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Pulverförmige Überzugsmasse Die Erfindung betrifft eine pulverförmige
Überzugsmasse, die ein erstes Farbpigment und Metallteilchen enthält.
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Es werden Metallteilchen beschrieben, die als farbbildender Bestandteil
in pulverförmigen Oberzugsmassen verwendet werden und die einzeln durch einen dünnen
und ununterbrochenen bzw. kontinuierlichen Überzug aus einem thermoplastischen,
organischen Filmbildner eingekapselt worden sind, bevor sie mit dem teilchenförmigen,
organischen Material vermischt werden, das als Hauptfilmbildner der pulverförmigen
ffberzugsmasse dient. Die
überzogenen Teilchen werden durch Spruhtrocknen
einer Lösung einer gesteuerten Menge des thermoplastischen Materials in einem flüchtigen
Lösungsmittel, in der das Metall dispergiert worden ist, hergestellt, Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform besitzt der in dieser Weise auf den Metallteilchen ausgebildete
Überzug die gleiche Zusammensetzung wie der Hauptfilmbildner der pulverförmigen
Überzugsmasse.
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Eine grundlegende Technik für die Herstellung von pulverförmigen Überzugsmassen
oder -materialien ist die sogenannte Schmelzmethode. Sie umfaßt das Vermischen der
lösungsmittelfreien Rohmaterialien im geschmolzenen Zustand, das üblicherweise mit
Hilfe irgendeines Strangpreßvorganges erreicht wird , das Abkühlen, Pulverisieren
und Auftrennen bzw. Klassieren nach der Teilchengröße. Diese Methode besitzt eine
Reihe von Nachteilen, die nicht das Pigmentieren betreffen und zeigt zusätzliche
Unzulänglichkeiten, wenn als Pigmente Metallflocken, Metallflitter bzw. Metallschuppen
(die im folgenden gemeinsam als Metall schuppen bezeichnet werden) verwendet werden.
Die in der Mischstufe angewandten hohen Scherkräfte führen zu einer VcxfrFuliT der
Metall schuppen.
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Zusätzlich werden die Metall schuppen während des Pulverisierens weiter
verformt und in ihrer Teilchengröße vermindert.
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Die mit Hilfe solcher Pulver gebildeten Überzüge sind durch eine geringe
Brillanz und durch ein schlechtes polychromes Aussehen gekennzeichnet.
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Eine weitere grundlegende Technik zur Herstellung von pulverförmigen
Überzugsmaterialien ist die sogenannte Lösungsherstellungs-Lösungstittelabtrennungs-Technik,
die mittels mehrerer Methoden durchgeführt werden kann.
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Diese allgemeine Technik umfaßt die Herstellung eines Überzugsmaterials
in einem organischen Lösungsmittel, die Abtrennung des Lösungsmittels von den Anstrich-Feststoffen
und eine Trennung und Klassierung hinsichtlich der Teilchengröße. Je nach dem angewandten
Lösungsmittelabtrennverfahren
kann gegebenenfalls ein Pulverisieren
erforderlich sein.
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Die Abtrennung des Lösungsmittels kann durch herkömmliche Sprühtrocknungstechniken
oder durch eine Wärmeaustauschtrennung erfolgen, wodurch die Bestandteile der Anstrichlösung
durch Verflüchtigen des flüchtigeren Lösungsmittels und Abtrennen des verflüchtigten
Lösungsmittels von den nicht verflüchtigten Anstrich-Feststoffen durch die Einwirkung
von Gravitationskräften getrennt werden. Da die Metallschuppen nach dem Pulverisieren
zugesetzt werden können, kann, wenn irgendeine der Lösungsmittelabtrennmethoden
angewandt wird und ein Pulverisieren erforderlich ist, eine Beschädigung der Metallschuppen
während des Pulverisierens vermieden werden, indem man die Lösungsherstellungs-
Lösungsmittelabtrennungs-Technik anwendet.
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Es ergeben sich jedoch Probleme hinsichtlich der Verteilung und der
Orientierung der Metall schuppen, wenn die pulverförmige Überzugsmasse auf das zu
beschichtende Substrat aufgetragen wird. Dies zeigt sich besonders dann, wenn als
Auftragungsverfahren das elektrostatische Auf spritzen angewandt wird, die Methode,
die am häufigsten dazu verwendet wird, die letzte Lackschicht auf Automobilkarosserien
aufzutragen und die von einer Vielzahl andererMetallverarbeiter angewandt wird.
Bei dieser Auftragsweise neigen die Schuppen dazu, sich in statistischer Weise auszurichten,
wobei ein geringer Prozentsatz der Schuppen parallel zu dem Substrat angeordnet
wird. Das Ergebnis hiervon ist ein hoher Anteil vön- herausragenden Metallteilchen
mit geringer metallischer Brillanz und ein niedriger Glanz faktor.
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Wenn somit die oben beschriebenen Methoden dazu verwendet werden nash
herkömmlichen Verfahrensweisen metallpigmentierte, pulverförmige Uberzugsmassen
herzustellen, ist ein wesentlich höheres Verhältnis von Aluminium zu nichtmetallischem
Pigment
erforderlich, verglichen mit dem gleichen Verhältnis von flüssigen Anstrichmassen
oder Lacken, um das gleiche Maß von Glanz und metallischem Aussehen zu erreichen,
wie es mit flüssigen Anstrichmitteln möglich ist. Weiterhin bleibt das Problem des
Herausragens der-Metallschuppen, selbst wenn Glanz und metallisches Aussehen erreicht
werden.
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Im Fall der flüssigen Anstrichmittel bzw. Lacke ist es bekannt, die
als Pigmente verwendeten Aluminiumschuppen teilweise zu überziehen, um den elektrostatischen
Sprühwirkungsgrad solcher Anstrichmaterialien zu verbessern. Inwder US-PS 3 575
900 ist ein Verfahren beschrieben, mit dem das Harz der Überzugslösung in kolloidaler
Form auf den Aluminiumschuppen ausgefällt wird. Diese Lösung wird dann als solche
oder in Form einer Mischung mit einer anderen Lösung verwendet. Von dem Anmelder
dieser' Patentschrift wird deutlich darauf hingewiesen, daß dieser Vorgang bequemerweise
als Einkapseln bezeichnet werden kann, was nicht bedeuten soll, daß die Aluminiumteilchen
vollständig umhüllt werden. Das für diesen Zweck beschriebene Harz ist ein Mischpolymerisat
aus Vinylchlorid und monoäthylenisch ungesättigten Monomeren, das etwa 60 Gew.-%
bis etwa 90 Gew.-% Vinylchlorid enthält. Die Aluminiumschuppen werden auch gemäß
der US-PS 3 532 662 teilweise überzogen. In diesem Fall erfolgt die Bildung des
Überzugs mit einem statistisch aufgebauten Mischpolymerisat aus Methylmethacrylat
und Methacrylsäure, das auf dem Pigment adsorbiert ist. Gemäß dieser Methode wird
eine Dispersion der festen Teilchen in einer flüssigen, einheitlichen Phase gebildet,
die eine organische Flüssigkeit, in der ein von den Teilchen zu adsorbierendes Polymerisat
gelöst ist, und einen Stabilisator enthält, worauf die Polarität der einheitlichen
Phase derart'modifiziert wird, daß das Polymerisat darin unlöslich wird und wobei
als Stabilisator
eine Verbindung enthalten ist, die einen Verankerungsbestandteil
aufweist, der sich mit dem adsorbierten Polymerisat auf der Teilchenoberfläche verbindet,und
einen seitenständigen, kettenartigen Bestandteil umfaßt, der durch die modifizierte,
einheitliche Phase solvatisiert wird und eine stabilisierende Hülle um die Teilchen
herum bildet. Es wird angegeben, daß hierdurch das Benetzen der behandelten Teilchen
durch das filmbildende Material der dispersionsartigen Oberzugsmasse verbessert
wird.
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Pulverförmige Überzugsmassen besitzen gewisse Vorteile gegenüber herkömmlichen
flüssigen Anstrichmitteln dadurch, daß sie im wesentlichen frei von flüchtigen Lösungsmitteln
sind.
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Sie besitzen jedoch auch Probleme, die sich von denjenigen der flüssigen
Anstrichmittel unterscheiden. Diese Unterschiede schließen Unterschiede hinsichtlich
der Verwendung von Aluminiumschuppen als farbbildenden Bestandteil ein. Wenn beispielsweise
Schuppen, die teilweise mit einem Harzniederschlag beschichtet sind, in flüssigen
Anstrichmitteln verwendet werden, verbleiben das organische Lösungsmittel und andere
Bestandteile der Lösung, die eine direkte Berührung der Schuppen mit der Atmosphäre
und anderen äußeren Einflüssen verhindern. Bei pulverförmigen Überzugsmassen muß,
wenn Aluminiumschuppen beschichtet werden, der Überzug aus einem relativ trockenen
Feststoff bestehen und die Größe, das Gewicht und die Kontinuität der organischen
Umhüllung sind sämtlich Faktoren, die die Verteilung dieser Teilchen beeinflussen,
wenn sie elektrostatisch mit dem Pulver, das den Hauptfilmbildner der Überzugsmasse
bildet, versprüht werden.
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Die Erfindung betrifft nun die Herstellung, die Verwendung und die
Zusammensetzung von pulverförmigen Überzugsmassen, die Metallteilchen, insbesondere
Aluminiumschuppen, und für die meisten Anwendungszwecke mindestens einen nichtmetallischen
farbbildenden
Bestandteil enthalten. Der "nichtmetallische farbbildende Bestandteil" kann ein
Pigment, ein Farbstoff oder ein sonstiges färbendes Material in Teilchen form sein
und kann entweder organischer Natur, beispielsweise Ruß, oder anorganischer Natur,
zum Beispiel ein Metallsalz, sein.
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Erfindungsgemäß werden die Metallteilchen, die als metallischer Farbbestandteil
einer einfarbigen oder mehrfarbigen Oberflächenschicht in pulverförmige Oberzugsmassen
eingearbeitet werden, mit einem thermoplastischen, organischen Oberzug eingekapselt,
durch den das Metallteilchen für das menschliche Auge sichtbar ist.
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Der Überzug, der vorzugsweise transparent ist, jedoch auch durchscheinend
sein kann, ermöglicht, daß ein wesentlicher Prozentsatz der Metall schuppen parallel
zu dem Substrat ausgerichtet wird, selbst wenn das pulverförmige Überzugsmaterial
mittels herkömmlicher elektrostatischer Spritzlackierungstechniken auf das Substrat
aufgebracht wird. Der Ausdruck "im wesentlichen transparent", wie er hierin verwendet
wird, steht für Materialien, die etc weder transparent oder durch durchscheinend
oder teilweise transparent und teilweise durchscheinend sind.
