wie oben hergestellte Pulveranstrichmasse wird auf verschiedene Substrate aufgebracht und während 20 min auf eine Temperatur von 175^CC erhitzt. Die Überzüge ergeben gute Haftung, Schlagfestigkeit und Farbanpassung.

Beispiel 8

Eine Pulveranstrichmasse wird wie folgt hergestellt: Die Monomeren, 2-Hydroxyäthylmethacrylat 10 Gew.-°/o, Methacrylsäure 6,7 Gew.-°/o, Methylmethacrylat 43,3 Gew.-%, Butylmethacrylat 40 Gew.-%, werden is unter Bildung eines Gemischs vermischt, und 4 g tert.-Butylperoxypivat als Initiator werden zugegeben. 100 Gewichtsteile Benzol werden in einen 1-1-Kolben, der mit einem Tropftrichter, Kühler, Rührer, Thermometer und Stickstoffeinlaß versehen ist, gegeben. Das Monomerengemisch wird in denTropftrichter gebracht. Der Kolben wird auf 8O⁰C unter Rückfluß des Lösungsmittels erhitzt. Während die Reaktionstemperatur bei 8O⁰C gehalten wird, wird das Monomerengemisch tropfenweise über einen Zeitraun von 2 Stunden zugegeben. Nach beendeter Zugabe wird die Reaktion während weiterer 2 Stunden fortgesetz:. Der Inhalt des Kolbens wird auf Raumtemperatur gekühlt.

Eine Titandioxidpigmentmahlgrundlitge wird hergestellt, indem 60 Teile Titandioxid, 30 Teile der obigen so Harzlösung und 10 Teile Benzol vermischt werden. Eine grüne Mahlgrundlage wird hergestellt, indem 10 Teile grünes Phthalocyaninpigment mit 70 Teilen der Harzlösung und 20 Teilen Benzol vermischt werden.

Eine pastellgrüne Lösung wird hergestellt, indem 17,8 Gewichtsteile der Titandioxidpigmentmahlgrundlage mit 69,1 Teilen der Harzlösung, 2,7 Teilen der grünen Mahlgrundlage, 7,7 Teilen Poly-(2-äthylhexylacrylat) (M_n = 9000) und 0,38 Teilen Phosphorsäure vermischt werden. Diese Anstrichlösung wird nach dem in Beispiel d > 1 angegebenen Verfahren mit der Ausnahme behandelt, daß die Wärme in dem Plattcnwärmeuustauscher und der Trennvorrichtung bei 93°C gehalten wird, der Druck in der Trennvorrichtung bei 15 mm Hg gehalten wird und die Geschwindigkeit der konischen Schnecke ds auf 575 UpM eingestellt wird.

Das nach diesem Verfahren erhaltene pulverisierte Pulver wird auf verschiedene Substrate angewendet und durch Erhitzen auf 175°C während eines Zeitraums von 20 min gehärtet. Die erhaltenen Überzüge zeigen gute Haft-ng Schlagfestigkeit und Farbanpassung.

Beispiel 9

Eine Pulveranstrichmasse wird wie folgt hergestellt: Das folgende Gemisch von Monomeren wird hergestelltGlycidylmethacrylat 5 Gew.-°/o, Methylmethacrylat 55 Gew.-% und Butylmethacrylat 40 Gew.-%. 3 Gew-% des Katalysators AIBN werden mit den Monomeren vermischt, und das gesarr.te Gemisch wird in 100 Teilen Toluol gelöst. Die Reaktion wird nach dem in Beispiel 5 angegebenen Verfahren durchgeführt, und das erhaltene Copolymere besitzt eine Glasübergangstemperatur von 58°C und ein Molekulargewicht von

Eine Titandioxidpigmentmahlgrundlage wird hergestellt, inden 60 Teile der Harzlösung und 10 Teile Toluol vermischt werden. Eine rote Mahlgrundlage wird hergestellt, indem 10 Teile Chinorotpigment mit 70 Teilen der Harzlösung und 20 Teilen Toluol vermischt werden.