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Gegenstand der Erfindung ist daher eine pulverförmige Oberzugsmasse,
enthaltend ein erstes Farbpigment und Metallteilchen, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß als Metallteilchen Aluminiumschuppen vorhanden sind, die vor dem Vermischen
der Metallteilchen mit der pulverförmigen Überzugsmasse einzeln mit etwa 2 bis etwa
200 Gewichtsteilen eines ununterbrochenen Überzugs aus einem thermoplastischen,
organischen Filmbildner, der im wesentlichen aus einem Polymerisat aus etwa 46 bis
etwa 100 Gew.-% Estern aus einem einwertigen Alkohol mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen
und
Acrylsäure oder Methacrylsäure, 0 bis etwa 29 Gew.-% Monovinylkohlenwasserstoffen
und O bis etwa 5 Gew. -% Acrylsäure oder Methacrylsäure besteht, pro 100 Gewichtsteile
der Aluminiumschuppen, eingekapselt worden sind.
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Erfindungsgemäß werden die beschichteten Metallteilchen, nachdem der
Hauptfilmbildner in Teilchenform vorliegt, mit dem Rest des Überzugsmateriais vermischt,
das heißt in der Kälte vermengt. Der nichtmetallische farbbildende Bestandteil kann
vor, nach oder während der Zugabe der beschichteten Metallteilchen mit dem filmbildenden
Pulver vermischt werden, obwohl dieser Bestandteil vorzugsweise zugesetzt wird,
bevor die beschichteten Metallteilchen eingemischt werden. Diese Reihenfolge des
Vermischens vermeidet eine Beschädigung der Metallteilchen bei irgendeiner der Stufen
der Herstellung des filmbildenden Pulvers.
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Die am häufigsten als metallischer farbbildender Bestandteil verwendeten
Metallteilchen sind Aluminiumschuppen (Aluminiumflocken bzw. Aluminiumflitter).
Um eine unnötige Komplizierung cer Beschreibung zu vermeiden, sei die Erfindung
im folgenden anhand von Aluminiumschuppen erläutert. Es versteht sich jedoch, daß
die Erfindung auf beliebige teilchenförmige Metalle angewandt werden kann, die als
farbbildende Bestandteile von pulverförmigen Überzugsmaterialien eingesetzt werden.
Dies schließt Teilchen, die ausschließlich aus Metall bestehen, metallbeschichtete
organische Teilchen und von Potymerisaten (sandwichartig) umgebene Metallteilchen
mit freilifgenden Metallrändern bzw. -kanten ein.
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Der erfindungsgemäß zur Umhüllung der Metallteilchen verwendete isilmbildner
kann der gleiche sein,-wie er als Hauptfilmbildner für das pulverförmige Überzugsmaterial
verwendet
oder kann davon verschieden sein. Der zur Umhüllung oder
Beschichtung der Metallteilchen verwendete Filmbildner ist ein im folgenden genauer
beschriebener, organischer, polymerer, thermoplastischer Filmbildner.
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Die bevorzugte Verfahrensweise zur Umhüllung bzw. Beschichtung der
Aluminiumschuppen besteht darin, die Schuppen, vorzugsweise in Form einer Aluminiumpaste,
in einer geringen Menge des thermoplastischen Filmbildners und einem für das Zerstäubungstrocknen
geeigneten Lösungsmittel für den Filmbildner zu dispergieren. Die Dispersion wird
dann durch herkömmliche Zerstäubungstrocknungstechniken sprühgetrocknet.
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Da, bezogen auf die Metallschuppen, eine geringe Menge des Filmbildners
vorhanden ist, erhält man als Ergebnis Metallschuppen, die mit einem relativ dünnen,
kontinuierlichen bzw. ununterbrochenen Überzug aus dem thermoplastischen Filmbildner
versehen sind, und die sich von Metall schuppen unterscheiden, die in einem relativ
großen Teilchen des Filmbildners eingebettet sind.
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Genauer werden die Aluminiumschuppen zunächst in etwa 2 bis etwa 200
Gew.-% des thermoplastischen Filmbildners, bezogen auf das tatsächliche Gewicht
der Aluminiumschuppen, dispergiert, das heißt man verwendet etwa 2 bis etwa 200
Gewichtsteile des thermoplastischen Filmbildners pro 100 Gewichtsteile der Aluminiumschuppen.
Einer Ausführungsform gemäß, bei der der Überzug der Schuppen relativ dünn ist,
werden die Aluminiumschuppen in etwa 2 bis etwa 30 Gew.-% des thermoplastischen
Filmbildners, bezogen auf das tatsächliche Gewicht der Aluminiumschuppen, -dispergiert,
das heißt man setzt etwa 2 bis etwa 30 Gewichtsteile des thermoplastischen Filmbildners
pro 100 Gewichtsteile der Aluminiumschuppen ein. Für die meisten Anwendungszwecke
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zwischen 10 und 200 Gewichtsteile, vorzugsweise
zwischen etwa 30 und etwa 70 Gewichtsteile des thermoplastischen Filmbildners pro
100
Gewichtsteile der Aluminiumschuppen einzusetzen. Wenn Metallteilchen unterschiedlicher
Dichte verwendet werden, kann das Gewicht der Aluminiumschuppen mit der gleichen
Oberfläche dazu verwendet werden, die Menge des Filmbildners zu bestimmen, die für
das Beschichten der Metallteilchen verwendet wird. Wenn weniger als etwa 2 Gew.
-% des Filmbildners verwendet werden, kann sich eine unvollständige Einkapselung
der Metallschuppen ergeben. Wenn mehr als etwa 30 Gew.-% des Filmbildners benutzt
werden, muß beim Durchführen des Sprühtrocknens Sorge dafür getragen werden, daß
die Bildung einer übermäßigen Menge von sphärischen Teilchen verhindert wird, die
mehr als eine Metallschuppe enthalten. In dem oben beschriebenen Bereich von 30
bis 70 ist das Auftreten einer vollen Bedeckung hoch. Diese sphärischen Teilchen
können durch Sieben von den anderen beschichteten Aluminiumschuppen abgetrennt werden.
Das Vorhandensein großer, mehrschuppiger Teilchen in einem gehärteten Überzug führt
zu einem unregelmäßigen Aussehen. Ein ähnliches Ergebnis kann erreicht werden, wenn
man die nicht-beschichteten Metall schuppen mit dem Hauptfilmbildner des pulverförmigen
Anstrichmittels vermischt, während sich dieser in flüssigem Zustand- befindet, und
dann das Lösungsmittel entfernt.
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Bei der Aluminiumpaste handelt es sich um eine Mischung aus üblicherweise
etwa 60 bis etwa 70 Gew.-% Aluminiumschuppen und einer' geringen Menge, üblicherweise
etwa 30 bis etwa 40 Gew.-%, eines als Schmiermittel dienenden, flüssigen Kohlenwasserstdfflösungsmittels,
beispielsweise Testbenzin. Während des zur Bildung der Aluminiumschuppen dienenden
Vermahlens kann eine geringe Menge eines zusätzlichen Schmiermittels, beispielsweise
Stearinsäure, zugesetzt werden. Die Methode des Zerschlagens von Aluminium mit polierten
Stahlkugeln in einer Rotationsmühle zu feinen Schuppen, währenddem diese mit einem
flüssigen Kohlenwasserstoff benetzt sind, geht auf
Everett J. Hall
zurück. Hierzu sei auf die US-PS 1 569 484 verwiesen. Eine genauere Beschreibung
von Aluminiumpaste, ihrer Herstellung, der Schuppengröße, ihrer Prüfung, ihrer Anwendung
in Anstrichmitteln etc. findet sich in "Aluminium Paint and Powder" J.D.Edwards
and Robert I. Wray, 3.Auflage (1955), Library of Congress Catalog Card Number: 55-6623,
Reinhold Publishing Corporation, 430 Park Avenue, New York, New York, USA.
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Der thermoplastische Filmbildner, der zur Umhüllung der Aluminiumschuppen
verwendet wird, kann der gleiche sein, wie er als Hauptfilmbildner für die pulverförmige
Überzugsmasse verwendet wird, oder kann sich davon unterscheiden. Wenn der Hauptfilmbildner
ein thermoplastisches Material ist, ist es bevorzugt, daß der zur Umhüllung der
Aluminiumschuppen verwendete Filmbildner die gleiche Zusammensetzung besitzt wie
der Hauptfilmbildner.
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Bei den besten thermoplastischen Pulverüberzugsmassen auf Acrylbasis
handelt es sich um Mischpolymerisate i,ß-olefinischungesättigter Monomerer. Diese
bestehen entweder vollständig oder überwiegend aus Acrylmonomeren, das heißt zu
mehr als 51 Gew.-% aus Acrylmonomeren, während als Rest Monovinylkohlenwasserstoffe
mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen, zum Beispiel Styrol, Vinyltoluol, i-Methylstyrol
und tert.-Butylstyrol vorhanden sind. Die bei beiden dieser Ausführungsformen verwendeten
Acrylate und Methacrylate sind vorzugsweise Ester eines einwertigen Alkohols mit
1 bis 8 Kohlenstoffatomen mit Acrylsäure oder Methacrylsäure oder einer Mischung
aus Acrylsäure und Methacrylsäure. Ein derartiges Mischpolymerisat enthält etwa
76 bis etwa 81 Mol-% Methylmethacrylat, 1 bis 3 Mol-% Acrylsäure oder Methacrylsäure
oder eine Mischung aus Acrylsäure und Methacrylsäure und 16 bis 23 Mol-% Butylmethacrylat.
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Ein als Hauptfilmbildner bevorzugter thermoplastischer Filmbildner
ist ein Acrylpolymerisat mit einem Molekulargewicht (Mn) im Bereich von 30 000 bis
80 000 und einer Glasübergangstemperatur im Bereich von 600C bis 1100C und ist als
thermoplastische Acrylpulverüberzugsmasse in der DT-OS 22 40 184.9 beschrieben.
Ideale Beschichtungsmaterialien für die Aluminiumscbuppen, die zusammen mit diesen
Überzugsmassen verwendet werden, sind Polymerisat-Mischungen der gleichen Zusammensetzung,
jedoch mit niedrigerem Molekulargewicht.
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Wenn ein thermoplastischer Filmbildner für die erfindungsgemäße Beschichtung
oder Umhüllung der Aluminiumschuppen verwendet wird, sollte dieses Material mit
dem als Hauptfilmbildner gewählten Material verträglich sein. Weiterhin sollten
das oder die flüchtigen Lösungsmittel, die in der Stufe der Beschichtung mit der
Lösung und der Sprühtrocknung verwendet werden, unter Berücksichtigung ihres Lösungsvermögens
für das Überzugsmaterial und ihEer-Wirksankeit bei dem Sprühtrocknen ausgewählt
werden. Ausgehend von diesem Konzept ist es dem Fachmann ein leichtes, die Einzelheiten
für einen gegebenen Schuppenüberzug oder einen gegebenen Hauptfilmbildner auszuwählen.
Dies berücksichtigend ist zu sagen, daß andere thermoplastische Filmbildner, die
zum Einkapseln der Aluminiumschuppen verwendet werden können, in nicht einschränkender
Weise die folgenden Materialien einschließen: 1. Acrylhomopolymerisate, zum Beispiel
Polymethylmethacrylat, Polyacrylnitril, Polyäthylmethacrylat und Polymethylacrylat,
2. Acryl-Mischpolymerisate, zum Beispiel Äthylen-Methylacrylat-Mischpolymerisate,
Äthylen-Äthylacrylat Mischpolymerisate und Äthylen-Äthylmethacrylat-Mischpolymerisate,
3.
Vinylkohlenwasserstoff-Acryl-Mischpolymerisate, zum Beispiel Styrol-Methylmethacrylat-Mischpolymerisate,
Styrol-Methylacrylat-Mischpolymerisate und Styrol-0thylacrylat-Mischpolymerisate,
4. Vinylkohlenwasserstoff-Stonopolymerisate, zum Beispiel Polystyrol, 5. Äthylen-Allyl-Mischpolymerisate,
zum Beispiel Äthylen-Allylalkohol-Mischpolymerisate, Äthylen-Allylacetat-Mischpolymerisate
und Äthylen-Allylbenzol-Mischpolymerisate, 6. Cellulose-Derivate, zum Beispiel Celluloseacetat,
Cellulosebutyrat, Cellulosepropionat, Celluloseacetatpropionat und Äthylcellulose,
7. Polyester, 8. Polyamide, zum Beispiel Polyhexamethylen-adipinsäureamid, Polyhexamethylen-sebacinsäureamid
und Polycaprolactam, 9. Polyvinylbutyral, 10. Polyvinylalkohol, 11. Polyvinylacetal,
12. Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisate und 13. Äthylen-Vinylalkohol-Mischpolymerisate.
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Thermoplastische Überzugsmaterialien, ihre Herstellung und ihre Verwendung
sind in der US-PS 3 532 530 beschrieben.
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Der Hauptfilmbildner des Anstrichmittels, mit dem die mit dem thermoplastischen
Filmbildner überzogenen Aluminiumschuppen vermischt werden, kann ein hitzehärtbarer
Filmbildner sein. Die für diesen Zweck bevorzugten Filmbildner schließen die folgenden
hitzehärtbaren Mischpolymerisatsysteme ein:
a) Ein epoxyfunktionelles
Mischpolymerisat aus Monovinylmonomeren und als Vernetzungsmittel dafür eine gesättigte,
geradkettige, aliphatische Dicarbonsäure mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie es
in der DT-OS 22 40 312.9 beschrieben ist; b) ein epoxyfunktionelles Mischpolymerisat
aus Monovinylmonomeren und als Vernetzungsmittel dafür eine Mischung aus etwa 90%
bis 98%, auf das Äquivalentgewicht bezogen, einer gesättigten, geradkettigen, aliphatischen
Dicarbonsäure mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen und etwa 10% bis etwa 2%, auf das Xquivalentgewicht
bezogen, einer gesättigten, geradkettigen, aliphatischen Monocarbonsäure mit 10
bis 22 Kohlenstoffatomen, wie es in der US-PS 3 730 930 beschrieben ist; c) ein
epoxyfunktionelles Mischpolymerisat aus Monovinylmonomeren und als Vernetzungsmittel
dafür ein Diphenol mit einem Molekulargewicht im Bereich von etwa 110 bis etwa 550,
wie es in der DT-OS 22 40 259.1 beschrieben ist; d) ein epoxyfunktionelles Mischpolymerisat
aus Monovinylmonomeren und als Vernetzungsmittel dafür ein Carboxy-Endgruppen aufweisendes
Polymerisat, wie es in der DT-OS 22 40 312.9 beschrieben ist; e) ein epoxyfunktionelles
Mischpolymerisat aus Monovinylmonomeren und als Vernetzungsmittel dafür ein phenolische
Hydroxy-Gruppen als Endgruppen aufweisendes Polymerisat, wie es in der DT-OS - 22
40 259.1 beschrieben ist; f) ein epoxyfunktionelles, carboxyfunktionelles, selbstvernetzbares
Mischpolymerisat aus äthylenisch ungesättigten Monomeren, wie es in der DT-OS 22
40 260.4 beschrieben ist;
g) ein hydroxyfunktionelles, carboxyfunktionelles
Mischpolymerisat aus monoEthylenisch ungesättigten Monomeren, wie es in der DT-OS
22 40 260.4 beschrieben ist; h) ein epoxyfunktionelles Mischpolymerisat aus Monovinylmonomeren
und als Vernetzungsmittel dafür ein Dicarbonsäureanhydrid, wie es in der DT-OS 22
40 314.1 beschrieben ist; i) ein hydroxyfunktionelles Mischpolymerisat aus monoäthylenisch
ungesättigten Monomeren und als Vernetzungsmittel dafür eine aus Dicarbonsäuren,
Melaminen und Anhydriden ausgewählte Verbindung, wie es in der DT-OS 22 40 315.2
beschrieben ist; j) ein epoxyfunktionelles Mischpolymerisat aus Monovinylmonomeren
und als Vernetzungsmittel dafür eine tertiäre Stickstoffatome enthaltende Verbindung,
wie es in der DT-OS 22 40 313.0 beschrieben ist; k) ein Mischpolymerisat aus einer
i,ß-ungesättigten Carbonsäure und einer äthylenisch ungesättigten Verbindung und
als Vernetzungsmittel dafür ein Epoxyharz mit 2 oder mehr Epoxy-Gruppen pro Molekül,
wie es in der DT-OS 22 40 183.8 beschrieben ist; 1) ein selbstvernetzbares, epoxyfunktionelles,
anhydridfunktionelles Mischpolymerisat aus olefinisch ungesättigten Monomeren, wie
es in der DT-OS 22 40 260.4 beschrieben ist; m) ein epoxyfunktionelles Mischpolymerisat
aus Monovinylmonomeren und als Vernetzungsmittel dafür ein endständige Carboxy-Gruppen
aufweisendes Polymerisat, beispielsweise ein t Carboxy-Endgruppen aufweisender Polyester,
wie es in der DT-OS 23 03 650.2 angegeben ist; n) ein epoxyfunktionelles Mischpolymerisat
aus Vinylmonomeren
und als Vernetzungsmittel dafür eine Dicarbonsäure,
wie es in der DT-OS 23 07 748.7 beschrieben ist; o) ein epoxyfunktionelles und hydroxyfunktionelles
Mischpolymerisat von Monovinylmonomeren und als Vernetzungsmittel dafür eine gesättigte,
geradkettige, aliphatische Dicarbonsäure mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie es
in der deutschen Patentanmeldung P 24 41 622.6 beschrieben ist; p) ein epoxyfunktionelles
Mischpolymerisat von Vinylmonomeren mit gegebenenfalls funktionellen Hydroxy- und/oder
Amid-Gruppen und als Vernetzungsmittel dafür 1. eine gesättigte, geradkettige,aliphatische
Dicarbonsäure mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen und 2. ein Polyanhydrid, wie es in
der deutschen Patentanmeldung P 24 41 753.6 beschrieben ist; q) ein epoxyfunktionelles,
amidfunktionelles Mischpolymerisat von Vinylmonomeren und als Vernetzungsmittel
dafür ein Anhydrid einer Dicarbonsäure, wie es in der deutschen Patentanmeldung
P 24 41 752.5 angegeben ist; r) ein epoxyfunktionelles, hydroxyfunktionelles Mischpolymerisat
von Monovinylmonomeren und als Vernetzungsmittel dafür ein Dicarbonsäureanhydrid,
wie es in der deutschen Patentanmeldung P 24 41 505.2 beschrieben ist; s) ein epoxyfunktionelles,
amidfunktionelles Mischpolymerisat von Monovinylmonomeren und als Vernetzungsmittel
dafür ein endständige Carboxy-Gruppen aufweisendes Polymerisat, wie es in der deutschen
Patentanmeldung P 2t 41 623.7 angegeben ist;
t) ein epoxyfunktionelles
Mischpolymerisat von Monovinylmonomeren und als Vernetzungsmittel dafür ein monomeres
oder polymeres Anhydrid und eine Hydroxycarbonsäure, wie es in der deutschen Patentanmeldung
P 24 41 507.4 beschrieben ist; u) ein epoxyfunktionelles, amidfunktionelles Mischpolymerisat
aus Monovinylmonomeren und als Vernetzungsmittel dafür ein monomeres oder polymeres
Anhydrid und eine Hydroxycarbonsäure, wie es in der deutschen Patentanmeldung P
24 41 506.3 beschrieben ist; und v) ein epoxyfunktionelles, hydroxyfunktionelles
Mischpolymerisat aus Monovinylmonomeren und als Vernetzungsmittel dafür ein monomeres
oder polymeres Anhydrid und eine Hydroxycarbonsäure, wie es in der deutschen Patentanmeldung
P 24 41 624.8 beschrieben ist Weitere hitzehärtende Filmbildner, die zur Beschichtung
der Metallteilchen verwendet werden können, schließen, ohne daß dadurch eine Beschränkung
herbeigeführt werden soll, hitzehärtbare Systeme ein, die als polymeren Bestandteil
einen Polyester, ein Polyepoxid oder urethanmodifizierte Polyester, Polyepoxide
und Acrylharze enthalten. Wie im Fall der oben beschriebenen Acrylsysteme können
diese Produkte selbstvernetzende Polymerisate sein oder können eine Kombination
aus einem funktionellen Polymerisat und einer damit reagierenden monomeren Verbindung
sein, die als Vernetzungsmittel dient.
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Die bevorzugten hitzehärtbaren pulverförmigen Oberzugsmassen, die
zur Ausbildung der obersten Lackschichten bei Automobilen verwendet werden, und
in denen die metallischen Pigmente ihre größtmögliche Anwendung finden, bestehen
im wesentlichen aus einem epoxyfunktionellen Mischpolymerisat aus olefinisch ungesättigten
Monomeren und einem dafür geeigneten Vernetzungsmittel. Diese Überzugsmassen oder
Anstrichmittel können neben den Pigmenten auch
Fließregulierungsmittel,
Ratalysatoren etc. in sehr geringen Mengen enthalten.
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Das in dem vorhergehenden Absatz genannte Mischpolymerisat besitzt
ein durchschnittliches Molekulargewicht (Mn) im Bereich von etwa 1500 bis etwa 15
000 und eine Glasübergangstemperatur im Bereich von etwa 400C bis etwa 900C.