Eine rote Lösung wird hergestellt, indem 17,8 Gewichtsteile Titandioxidpigmentmahlgrundlage mit 691 Teilen der Harzlösung, 2,7 Teilen der roten Mahlgrundlage, 0,76 Teilen Tetrabutylammoniumbromid und 0,190 Teilen Polylaurylacrylat (M_n = 10 000) und 3,0 Teilen Polyazelainsäureanhydrid vermischt werden. Diese Anstrichslösung wird auf Testplatten aufgesprüht und hinsichtlich Farbe und Schattierung an Standardplatten angepaßt. Nach dieser Anpassung wird die Lösung zu Pulverform nach dem in Beispel 1 angegebenen Verfahren verarbeitet.

Nach Pulverisierung des festen Materials zu Pulverform wird es elektrostatisch auf verschiedene Substrate aufgebracht. Die Überzüge ergeben gute Haftung, gute Schlagfestigkeit und Färb- sowie Schattierungsanpassung.

Beispiel 10

Eine Pulveranstrichmasse wird wie folgt hergestellt Die folgenden Monomeren werden miteinander vermischt: 2-Hydroxyäthylmethacrylat 15 Teile, Äthylacrylat 25 Teile, Methylmethacrylat 60 Teile. Zu diesem Gemisch werden 4 Teile AIBN zugegeben. Eir 1-1-Vierhalskolben, der 50 mm Toluol und 50 mir Methylethylketon enthält, wird auf eine Rückflußtempe ratur von 85°C erhitzt. Das Monomerengemisch wire tropfenweise über einen Zeitraum von I¹/2 Stunden zi dem Reaktionsgemisch, das bei 85°C gehalten wird zugegeben. Nach beendeter Monomerenzugabe werder 0,5 g AIBN zugesetzt, und die Rückflußbehandlung wire weitere Π/2 Stunden zur Beendigung der Polymerisa tion fortgeführt.

Eine Titandioxidpigmentmahlgrundlage wird herge stellt, indem 60 Teile Titandioxid. 30 Teile der obiger Harzlösung und lOTeile Toluol vermischt werden.

Eine weiße Lösung wird hergestellt, indem 4; Gewichtsteile der Titandioxidmahlgrundlagc, 57 Teilt der obigen Harzlösung,J),28 Teile Zinkchlorid, 0.24; Teile Polylaurylacrylat (M_n = 5000) vermischt werder Diese pigmentierte Lösung wird gründlich vermisch und auf Testplatten zur Farbanpassung aufgebracht. Dii pigmentierte Lösung wird dann nach dem in Beispiel angegebenen Verfahren zu Pulver verarbeitet. Da Pulver wird dann durch elektrostatisches Aufsprühei auf verschiedene Substrate aufgebracht.

Beispiel 11

Eine Pulveranstrichmasse wird wie folgt hergestellt: Es wird ein Monomerengemisch der folgenden Zusammensetzung gebildet: Glycidylmethacrylat 18 Gew.-%, Äthylacrylat 20 Gew.-%, Methylmethacrylat 40 Gew.-% und Vinylchlorid 22 Gew.-°/o. Das Monomerengemisch wird nach den in Beispiel 3 angegebenen Verfahren unter Verwendung von 2 Gew.-% des Katalysators AIBN als Initiator polymerisiert.

Eine Titandioxidpigmentmahlgrundlage wird wie in den vorangehenden Beispielen jedoch mit der obigen Harzlösung hergestellt. Eine pigmentierte flüssige Masse wird durch Vermischen von 45 Teilen der Mahlgrundlage mit 57 Teilen der obigen Harzlösung, 0,35 Teilen Trimethylbenzylammoniumchlorid, 0,7 Teilen Poly-(2-äthylhexylacrylat) (M_n=W 000) und 0,7 Teilen Ν,Ν-Dimethylanilin hergestellt. Diese flüssige Anstrichmasse wird auf Testplatten gesprüht und durch Zugabe kleiner Mengen an gefärbtem Pigment hinsichtlich Farbe und Schattierung angepaßt.