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Die Epoxyfunktionalität wird dadurch eingeführt, daß, als Monomerenbestandteil
des Mischpolymerisats ein Glycidylester einer monoäthylenisch ungesättigten Carbonsäure,
beispielsweise Glycidylacrylat oder Glycidylmethacrylat, v,erwendet wird. Dieses
Monomere sollte insgesamt etwa 5 Gew. -% bis etwa 20 Gew.-% ausmachen. Weitere funktionelle
Gruppen, beispielsweise funktionelle Hydroxy-Gruppen oder funktionelle Amid-Gruppen
können dadurch eingearbeitet werden, daß man ein Hydroxyacrylat oder Hydroxymethacrylat
mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen, beispielsweise Äthylacrylat, Xthylmethacrylat, Propylacrylat
oder Propylmethacrylat oder ein i,ß-olefinisch ungesättigtes Amid, beispielsweise
Acrylamid oder Methacrylamid in der tGonomeren-Mischung zur Herstellung der Mischpolymerisate
verwendet. Wenn solche zusätzlichen funktionellen Gruppen eingeführt werden, machen
die sie liefernden Monomeren etwa 2 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% der die Mischpolymerisate
ergebenden Monomeren aus. Der Rest des Mischpolymerisats, das heißt etwa 70 Gew.-%
bis etwa 93 Gew. -% der es bildenden Monomeren, besteht aus monofunktionellen, olefinisch
ungesättigten Monomeren, das heißt Monomeren, die als einzige funktionelle Gruppe
die äthylenische Unsättigung aufweisen. Diese monofunktionellen, olefinisch ungesättigten
Monomeren werden in überwiegender Menge, das heißt zu mehr als 50 Gew.-% der die
Mischpolymerisate ergebenden Monomeren, durch Acrylmonomere gestellt. Die bevorzugten
monofunktionellen Acrylmonomeren für diesen Zweck sind Ester von einwertigen Alkoholen
mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen mit Acrylsäure oder Methacrylsäure, zum Beispiel Methylmethacrylat,
Äthylacrylat,
Propylmethacrylat, Butylacrylat, Butylmethacrylat,
Hexylacrylat und 2-Athylhexylacrylat. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform werden
die restlichen Monomeren, falls neben den erwähnten epoxyfunktionellen, hydroxyfunktionellen
und ämidfunktionellen Monomeren vorhanden, die ebenfalls funktionelle olefinisch
ungesättigte Gruppen aufweisen, die bei der Bildung des Mischpolymerisats im Verlaufe
der Polymerisation aufgebraucht werden, vorzugsweise von Monovinylkohlenwasserstoffen
mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen gestellt, beispielsweise durch Styrol, Vinyltoluol,
i-Methylstyrol und tert.-Butylstyrol. Weitere Vinylmonomere , die in geringeren
Mengen verwendet werden können, das heißt in Mengen zwischen 0 und 30 Gew.-% der
als Bestandteil dienenden Monomeren, sind Vinylchlorid, Acrylnitril, Methacrylnitril
und Vinylacetat.
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Die zusammen mit dem genannten Mischpolymerisat verwendeten Vernetzungsmittel
besitzen funktionelle Gruppen, die mit den funktionellen Gruppen des Mischpolymerisats
reagieren. Somit sind als Vernetzungsmittel für diese Mischpolymerisate sämtliche
Vernetzungsmittel geeignet, die in den oben erwähnten Patentschriften und Patentanmeldungen
hinsichtlich'der pulverförmigen Überzugsmassen genannt sind, zum Beispiel gesättigte
aliphatische Dicarbonsäuren mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen, Mischungen aus gesättigten,
aliphatischen Dicarbonsäuren mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen und Monocarbonsäuren
mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen, endständige Carboxy-Gruppen aufweisende Mischpolymerisate
mit einem Molekulargewicht (M ) im Ben reich von 650 bis 3000, monomere Anhydride,
vorzugsweise Anhydride mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 350C bis 1400C, zum
Beispiel Phthalsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Cyclohexan-1,2-dicarbonsäureanhydrid,
Bernsteinsäureanhydrid etc. Homopolymerisate von monomeren Anhydriden und Mischungen
derartiger Anhydride mit Hydroxysäuren mit einen Schmelzpunkt im Bereich von 400C
bis 1500C. Hinsichtlich
dieser Vernetzungsmittel sei auf die oben
bereits erwähnten Patentschriften und Patentanmeldungen verwiesen.
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Im allgemeinen werden diese Vernetzungsmittel in solchen Mengen eingesetzt,
daß sie pro funktionelle Gruppe des Mischpolymerisats zwischen etwa 0,3 und etwa
1,5, vorzugsweise zwischen etwa 0,8 und etwa 1,2 funktionelle Gruppen ergeben, die
mit den funktionellen Gruppen des Mischpolymerisats reagieren.
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Der hierin verwendete Ausdruck "Vinylmonomeres" steht für eine monomere
Verbindung, die in ihrem Molekülaufbau die funktionelle Gruppe der folgenden Formel
aufweist,
in der X ein Wasserstoffatom oder eine Methyl-Gruppe bedeutet.
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Der Ausdruck "S,ß-ungesättigt", wie er hierin verwendet wird, umfaßt
sowohl die olefinisch ungesättigte Bindung, die zwischen zwei Kohlenstoffatomen
vorliegt, die in Bezug auf eine aktivierende Gruppe, wie eine Carbonyl-Gruppet in
« - und ß-Stellung stehen, beispielsweise die olefinisch ungesättigte Bindung von
Maleinsäureanhydrid, und die olefinisch ungesättigte Bindung zwischen zwei Kohlenstoffatomen,
die in i- und ß-Stellung in Bezug auf das Ende einer aliphax tischen Kohlenstof.fKhl.enstoff-K'ette
stehen, z.B. die olefinisch ungesättigte Bindung von Acrylsäure oder Styrol.
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Die Herstellung der beschichteten oder umhüllten Metallschuppen erfolgt
in einem Lösungsmittel für den Filmbildner, das für ein wirksames Sprühtrocknen
genügend flüchtig ist und das chemisch weder mit dem Filmbildner noch mit den Metallschuppen
in einem solchen Ausmaß reagiert, daß deren Eigenschaften oder Aussehen während
der zur Durchführung
des Zerstäubungstrocknungsprozesses angewandten
Kontaktzeiten in merklicher Weise msdifiziert werden. Ein bevorzugtes Lösungsmittel
für diesen Zweck ist Methylenchlorid. Andere Lösungsmittel, die hierfür verwendet
werden können, schliessen Toluol, Xylol, Methyläthylketon, Methanol, Aceton und
niedrigsiedende Rohbenzine (Naphthas) ein.
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Eine typische Formulierung einer gemäß der Erfindung in den Zerstäubungstrockner
eingeführten Beschickung ist die folgende: Gewichtsteile Aluminiumpaste (65% Al)
30,00 Filmbildner 11,00 Methylenchlorid 200,00 Typische Betriebsparameter für einen
herkömmlichen Zerstäubungstrockner oder Sprühtrockner mit einem Durchmesser von
91 cm (3 ft), der mit einem herkömmlichen Zerstäuber mit einer Düse für zwei Fluide
ausgerüstet ist, zum Beispiel einem Gas und einer Flüssigkeit, wie es bei herkömmlichen
Druckluftspritzpistolen für flüssige Anstrichmittel der Fall ist, sind im folgenden
angegeben: Luftdurchsatz 5,58 m3/Min (197 cubic feet/minute) Beschickungsdurchsatz
380 ml/Minute Lufteinlaßtemperatur 82 ,20C (1800F) Luftauslaßtemperatur 26,70cd
(800F) Produktionsrate 2,72 kg/Std (6 lbs/hr) Das aus dem Zerstäubungstrockner austretende
umhüllte oder beschichtete Aluminium wird dann durch ein Sieb mit einer gewünschten
Maschenweite, zum Beispiel ein Sieb mit einer
Maschenweite von
44 Sm gesiebt, um die übermäßig großen Teilchen zu entfernen. Etwa 20% des Produktes
werden in Form von übergroßen Teilchen verworfen.
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Der nichtmetallische Pulverbestandteil, im folgenden als "Pulverbestandteil"
bezeichnet, enthält den Hauptfilmbildungsbestandteil und, wenn die sichtbare LacksChicht
mehrfarbig sein soll, mindestens einen nichtmetallischen farbbildenden Bestandteil.
Dieser nichtmetallische farbbildende Bestandteil kann ein Pigment, ein Farbstoff
oder ein andersartiges färbendes Material in Teilchenform sein.
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Erfindungsgemäß werden Weiß und Schwarz als Farbtöne betrachtet, da
der organische Filmbildner mit einem das Licht reflektierenden oder das Licht äbsarbierenden
Material versetzt werden muß, um der sichtbaren Lackschicht ein weißes oder schwarzes
Aussehen zu verleihen, ebenso wie der organische Filmbildner mit einem Material
versetzt werden muß, das Lichtstrahlen reflektiert, die dem Auge als Farbe erscheinen,
während andere Lichtstrahlen absorbiert werden.
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Die Formulierung des nichtmetallischen Pulverbestandteils, der im
Fall eines mehrfarbigen Anstrichmittels einen nichtmetallischen farbbildenden Bestandteil
enthält, wird unter Berücksichtigung des besonderen Farbstoffs, der zusammen mit
dem metallischen Farbbestandteil verwendet wird, und der Menge, in der der Metallbestandteil
eingesetzt wird, bereitet. Der Pulverbestandteil wird quantitativ formuliert unter
Berücksichtigung der Menge des Materials, die durch die Zugabe der umhüllten Metallteilchen
zugeführt wird.
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Eine typische Formulierung für den Pulverbestandteil ist die folgende:
Gewichtsteile
Filmbildner 94,33 Fließregulierungsmittel 0,67 Pigment 5,00 Die Herstellung und
Verarbeitung des nichtmetallischen Pulverbestandteils in die Pulverform erfolgt
unter Anwendung einer der herkömmlichen Pulverherstellungstechniken, zum Beispiel
durch' Strangpressen, Zerstäubungstrocknen oder Lösungsmittelextraktion. Nachdem
das Material in Pulverform vorliegt, wird es durch ein Sieb geeigneter Maschenweite,
beispielsweise durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 74 pm gesiebt.
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Der letzte Schritt der Herstellung des pulverförmigen Oberzugsmaterials
der Erfindung besteht in dem Vermischen der beiden Hauptbestandteile, das heißt
des die mit dem thermoplastischen organischen Material überzogenen Teilchen umfassenden
MetallbestandteiS und des nichtmetallischen Pulverbestandteils.Die genauen Verhältnisse
der beiden Hauptbestandteile hängen natürlich von der spezifischen Formulierung
und der erforderlichen Metallmenge ab. Wenn man bei dem obigen typischen Beispiel
etwa 98,5 Gewichtsteile des nichtmetallischen Pulverbestandteils mit etwa 1,5 Gewichtsteilen
des umhüllten Aluminiums vermischt, so erhält man einen Automqbildecklack mit "geringem
Metalleffekt".
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Die erfindungsgemäßen umhüllten Schuppen können natürlich zusammen
mit irgendeiner thermoplastischen oder hitzehärtbaren pulverförmigen Überzugsmasse
verwendet werden. Das Aussehen des fertiggestellten Überzugs hängt natürlich überwiegend
von der Gesamtkonzentration der Aluminiumschuppen in der endgültigen pulverförmigen
Überzugsmasse ab.
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Diese Konzentration variiert von einem sehr geringen
Gewichtsprozentsatz
der gesamten pulverförmigen Oberzugsmasse im Fall gewisser mehrfarbiger Deckanstriche,
das heißt von Werten von etwa 0,005 Gewichts-%, vorzugsweise von mehr als 0,25 Gewichts-%
und noch bevorzugter mehr als 0,5 Gewichts-%, bis zu einem sehr viel höheren Gewichtsprozentsatz
der gesamten pulverförmigen Überzugsmasse im Fall der sogenannten "Silber"-Deckanstriche,
für die Konzentratiönen von bis zu etwa 25 Gew.-% angewandt werden. Wenn der sprühgetrocknete
Über zug auf den Schuppen beispielsweise etwa 2 Gew.-t bis etwa 30 Gew.-% der Schuppen
beträgt, machen die beschichteten oder umhüllten Schuppen zwischen etwa 0,005 bis
etwa 32,5 Gew.-%, vorteilhafterweise zwischen etwa 0,25 bis etwa 28,75 Gew.-% und
noch bevorzugter zwischen etwa 0,54 bis etwa 28,25 Gew.-% der gesamten pulverförmigen
Überzugsmasse aus.
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Die Erfindung ermöglicht den weiteren Vorteil, daß die dünne organische
Oberzugsschicht auf den Aluminiumschuppen -die Explosionsgefahr wesentlich~verringert,
die bei der Handhabung trockener Aluminiumschuppen besteht. Die übliche Handhabung
der trockenen Aluminiumschuppen unter einer inerten Atmosphäre ist nicht notwendig,
nachdem die Schuppen beschichtet oder umhüllt worden sind.
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Die folgenden Beispiele sollen-die Erfindung weiter erläutern .
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Beispiel 1 a) Herstellung der beschichteten bzw. umhüllten Aluminiumschupl)fon
Unter Anwendung der im folgenden beschriebenen Verfahrensweise wird ein thermoplastisches
Überzugsmaterial zur Umhüllung der 2iuminiumschuppen aus dell folgenden Materialien
bereitet:
Gewichtsteile Polymethylmethacrylat 100 (Mn = 15 000)
Polylaurylmethacrylat (Mn = 10 000) 2 Die obigen Bestandteile werden während 10
Minuten in einem Zweischalentaumelmischer vermischt und dann während 15 Minuten
bei 1900C in einem Walzenstuhl vermahlen.
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Die Mischung wird abgekühlt und soweit pulverisiert, daß sie durch
ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,074 mm (200 mesh) dringt.
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Man vereinigt zwei Gewichtsteile dieser thermoplastischen Mischung
mit 30 Gewichtsteilen einer Aluminiumpaste (die 35 Gew.-% Testbenzin und 65 Gew.-%
Aluminiumschuppen enthält, die durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,044 mm
(325 mesh) dringen, eine typische spezifische Oberfläche von 7,5 m2/g, einen maximalen
Teilchendurchmesser unterhalb 45 pm und im allgemeinen eine Teilchengrößenverteilung
im Bereich von etwa 7 bis etwa 15 pm besitzen) und 200 Gewichtsteilen Methylenchlorid
unter Rühren mit geringer Scherwirkung, um das Aluminium ohne Beschädigung der Aluminiumschuppen
in dem thermoplastischen Material zu dispergieren.
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Nachdem die obige Dispersion bereitet ist, wird sie derart sprühgetrocknet,
daß man einzelne Aluminiumschuppen erhält, die mit einem dünnen, ununterbrochenen
Überzug aus den trockenen Polymerisaten umhüllt sind. Dies wird in einem Zerstäubungstrockner
mit einem Durchmesser von 91 cm ( 3 fort) erreicht, der mit einer Zwei-Fluid-Düse
in Gegenstromanordnung ausgerüstet ist und unter den folgenden Bedingungen betrieben
wird:
Luftstrom in der Trockenkammer 5,66 m3/Min (200 cubic feet/min)
Zuführungsgeschwindigkeit der 380 ml/Min Mischung Lufteinlaßtemperatur 82,2 0C (1800F)
Zerstäubungsluftdruck für 5,62 kg/cm2 (80'lbs/in2) die beiden Fluide Das bei diesem
Verfahren erhaltene Produkt besteht aus etwa 19,5 Gewichtsteilen Aluminium, etwa
2,0 Gewichtsteilen der oben beschriebenen thermoplastischen Mischung und einer geringen
Menge, das heißt 0,05 bis 0,2 Gewichtsteilen, restlichen Lösungsmittels, das während
des Sprühtrocknens nicht verflüchtigt worden ist. Dieses Produkt wird dann durch
ein Sieb mit einer Maschenweite von 44 jim gesiebt.
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b) Herstellung des nichtmetallischen Pulverbestandteils Unter Anwendung
der im folgenden angegebenen Verfahrensweise wird aus den folgenden Materialien
eine thermoplastische, pulverförmige Oberzugsmasse bereitet: Gewichtsteile Polymethylmethacrylat
CMn = 40 000) 100 Polylaurylmethacrylat 2 CMn = 120 000) Tetrabutylammoniumbromid
0,5 Die obigen Bestandteile werden während 10 Minuten in einem Doppelschalentaumelmischer
vermischt und dann während 15 Minuten bei 19O0C auf einem Walzenstuhl vermahlen.
Die Mischung wird abgekühlt und in der Weise pulverisiert, daß sie durch ein Sieb.mit
einer Maschenweite von 0,074 mm (200 mesh) dringt.
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Der nichtmetallische Pulverbestandtei der pulverförmigen Überzugsmasse
wird dadurch hergestellt, daß man 188 Gewichtsteile dieses thermoplastischen Materials
mit den folgenden Materialien vermischt: Gewichtsteile Polylaurylacrylat 1 , 34
CMn = 10 000) Phthalocyaningrün-Pigment 2,77 Gelbes Eisenoxid-Pigment 7,24 Durch
zweistündiges Vermahlen in einer Kugelmühle erhält aus den obigen Bestandteilen
eine homogene Mischung. Diese Mischung wird dann mit Hilfe einer Knetstrangpresse
bei loOoc extrudiert. Der in dieser Weise erhaltene Feststoff wird in einer Schlagmühle,
das heißt einer Luftklassierungsschlagmühle, pulverisiert und durch ein Sieb mit
einer Maschenweite von 0,074 mm (200 mesh) gesiebt.
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c) Herstellung des pulverförmigen Überzugsmaterials Das erfindungsgemäße
pulverförmige Überzugsmaterial wird durch Vermischen von 1,65 Gewichtsteilen der
umhüllten Aluminiumschuppen mit 98,35 Gewichtsteilen des nichtmetallischen Pulverbestandteils
hergestellt. Man erhält eine homogene Mischung der beiden Komponenten durch schnelles
Trommelvermischen des Materials während 20 Minuten unter Raumbedingungen, das heißt
bei etwa 180C bis 240C, in einem teilweise gefüllten Behälter. Es ist ersichtlich,
daß bei der Herstellung des Pulvers nach dieser Methode die tatsächlichen Mischzeiten
in gewisser Weise mit der Größe des Behälters und der mechanischen Mischwirkung
variieren.
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Das in dieser Weise erhaltene Pulver wird dann mit einer herkömmlichen,
elektrostatisch wirkenden Pulverspritzpistole, die bei einer Spannung von 50 kV
betrieben wird, auf ein elektrisch geerdetes Stahlsubstrat aufgesprüht.
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Nach dem Aufsprühen wird das beschichtete Substrat während etwa-20
Minuten auf 2000C erhitzt. Der in dieser Weise hergestellte Überzug besitzt einen
guten Glanz und eine gute Metallteilchenorientierung.
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Beispiel 2 Nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 wird ein pulverförmiges
Überzugsmaterial hergestellt, jedoch unter Anwendung der folgenden Unterschiede:
1. Die Ausgangsmischung zur Herstellung der beschichteten Aluminiumschuppen hat
folgende Zusammensetzung: Gewichtsteile -Aluminiumpaste (65 Gew.-E Aluminium und
35 Gew.-% 30,00 Testbenzin) Thermoplastische Mischung 5,46 (a) Polymethylmethacrylat
100 ( = 12 000) und (b) Is;lylaurylmethacrylat (1rl = 9 000) 2 Polybutylacrylat
(Mn = 9 000) 0,03 Methylenchlorid 250,00 Dieses Mzt:erial wird vermischt und nach
der in Beispiel 1 angegebenen Weise sprühgetrocknet, wobei man ein Material crhält,
dessen Schuppen einen Überzug aufweisen,
der etwa um den Faktor
2,5 dicker ist als der der umhüllten Schuppen nach Beispiel 1. Die empirische Zusammensetzung
des sprühgetrockneten Produkts, auf das Gewicht bezogen, ist die folgende: Gewichtsteile
Aluminium (trocken) 19,5 Thermoplastischer 5,49 Überzug 2. Da die Menge des Überzugs
auf den Aluminiumschuppen groß genug ist, um als signifikanter Faktor betrachtet
zu werden,. wird sie beim Formulieren des nichtmetallischen Pulverbestandteils berücksichtigt.
In diesem Fall wird der nichtmetallische Pulverbestandteil dadurch hergestellt,
daß man 188 Gewichtsteile des nichtmetallischen Pulverbestandteils von Beispiel
1 b) mit dem folgenden Material vermischt: Gewichtsteile Polylaurylacrylat (Mn =
10 000) 1,33 Phthalocyaningrün-Pigment 1,85 Gelbes Eisenoxid 9,18 Das anschließende
Verarbeiten des nichtmetallischen Pulverbestandteils erfolgt in der in Beispiel
1 angegebenen Weise.
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3. Das Vermischen des beschichtete Metallschuppen umfassenden Bestandteils
mit dem nichtmetallischen Pulverbestandteil wird wegen der Dicke des Überzugs auf
den -Aluminiumschuppen verändert. Es wird hier ein Verhältnis von 1,93
Gewichtsteilen
der beschichteten Aluminiumschuppen zu 98,08 Gewichtsteilen des nichtmetallischen
Pulverbestandteils angewandt. Die erhaltene pulverförmige Überzugsmasse besitzt
den gleichen Pigmentgehalt und folgende Zusammensetzung: Gewichtsteile Aluminium
1,50 Thermoplastisches Uberzugsmaterial 93,58 Phthalocyaningrün-Pigment 1,50 Gelbes
Eisenoxid 3,42 Dieses Material wird nach der in Beispiel 1 angegebenen Weise vermischt,
gesiebt, elektrostatisch auf ein Stahlsubstrat aufgesprüht und in der Hitze gehärtet.
Der erhaltene Deckanstrich besitzt ähnliche Eigenschaften wie der nach Beispiel
1 erhaltene.
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Beispiel 3 Es wird die Verfahrensweise des Beispiels 1 wiederholt,
mit dem Unterschied, daß der nichtmetallische Pulverbestandteil (b) in gleicher
Weise, jedoch unter Anwendung anderer Materialien hergestellt wird. In diesem Fall
besteht der thermoplastische Filmbildner aus den folgenden Materialien: Gewichtsteile
Polymethylmethacrylat (Mn = 60 000) 100 Polytridecylmethacrylat CMn = 80 000) 4
Tribenzylammoniunchlorid 0,2
Beispiel 4 Man wiederholt das Verfahren
des Beispiels 1, mit dem Unterschied, daß der Filmbildner zur Umhüllung der Aluminiumschuppen
(a) in gleicher Weise, jedoch mit anderen Materialien hergestellt wird und auch
der nichtmetallische Pulverbestandteil (b) in gleicher Weise, jedoch ausgehend von
anderen Materialien bereitet wird.