Diese flüssige Masse wird dann nach den in Beispiel 1 angegebenen Maßnahmen zu Pulverform zerkleinert. Das erhaltene Pulver wird auf verschiedene Substrate aufgebracht und 15 min bei 170°C erhitzt.

Beispiel 12

Eine Pulveranstrichmasse wird wie folgt hergestellt: Das folgende Monomerengemisch wird hergestellt: Methacrylsäure 5 Gew.-%, Methylmethacrylat 50 Gew.-% und Butylmethacrylat 45 Gew.-%. Dieses Monomerengemisch wird nach dem in Beispiel 3 angegebenen Verfahren unter Zusatz von 3% AlBN als Katalysator polymerisiert.

Titandioxid und blaue Pigmentmahlgrundlagen werden wie in den vorangehenden Beispielen jedoch unter Anwendung der obigen Harzlösung hergestellt. Eine pigmentierte flüssige Masse wird hergestellt, indem 17,8 Teile der Titandioxidmahlgrundlage, 69,1 Teile der Harzlösung, 2,7 Teile der blauen Mahlgrundlage, 0,076 Teile Tetrabutylammoniumbromid, 0,190 Teile Polylaurylacrylat (M_n = 10 000) und 9,9 Teile eines Polykondensationsproduktes aus Epichlorhydrin und Bkphenol A der Formel

H,C —CH-CH,-

CH, H

^C^( /-0-CH₂-C-CH₂J -

CH₃ OH

CH₃

-c/ /0-CH₂-CH C H₂

CH₃ O

(Epoxidäquivahnt etwa 500) (vergleiche Seiten 4 bis 66, Handbook of Epoxy Resins) vermischt werden. Das so erhaltene Copolymere besitzt einen Tg-Wert von 53° C und ein Molekulargewicht (M_n)von 4000. Diese flüssige Masse wird auf Testplatten gesprüht und hinsichtlich der Farbe angepaßt. Die Flüssigkeit wird dann nach den in Beispiel 1 angegebenen Maßnahmen mit der Ausnahme, daß die Temperatur in den Verdampfungsund Trennzonen bei 104⁰C gehalten wird, der Druck in der Trennzone bei 50 mm Hg gehalten wird und die Geschwindigkeit der konischen Schnecke auf 425 LJpM eingestellt wird, zu einem Pulver verarbeitet. Die erhaltene Pulveranstrichmasse wird auf verschiedene Substrate aufgebracht und durch Erhitzen auf 175°C während 20 min gehärtet.

Beispiel 13

Eine Pulveranstrichmasse wird wie folgt hergestellt: Die Monomeren: Maleinsäureanhydrid 4 Teile. Styrol 4 Teile, Glycidylmethacrylat 6 Teile, Melhylmethacrylat 46 Teile und Butylmethacrylat 40 Teile, werden mit 3 Teilen tert.-Butylperoxypivalat als Initiator vermischt. 100 Teile Benzol werden in einen 1-1-Kolben gegeben, der mit einem Tropftrichter, Kühler, Rührer, Thermometer und Stickstoffeinlaß versehen ist. Das Monomerengemisch wird in den Tropftrichter gebracht, und der Kolben wird auf 80°C unter Rückfluß erhitzt. Während die Reaktionstemperatur bei 80°C aufrechterhalten wird, wird das Monomere tropfenweise über einen

4c Zeitraum von 2 Stunden zugegeben. Nach beendeter Zugabe wird die Reaktion weitere 2 Stunden fortgesetzt. Der Inhalt des Kolbens wird dann auf Raumtemperaturgekühlt.