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Der zur Umhüllung der Aluminiumflocken (a) in diesem Beispiel verwendete
Filmbildner besteht aus einer Mischung. aus: Gewichtsteile Polymethylmethacrylat
100 CMn = 10 000) Polybutylmethacrylat (Mn = 15 000) Der Filmbildner für den nichtmetallischen
Pulverbestandteil (b) besteht bei diesem Beispiel aus einer Mischung aus: Gewichtsteile
Polymethylmethacrylat 100 (Mn = 80 000) Polybutylmethacrylat 6 (Mn = 100 000) Stearyldimethylbenzylammonium-
0,6 chlorid Beispiel 5 Man wiederholt das Verfahren des Beispiels 1, mit dem Unterschied,
daß man den Filmbildner des nichtmetallischen pulverförmigen Bestandteils (b) in
gleiche'r Weise, jedoch unter Anwendung unterschiedlicher Materialien herstellt.
In
diesem Fall besteht der thermoplastische Filmbildner aus den
folgenden Materialien: Gewichtsteile' Acrylatmischpolymerisat 100 CMn = 15 000)
(75 Teile Methylmethacrylat und 25'Teile Butylmethacrylat) Poly-(2-äthylhexylacrylat)
0.8 (Mn = 10 000) Tetraäthylammoniumbromid 0,3 Beispiel 6 Man.wiederholt die Maßnahme
des Beispiels 5, mit dem einzigen Unterschied, daß man das Mischpolymerisat aus
75 Teilen Methylmethacrylat und 25 Teilen Butylmethacrylat durch eine gleich große
Menge eines Mischpolymerisats aus 60 Teilen Methylmethacrylat und 40 Teilen Butylmethacrylat
(Mn = 80 000) ersetzt.
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Beispiel 7 Man wiederholt die Maßnahme des Beispiels 5,mit dem einzigen
Unterschied, daß man das Mischpolymerisat aus 75 Teilen Methylmethacrylat und 25
Teilen Butylmethacrylat durch eine gleich große Menge eines Mischpolymerisats aus.
80 Teilen Methylmethacrylat und 20 Teilen Äthylacrylat' (Mn = 80 000) ersetzt.
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Beispiel 8 Man wiederholt die Verfahrensmaßnahme des Beispiels 5 mit
dem einzigen Unterschied, daß man das Mischpolymerisat aus 7i Teilen Methylmethåcrylat
und 25 Teilen Butylmethacrylat durch eine gleich große Menge eines Mischpolymerisats
aus 85 Teilen Styrol und 15 Teilen Butylacrylat
ersetzt.
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Beispiel 9 Man wiederholt das Verfahren des Beispiels 1, mit dem Unterschied,
daß man für die Herstellung des Filmbildners des nichtmetallischen Pulverbestandteils
(b) die gleiche Verfahrensweise, jedoch andere Materialien anwendet. In diesem Fall
besteht der thermoplastische Filmbildner aus den folgenden Materialien: Gewichtsteile
Acrylat-Mischpolymerisat 100 (Mn = 40 000) (ein Mischpolymerisat aus 98 Teilen Methylmethacrylat
und 2 Teilen Glycidylmethacrylat) Polybutylacrylat 0,8 (Mn = 50 000) Triäthylendiamin
0,2 Beispiel 10 Man wiederholt die Maßnahme des Beispiels 1, mit dem Unterschied,
daß man den Filmbildner des nichtmetallischen Pulverbestandteils (b) unter Anwendung
der im folgenden angegebenen Materialien und Verfahrensweisen herstellt.
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Man bereitet ein epoxyfunktionelles Acryl-Mischpolymerisat von Vinylmonomeren
wie folgt: Bestandteile . .Gewichtsteile Glycidylmethacrylat 15 Methylmethacrylat
45 Butylmethacrylat 40
Man vermischt die oben angegebenen Bestandteile
und löst 3 Gewichtsteile 2,2'-Azobis-(2-methylpropionitril) in der Monomerenmischung.
Die Mischung wird langsam zu (100 Teilen) am Rückfluß siedendem Toluol zugesetzt,
das heftig unter einer Stickstoffatmosphäre gerührt wird.
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Oberhalb des Toluolbehälters ist ein Kühler vorgesehen, um die Toluoldämpfe
zu kondensieren und sie in den Behälter zurückzuführen. Die Monomerenmischung wird
über ein Regulierventil zugeführt und die Zugabegeschwindigkeit wird derart gesteuert,
daß lediglich unter Zufuhrung einer geringen Wärmemenge mit Hilfe einer äußeren
Heizeinrichtung die Rückflußtemperatur (1090C bis 1120C) aufrechterhalten wird.
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Nach Beendigung der Zugabe der Monomerenmischung wird das Erhitzen
am Rückfluß während weiterer 3 Stunden unter Anwendung der äußeren Wärmequelle fortgesetzt.
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Die Lösung wird dann in flache Schalen aus rostfreiem Stahl gegossen.
Diese Schalen werden in einen Vakuumofen eingebracht, in dem das in dem Material
enthaltene Lösungsmittel verdampft. In dem Maße, in dem das Lösungsmittel entfernt
wird, wird die Mischpolymerisatlösung konzentrierter. Die Temperatur des Vakuumofens
wird auf etwa 11000 gesteigert. Dann wird das Trocknen fortgesetzt, bis der Lösungsmittelgehalt
des Mischpolymerisats unterhalb 3% liegt. Anschließend werden die Schalen abgekühlt
und das Mischpolymerisat wird entnommen und vermahlen, bis es durch ein Sieb mit
einer Maschenweite von 0,84 mm (20 mesh) dringt. Das Mischpolymerisat besitzt eine
Glasübergangstemperatur von 530C und ein Molekulargewicht (Mn) von 4000.
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Dann vermischt man 100 Gewichtsteile des vermahlenen Mischpolymerisats
mit den folgenden Produkten:
Gewichtsteile Azelainsäure 10,0-Tetrabutylammoniumbromid
0,2 Polylaurylacrylat 0,5 CMn = 10 000) Die Materialien werden während 2 Stunden
in einer Kugelmühle vermahlen. Die Mischung wird dann während 5 Minuten auf einem
Walzenstuhl bei 850C bis 900C vermahlen, worauf der erhaltene Feststoff in einer
Kugelmühle vermahlen und das erhaltene Pulver durch ein Sieb mit einer Maschenweite
von 0,105 mm (140 mesh) gesiebt werden.
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Beispiel 11 Man wiederholt das Verfahren des Beispiels 10 mit dem
Unterschied, daß der Filmbildner des nichtmetallischen Pulverbestandteils in der
in Beispiel 10 angegebenen Weise unter Verwendung von 166 Gewichtsteilen des vermahlenen
epoxyfunktionellen Mischpolymerisats von Beispiel 10, 22,64 Gewichtsteilen Azelainsäure
und 1,33 Gewichtsteilen Polylaurylacrylat (Mn = 10 000) hergestellt wird.
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Beispiel.2 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1, jedoch unter
Anwendung der folgenden Unterschiede: 1. Die umhüllten Aluminiumschuppen werden
aus 30-Gewichtsteilen der in Beispiel 1 verwendeten Aluminiumpaste (19,5 Gewichtsteile
Aluminium) und 4,7 Gewichtsteilen des thermoplastischen Überzugsmaterials hergestellt.
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2. Nach der Verfahrensweise des Beispiels 2 wird der nichtmetallische
Pulverbestandteile bereitet und zusammen mit den beschichteten Aluminiumschuppen
in einer solchen Menge'verwendet, .daß das pulverförmige Oberzugsmaterial mit dem
gleichen Pigmentgehalt mit dem des
Materials von Beispiel 1 sprühgetrocknet
wird, Das erhaltene pulverförmige ttberzugsmaterial wird nach der in Beispiel 1
angegebenen Weise elektrostatisch auf ein Stahl substrat aufgesprüht und darauf
in der Wärme ausgehärtet und ergibt eine Deckschicht ähnlichen Aussehens wie die
in Beispiel 1 gebildete.
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Beispiel 13 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1 unter Anwendung
der folgenden Unterschiede: 1. Die umhüllten Aluminiumschuppen werden ausgehend
von 30 Gewichtsteilen der in Beispiel 1 verwendeten Aluminiumpaste (19,5 Gewichtsteile
Aluminium) und 0,98 Gewichtsteilen des thermoplastischen Oberzugsmaterials hergestellt.
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2. Nach der Methode von Beispiel 2 wird der nichtmetallische Pulverbestandteil
bereitet und in einer solchen Menge zusammen mit den umhüllten Aluminiumschuppen
verwendet, daß sich ein zu versprühendes pulverförmiges Überzugsmaterial ergibt,
das den gleichen Pigmentgehalt wie das Material des Beispiels 1 besitzt.
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Das erhaltene pulverförmige Oberzugsmaterial wird nach der in Beispiel
1 angegebenen Weise elektrostatisch auf ein Stahlsubstrat. aufgesprüht und durch
Wärmeeinwirkung darauf ausgehärtet und ergibt einen Deckanstrich mit ähnlichem Aussehen
wie der nach Beispiel 1 erhaltene.
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Beispiel. .14 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1 unter Anwendung
der folgenden Unterschiede:
1. Die umhüllten Aluminiumschuppen
werden ausgehend von 30 Gewichtsteilen der in Beispiel 1 verwendeten Aluminiumpaste
(19,5 Gewichtsteile Aluminium) und 2,93 Gewichtsteilen des thermoplastischen Oberzugsmaterials
hergestellt.
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2. Nach der Methode von Beispiel 2 wird der nichtmetallische Pulverbestandteil
bereitet und in einer solchen Menge zusammen mit den umhüllten Aluminiumschuppen
verwendet, daß das zu versprühende pulverförmige Überzugsmaterial denselben Pigmentgehalt
besitzt wie das Material von Beispiel 1.
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Das gebildete pulverförmige Überzugsmaterial wird nach der in Beispiel
1 angegebenen Weise elektrostatisch auf ein Stahl substrat aufgesprüht und darauf
in der Hitze ausgehärtet und ergibt einen Deckanstrich ähnlichen Aussehens wie der
nach Beispiel 1 gebildete.
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Beispiel 15 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1 mit den folgenden
Unterschieden: 1. Man bereitet die umhüllten Aluminiumschuppen ausgehend von 30
Gewichtsteilen der Aluminiumpaste (19,5 Gewichtsteile Aluminium) und 1,76 Gewichtsteilen
des hitzehärtbaren Materials.
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2. Nach der Methode von Beispiel 2 wird der nichtmetallische Pulverbestandteil
bereitet und in einer solchen Menge zusammen mit den umhüllten Aluminiumschuppen
verwendet, daß das zu versprühende pulverförmige Oberzugsmaterial den gleichen Pigmentgehalt
besitzt wie das Material von Beispiel 1.
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Das erhaltene pulverförmige Überzugsmaterial wird nach der in Beispiel
1 angegebenen Weise elektrostatisch auf ein Metall substrat aufgesprüht und darauf
in der Hitze ausgehärtet
und ergibt einen Deckanstrich ähnlichen
Aussehens wie der von Beispiel 1.
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Beispiel.6 Man wiederholt die Verfahrensmaßnahmen des Beispiels 1,
mit den folgenden Unterschieden: 1. Die umhüllten Aluminiumschuppen werden ausgehend
von 30 Gewichtsteilen der in Beispiel 1 angewandten Aluminiumpaste (19,5 Gewichtsteile
Aluminium) und 2,54 Gewichtsteilen des thermoplastischen Oberzugsmaterials bereitet.
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2. Unter Anwendung der Prozedur von Beispiel 2 wird der nichtmetallische
Pulverbestandteil hergestellt und in einer solchen Menge zusammen mit den umhüllten
Aluminiumschuppen verwendet, daß ein zu versprühendes pulverförmiges Überzugsmaterial
gebildet wird, das den gleichen Pigmentgehalt besitzt wie das Material von Beispiel
1.
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Das erhaltene pulverförmige Überzugsmaterial wird dann unter Anwendung
der Maßnahmen des Beispiels 1 elektrostatisch auf ein Metall substrat aufgesprüht
und darauf in der Hitze ausgehärtet und ergibt einen Deckanstrich, der ein ähnliches
Aussehen besitzt wie der gemäß Beispiel 1 erhaltene.
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Beispiel .17 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1,mit den
folgenden Unterschieden: 1. Die umhüllten Aluminiumschuppen werden ausgehend von
30 Gewichtsteilen der in Beispiel 1 verwendeten Aluminiumpaste (19,5 Gewichtsteile
Aluminium) und 0,39 Gewichtsteilen des thermoplastischen Oberzugsmaterials bereitet.
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2. Unter Anwendung der Methode von Beispiel 2 wird der
nichtmetallische
Pulverbestandteil hergestellt und in einer solchen Menge zusammen mit den beschichteten
Aluminiumschuppen verwendet, daß ein zu versprühendes pulverförmiges Überzugsmaterial
gebildet wird, das den gleichen Pigmentgehalt besitzt wie das Material von Beispiel
1.
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Beispiel 18 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1 mit dem Unterschied,
daß als nichtmetallischer Pulverbestandteil ein epoxyfunktionelles und hydroxyfunktionelles
Mischpolymerisat aus Vinylmonomeren verwendet wird, das wie folgt hergestellt wird:
Reaktionsteilnehmer Gramm Gewichtsprozentsatz der gesamten Reaktionsteilnehmer Glycidylmethacrylat
225,0 15 Hydroxyäthylmethacrylat 75,0 5 Butylmethacrylat 600,0 40 Styrol 75,0 5
Methylmethacrylat 525,0 35 Die oben erwähnten Monomeren werden in den angegebenen
Mengenverhältnissen vermischt und mit 70,0 g (4,5%, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Reaktionsteilnehmer) 2,2'-Azobis-(2-methylpropionitril) versetzt. Die Lösung
wird tropfenweisen im Verlaufe von 3 Stunden in 1500 ml Toluol eingetragen, das
unter einer Stickstoffatmosphäre bei 1000C bis 1080C gehalten wird. Dann werden
0,4 g 2,2'-Azobis-(2-methylpropionitril) in 10 ml Aceton gelöst und im Verlaufe
von einer halben Stunde zugesetzt, worauf das Sieden am Rückfluß während weiterer
2 Stunden fortgesetzt wirdç
Die Lösung des Polymerisats in Toluol
wird mit 1500 ml Aceton verdünnt und in 16 1 Hexan ausgefällt. Das weiße Pulver
wird im Vakuumofen während 24 Stunden bei 550C getrocknet. Dieses Mischpolymerisat
besitzt ein Molekulargewicht Mw/Mn von 6750/3400 und pro Epoxy-Gruppe errechnet
sich ein Molekulargewicht von etwa 1068.
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Durch Vermischen von 166 Gewichtsteilen des epoxyfunktionellen, hydroxyfunktionellen
Mischpolymerisats mit 22,65 Gewichtsteilen Azelainsäure und 1,34 Gewichtsteilen
Polylaurylacrylat CMn = 10 000) wird ein hitzehärtbares Material bereitet.
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Durch zweistündiges Vermahlen der obigen Produkte in einer Kugelmühle
erhält man eine homogene Mischung, die man dann mit Hilfe einer Knetstrangpresse
bei 100°C extrudiert. Der in dieser Weise erhaltene Feststoff wird in einer Schlagmühle,
das heißt einer Windsichter-Schlagmühle, pulverisiert und durch ein Sieb mit einer
Maschenweite von 0,074 mm (200 mesh) gesiebt.
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Beispiel 19 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 18, mit dem
Unterschied, daß man eine funktionell äquivalente Menge Polyazelainsäureanhydrid
anstelle der Azelainsäure einsetzt.
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Beispiel 20 Man wiederholt das Verfahren des Beispiels 19, mit dem
Unterschied, daß man etwa 35% des Polyazelainsäureanhydrids durch eine funktionell
äquivalente Menge 12-Hydroxystearinsäure ersetzt.
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Beispiel 21 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 18- mit den
folgenden Unterschieden:
1. Man ersetzt das epoxyfunktionelle,
hydroxyfunktionelle Mischpolymerisat durch ein epoxyfunktionelles, amidfunktionelles
Mischpolymerisat, das in der folgenden Weise aus den unten angegebenen Bestandteilen
hergestellt wird: Reaktionsteilnehmer Gramm Gewichtsprozent , bezogen auf die gesamten
Reaktionsteilnehmer Glycidylmethacrylat 45 15 Acrylamid 15 5 Butylmethacrylat 111
37 Methylmethacrylat 129 43 Die obigen Monomeren werden in den angegebenen Mengenverhältnissen
vermischt und mit 11,0 g 2,2'-Azobist2-methylpropionitril) versetzt. Die Mischung
wird langsam zu 200 ml auf 800C bis 900C erhitztem Toluol zugesetzt, das unter einer
Stickstoffatmosphäre heftig gerührt wird. Oberhalb des Toluolbehälters ist ein Kühler
vorgesehen, der zur Kondensation der Toluoldämpfe und der Rückführung des kondensierten
Toluols in den Behälter dient. Die Monomerenmischung wird über ein Regulierventil
zugesetzt und die Zugabegeschwindigkeit wird derart gesteuert, daß eine Reaktionstemperatur
von 90"C bis 1100C aufrechterhalten wird, wobei die erforderliche Restwärmemenge
mit Hilfe einer äußeren Heizeinrichtung zugeführt wird. Nach Beendigung der Zugabe
der Monomerenmischung (nach etwa 3 Stunden) werden 0,8 g 2,2'-Azobis-(2-methylpropionitril)
in Form einer Lösung in 10 ml Aceton im Verlaufe von einer halben Stunde zugesetzt,
worauf das Sieden am Rückfluß während weiterer 2 Stunden fortgesetzt wird.
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Die erhaltene Polymerisatlösung in Toluol wird mit 200 ml Aceton
verdünnt und in 2 1 Hexan ausgefällt.
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Das weiße Pulver wird im Vakuumofen während 24 Stunden bei 550C getrocknet.
Das Molekulargewicht ergibt sich mit Mw/Mn = 6700/3200,während das Molekulargewicht
pro Epoxid-Gruppe etwa 1000 beträgt.
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2. Die Azelainsäure wird durch eine funktionell äquivalente Menge
eines Carboxy-Endgruppen aufweisenden Polymerisats als Vernetzungsmittel ersetzt.
Dieses Vernetzungsmittel wird wie folgt hergestellt: Man beschickt ein 500 ml-Becherglas
aus rostfreiem Stahl mit einem Heizmantel mit 500 g eines im Handel erhältlichen
Epoxidharzes (Epon 1001, Epoxid-Xquivalent = 450 bis 525, Schmelzbereich = 640C
bis 760C, mittleres Molekulargewicht = 900). Man erhitzt das Epoxidharz auf 1100C.
Unter Rühren des Epoxidharzes gibt man 194 g Azelainsäure zu und erhält nach einer
Reaktionszeit von 30 Minuten eine homogene Mischung.
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Die nur halb umgesetzte Harznischungowird auf eine Aluminiumschale
gegossen und abgekühlt. Die feste Mischung wird mit Hilfe einer Mischeinrichtung
soweit pulverisiert, daß sie durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,149 mm
(100 mesh) dringt. Die'Harzmischung wird nur zur Hälfte umgesetzt, da ein vollständig
umgesetztes Material nicht pulverisiert werden kann.
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Beispiel 22 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1, mit dem
Unterschied, daß man das Polylaurylacrylat (-Mn = 10 000) durch eine äquivalente
Menge Polyäthylenglykolperfluoroctanoat CM = 3400) ersetzt.
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Beispiel 23 Man wiederholt das Verfahren des Beispiels 1, mit dem
einzigen Unterschied, daß die umhüllten Aluminiumschuppen mit einer solchen Menge
des pulverförmigen Hauptfilmbildners vermischt werden, daß sie 0,1 Gew.-% der gesamten
pulverförmigen Überzugsmasse ausmachen.
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Beispiel 24 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1, mit dem
einzigen Unterschied, daß die umhüllten Aluminiumschuppen in einer solchen Menge
mit dem pulverisierten Hauptfilmbildner vermischt werden, daß sie 32,50 Gew.-% der
gesamten pulverförmigen Überzugsmasse ausmachen.
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Beispiel 25 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1, mit dem
einzigen Unterschied, daß die umhüllten Aluminiumschuppen in einer solchen Menge
mit dem pulverisierten Hauptfilmbildner vermischt werden, daß sie 0,25 Gew.-% der
gesamten pulverförmigen Überzugsmasse bilden.
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Beispiel. 26 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1, mit dem
einzigen Unterschied, daß die umhüllten Aluminiumschuppen in einer solchen Menge
mit dem pulverisierten Hauptfilmbildner vermischt werden, daß sie 28,75 Gew.-% der
gesamten pulverförmigen Überzugsmasse ausmachen.
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Beispiel 27 Man wiederholt die Verfahrensschritte des Beispiels 1,
mit dem einzigen Unterschied, daß die unhüllten Aluminiumschuppen in einer solchen
Menge'mit dem pulverisierten Bauptfilmbildner vermischt werden, daß sie'0,45 Gew-%
der ges am, -ten pulverförmigen Überzugsmasse ausmachen.
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Beispiel 28 Man wiederholt das Verfahren des Beispiels 1 mit den Abänderungen,
daß die umhüllten Aluminiumschuppen als einziges Metallpigment verwendet werden
und 10 Gew.-% der gesamten pulverförmigen Überzugsmasse ausmachen. In diesem Beispiel
werden keine nichtmetallischen Pigmente eingesetzt.