Eine pigmentierte Lösung wird aus dieser Lösung hergestellt, indem 45 Teile einer aus dem Harz gebildeten Titandioxidmahlgrundlage, 57 Teile der Harzlösung und 0,105 Teile Poly-(2-äthylhexylacryiat) (M_n = 9000) vereinigt werden. Diese Flüssigkeit wird dann nach dem in Beispiel 1 angegebenen Verfahren mit der Ausnahme, daß die Temperatur in den Verdampfungs- und Trennzonen bei 1 50°C gehalten wird und die Geschwindigkeit der konischen Schnecke auf 350 UpM eingestellt wird, zu Pulver verarbeitet wird. Das gebildete Pulver wird auf verschiedene Substrate aufgebracht und durch Erhitzen auf 175^UC während 20 min gehärtet.

I licr/u .1 IJWiH Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Pulveranstrichmasse, bei dem

(A) eine flüssige Masse, die eine Lösung eines inerten Lösungsmittels und eines vernetzbare funktioneile Gruppen enthaltenden Copolymeren mit einer Glasübergangstemperatur im Bereich von 40 bis 90⁰C und einem numerischen mittleren Molekulargewicht von etwa 1000 bis etwa 15 000 aufweist, in eine zur Erhitzung der Lösung unter Verdampfung des inerten Lösungsmittels geeignete Verdampfungszone eingeführt wird,

(B) die Lösung in der Verdampfungszone auf eine Temperatur

(1) oberhalb des Schmelzpunktes des Copoly- meren jedoch unterhalb des Punktes, bei dem Zersetzung oder Gelierung eintritt, :

(2) oberhalb der Temperatur, bei der das inerte Lösungsmittel zu verdampfen beginnt,

erhitzt wird,

(C) die Lösung aus der Verdampfungszone in eine : Trennzone geführt wird und, während die Temperatur innerhalb der Trennzone oberhalb des Schmelzpunktes des Copolynieren gehalten wird,

(1) der Lösungsmitteldampf aus der Trennzone entfernt wird und

(2) die nichtflüchtigen Bestandteile, während sie sich in geschmolzenem Zustand befinden, aus der Trennzone entfe nt werden.

(D) die nichtfiüchtigen Bestandteile unter Bildung eines festen Materials gekühlt werden und

(E) das feste Material unter Bildung eines homogenen Pulvers pulverisiert wird,

dadurch gekennzeichnet, daß die nichtflüchtigen Bestandteile mechanisch aus der Trennzone getrieben werden, wobei eint: Trennzone angewendet wird, die eine konische Kammer aufweist, welche eine konische rotierende Schnecke enthält und in der das nichtflüchtige Material mechanisch die rotierende Schnecke herunter und aus der konischen Kammer getrieben w ird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Schnecke sich mit einer Geschwindigkeit zwischen etwa 300 und etwa 700 U/min dreht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Schnecke das geschmolzene nichtflüchtige Material aus der Trennzone unter einem Druck von etwa 2,8 bis etwa 5 kg/cm² treibt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene nichtflüchtige Material aus der Trennzone durch eine in die konische Kammer als Abschluß eingepaßte Mündungsplattegetrieben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in den Ver dampfungs- und Trennzonen zwischen etwa 121 und etwa 316⁰C gehalten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verdampfungszone ein verminderter Druck insbesondere zwischen etwa IC und etwa 500 mm Hg aufrechterhalten w id.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine flüssige Masse verwendet wird, die zusätzlich ein Vernetzungsmittel enthält und die Verdampfungs- und Trennzonen bei vermindertem Druck gehalten werden, wobei die Bildung des festen Materials durch Abscheidung auf einer gekühlten Oberfläche erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfungszone einen Plattenwärmeaustauscher aufweist, der eine gewundene Bahn von relativ engem Querschnitt längs in einer Richtung quer zur Strömung der Lösung begrenzt, durch den die Lösung, während sie zur Herbeiführung der Verflüchtigung des inerten Lösungsmittels erhitzt wird, hindurchgeht und durch den die Lösung fortgesetzt nach Verflüchtigung des inerten Lösungsmittels als ein Gemisch von inertem Lösungsmittel und nichtflüchtigen Bestandteilen hindurchgeht