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Beispiel 29 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1, mit dem
Unterschied, daß die umhüllten Aluminiumschuppen als einziges Metalipigment verwendet
werden und ein Gewichtsprozent der gesamten pulverförmigen Überzugsmasse ausmachen.
In diesem Beispiel machen die nichtmetallischen Pigmente 21,9 Gew.-t der gesamten
pulverförmigen Oberzugsmasse aus.
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Beispiel 30 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1 mit den folgenden
Unterschieden hinsichtlich der Zusammensetzung.
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Die umhüllten Aluminiumschuppen werden in einer solchen Menge mit
dem pulverförmigen Hauptfilmbildner vermischt, daß sie 31,0 Gew.-% der gesamten
pulverförmigen Oberzugsmasse ausmachen. Andererseits enthält der pulverförmige Hauptfilmbildner
als einziges nichtmetallisches Pigment Phthalocyaningrün-Pigment in einer Menge,
die,bezogen auf die gesamte pulverförmige Überzugsmasse, 0,25 Gew.-% beträgt.
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Beispiel. 31 Man wiederholt das Verfahren des Beispiels 1 unter Einhaltung
folgender Unterschiede. Die umhüllten Aluminiumschuppen werden in einer solchen
Menge mit dem pulverförmigen Hauptfilmbildner vermischt, daß sie 4;0 Gew.-% der
gesamten pulverförmigen Überzugsmasse ausmachen, wobei der pulverförmige Hauptfilmbildner
eine Mischung aus metallfreien Pigmenten in einer solchen Menge enthält, daß diese
22
Gew.-% der gesamten pulverförmigen Überzugsmasse ausmachen.Die Mischung aus den
metallfreien Pigmenten besteht überwiegend aus Chromgelb mit Flaventhron (gelber
organischer Farbstoff), rotem Eisenoxid und Ruß, die von Spurenmengen bis zu Gehalten
von mehr als einem Gewichtsprozent vorhanden sind.
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Beispiel 32 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1,mit den Unterschieden,
daß die Aluminiumschuppen mit Polyacrylnitril (Mn = 15 00) umhüllt werden und der
Überzug in einer Menge von 5 Gew.-% der Aluminiumschuppen vorhanden ist.
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Beispiel 33 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1, mit dem
Unterschied, daß die Aluminiumschuppen mit Polyhexamethylenadipinsäureamid (Mn =
5000) umhüllt werden und diese Umhüllung in einer Menge von 3 Gew.-%, bezogen auf
die Aluminiumschuppen, vorhanden ist.
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Beispiel 34 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1, mit den
Unterschieden, daß die Aluminiumschuppen mit Cellulosebutyrat (Mn = 10 000) umhüllt
werden, als Lösungsmittel Methanol verwendet wird und der Überzug in einer Menge
von 5 Gew.-t, bezogen auf die Aluminiumschuppen, vorhanden ist. Die Temperatur im
Zerstäubungstrockner wird entsprechend eingestellt, um die Veränderung des Lösungsmittels
zu kompensieren.
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Beispiel 35 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1, mit dem
Unterschied, daß die Aluminiumschuppen mit einem Polyester, das heißt Glykolphtha-lat
(Mn = 5000) umhüllt werden, als Lösungsmittel
Aceton eingesetzt
wird und der Über zug in einer Menge von 10 Gew.-%, bezogen auf die Aluminiumschuppen,
vorhanden ist. Die Temperatur des Zerstäubungstrockners wird, um die Änderung des
Lösungsmittels zu kompensieren, entsprechend eingestellt.
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Beispiel .36 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1, mit den
Unterschieden, daß die Aluminiumschuppen mit einem Styrol-Methylmethacrylat-Mischpolymerisat
(Mn = 15 000) umhüllt werden, als Lösungsmittel Aceton eingesetzt wird und der Überzug
in einer Menge von 13 Gew.-%, bezogen auf die Aluminiumschuppen, vorhanden ist.
Die Temperatur des Zerstäubungstrockners wird, um die Veränderung des Lösungsmittels
zu kompensieren, entsprechend eingestellt.
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Beispiel 37 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1, mit den
Unterschieden, daß die Aluminiumschuppen mit Celluloseacetat (Mn = 15 000) umhüllt
werden, als Lösungsmittel Methanol eingesetzt wird und der Überzug in einer Menge
von 7 Gew.-%, bezogen auf die Aluminiumschuppen, vorhanden ist.
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Die Temperatur des Zerstäubungstrockners wird, um die Veränderung
des Lösungsmittels zu kompensieren, entsprechend eingestellt.
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Beispiel 38 Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 31, mit den
Unterschieden, daß die Aluminiumschuppen mit Polystyrol umhüllt werden, als Lösungsmittel
Toluol verwendet wird und der Überzug in einer Menge von 2,5 Gew.-%, bezogen auf
die Aluminiumschuppen, vorhanden ist, Die Temperatur -des Zerstäubungstrockners
wird, um die Veränderung des Lösungsmittels zu kompensieren, entsprechend eingestellt.
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Beispiel 39 Es wird eine Reihe von Pulverüberzugsmassen A bis E unter
.Anwendung der folgenden Materialien in der angegebenen Weise hergestellt und anschließend,
wie in Beispiel 1 beschrieben, zu Testzwecken elektrostatisch versprüht.
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Stufe I Die im folgenden angegebenen Materialien werden gut vermischt:
A B C D E Gewicht steile 1. Aluniniunaste 30,00 30,00 30,00 30,00 30,00 (65 % Metall)
2. Therirplastischer Überzug Material von Absatz (a) des Beispiels 1 9,75 13,65
19,5 29,25 39,00 % bezogen auf das Gewicht von Aluminium 50,00 70,00 100,00 150,00
200,00 3. polylaurylacrylat 0,06 0,08 0,12 0,18 0,23 4. MethylenchLorid 250,00 250,00
250,00 250,00 250,00 Stufe II Diese Mischung wird dann, wie in den vorhergehenden
Beispielen beschrieben, sprühgetrocknet und man erhält ein Produkt, das in ein thermoplastisches
Überzugsmaterial eingekapselte Aluminiumschuppen umfaßt, dessen Gewichtsverhältnisse
der Bestandteile im folgenden angegeben sind.
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.A B C D. E Gichtsteil.e 1. Aluniniumschuppen 19,5 19,5 19,5 19,5
19,5 2. Thermoplastisches Überzugsrtaterial von 9,75 13,65 19,50 29,25 39,00 Stufe
I 3. Polylaurylacrylat 0,06 0,08 0,12 0,18 0,23 Stufe III Diese eingekapselten Aluminiumschuppen
werden dann durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 44 jim gesiebt. Alle von dem
Sieb zurückgehaltenen Teilchen werden verworfen.
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Stufe IV Durch gutes Vermischen der im folgenden angegebenen Materialien
wird eine nichtmetallische Pulvermischung hergestellt, die pulverisiert und dann
durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 75 µm gesiebt wird. Sämtliche von dem
Sieb zurückgehaltenen Teilchen werden verworfen.
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A B C D E Gewichtsteile 1. Harz * 166 166 166 166 166 2. Azelainsäure
22,64 22,64 22,64 22,64 22,64 3. Polylaurylacrylat 1,34 1,34 1,34 1,34 1,34 4. Pigmente
(a) Phthalocyaningrün 2,03 2,03 2,04 2,06 2,08 (b) gelbes Eisenoxid 8,04 8,07 8,11
8,18 8,25 * epoxyfunktionelles Mischpolymerisat von Beispiel 18.
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Stufe V Aus den gemäß Stufe III erhaltenen eingekapselten Aluminiumschuppen
und der nichtmetallischen Pulvermischung der Stufe IVwird unter Anwendung der im
folgenden angegebenen relativen Mengenverhältnisse eine gleichmäßig durchmischte
Mischung hergestellt: A B C D E Gewichtsteile.
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1. Eingekapstelte 2,255 2,556 3,009 3,764 4,518 Aluniniumschuppen
2. Nichtmetallisches 97,745 97,444 96,991 96,236 95,482 Pulver Die relativen Konzentrationen
der Bestandteile dieser Mischungen sind die folgenden: Bestandteil Gewichtsteile
Aluminium 1,50 Filsbildner 93,57 Phthalocyaningrün 0,99 Gelbes Eisenoxid 3,93 Die
in dieser Weise erhaltenen Pulver werden, wie in Beispiel 1 beschrieben, auf elektrisch
geerdete Substrate aufgesprüht und eingebrannt. Die Aluminiumpigmentaufteilung und
-orientierung ist am besten, wenn die Einkapselung der Aluminiumschuppen in dem
Harz im Bereich von 50 Gew.-% bis 70 Gew.-% des Aluminiums liegt, wobei man die
besten Ergebnisse mit der Überzugsmasse A erhält (50 Gew.-% des einkapselndenMaterials,
bezogen auf das Gewicht der Aluminiumschuppen).
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Beispiel 40 Wie in Beispiel 1 beschrieben werden -Aluminiumschuppen
eingekapselt, mit den Unterschieden, daß andere Lösungsmittel als Methylenchlorid,
das heißt Toluol, Xylol, Aceton, Hexan und Methyläthylketon, verwendet werden, um
das filmbildende Material und die Aluminiumschuppen vor dem Sprühtrocknen zu dispergieren.
Das Sprühtrocknen wird unter Berücksichtigung der relativen Flüchtigkeiten der bei
den Unter suchungen verwendeten Lösungsmittel variiert. Die in dieser Weise hergestellten
eingekapselten Schuppen werden in die pulverförmige Oberzugsmasse des Beispiels
1 eingearbeitet und, wie in Beispiel 1 beschrieben, elektrostatisch auf Substrate
aufgesprüht und eingebrannt.
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Für diesen Zweck können Kohlenwasserstoffe, Alkohole und Ketone, die
im Bereich von 500C bis 1520C, vorzugsweise im Bereich von 500C bis 900Csieden,
verwendet werden. Die verwendete Lösungsmittelmenge ist größer als die kombinierten
Gewichte der Aluminiumschuppen und des für das Einkapseln verwendeten Filmbildners.
Vorteilhafterweise beträgt die verwendete Lösungsmittelmenge das etwa 3-fache bis
das etwa 100-fache der kombinierten Gewichte des Filmbildners und der Aluminiumschuppen.
Vorrichtungen und Methoden für das elektrostatische Versprühen von pulverförmigen
über zugsmaterialien sind in den US-Patentschriften 3 536 514, 3 593 678 und 3 598
629 beschrieben.
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Der hierin verwendete Ausdruck "Mischpolymerisat" steht für ein Polymerisat,
das aus zwei oder mehreren verschiedenen Monomeren aufgebaut ist, Es sei auch auf
die US-Patentanmeldung Serial not 442 291 vom 12. Februar 1974 (Santokh S. Labana
et al) hingewiesen, die den Titel trägt l'Pulverförmige Überzugsmassen, enthaltend
glycidylestermodifizierte Mischpolymerisate.