DE2507219A1 - Beschichtungspulver mit hammerschlageffekt sowie verfahren zur herstellung desselben - Google Patents
Beschichtungspulver mit hammerschlageffekt sowie verfahren zur herstellung desselbenInfo
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Description
22. 1. 1975 Pf/ÜO
Anlage zur
Patentanmeldung
Patentanmeldung
Beschichtungspulver mit Hammerschlageffekt sowie Verfahren zur Herstellung desselben
Die Erfindung bezieht sich auf ein Beschichtungspulver (Pulverlack) mit Hammerschlageffekt.
Es ist bekannt, daß auf dem Naßlackgebiet Effekte dieser Art durch geeignete Zusätze von Aluminiumpulvern und Polysiloxanen
erreicht werden können. Die Eigenschaften flüssiger Hammerschlaglacke bringen jedoch eine große Anzahl von
Problemen mit sich, die einer einfachen und reproduzierbaren Anwendung entgegenstehen. So ist es beispielsweise für die
Reproduzierbarkeit des Effektes sehr wichtig, welche Düsengröße und welcher Luftdruck bei einer Lackierpistole verwendet
werden. Darüber hinaus ist für einen einheitlichen Effekt von großer Bedeutung, welcher Sprühabstand zwischen
der Lackierpistole und dem zu beschichtenden Teil gewählt wird. Auch die eingestellte Sprühviskosität, der Anteil an
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bereits abgedunstetem Lösungsmittel und ähnliches haben
einen Einfluß. Oft wird darüber hinaus schlechte Lagerstabilität des flüssigen Hammerschlaglacks, gekennzeichnet
durch ein Nachlassen des Effekts, beobachtet. Hervorgerufen wird diese Erscheinung vermutlich durch die Überschreitung
des Löslichkeitsprodukts des Polysiloxans.
Weiterhin ist ein nicht zu übersehender Nachteil der, daß eine Spritznebenbildung bei Naßlack die Ausbildung des
Hammerschlageffektes verhindert.
All diese genannten Nachteile, wie die richtige Wahl der Düsengröße und des Luftdrucks, Spritzabstand, Sprühnebel
und schlechte Lagerstabilität sind bei der Beschichtung mit Hammerschlageffektpulver nicht zu erwarten.
In den letzten Jahren wurde die Anwendung lösungsmittelfreier Lacke wie Pulverlacke aus Gründen des Umweltschutzes
immer wichtiger. Für den Einsatz von Pulverlacken ist oft außer der Umweltfreundlichkeit auch wichtig, daß sie problemlos
anzuwenden sind, die Verfahren, gut zu automatisieren sind, größere Schichtdicken auf einmal erreicht werden können
und die Kosten oft sehr günstig liegen.
Die einfache sinngemäße übertragung von Naßlackhammerschlagrezepturen
auf die Rezeptierung von Beschichtungspulver ist jedoch nicht möglich. Vermutlich werden bei der derzeit
allein angewendeten Herstellung über den Extruder die verwendeten Siloxane durch die dort vorkommenden hohen Scherkräfte
zerstört.
Es ist weiterhin bekannt, daß durch Unverträglichkeit mit Acrylpolymeren Hammerschlagpulver erhalten werden
können, die aber entscheidende Nachteile haben: Die Effektgröße ist schlecht zu steuern. Darüber hinaus
gehen die den Hammerschlageffekt verursachenden Krater
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erfahrungsgemäß auf den Grund, so daß überzüge dieser
Art bei Anforderungen an die elektrische Durchschlagfestigkeit und gegebenenfalls an die Korrosion, z.B.
bei elektrischen Geräten, nicht geeignet sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Beschichtungspulver
mit Hammerschlageffekt anzugeben, das bezüglich der Reproduzierbarkeit des Effektes leicht zu handhaben
ist, das eine gute Lagerstabilität aufweist, bei dem sich die Effektgröße gut steuern läßt und mit dessen Hilfe
überzüge erzeugt werden können, die mit einem Arbeitsgang eine ausreichende Dicke aufweisen und die auch an den
dünneren Stellen, die beim Hammerschlageffekt vorhanden sind, noch eine ausreichende elektrische Durchschlagfestigkeit
und einen ausreichenden Korrosionswiderstand zeigen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, Verfahren
anzugeben, nach denen diese Pulver hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Beschichtungspulver eine Verbindung mit Siloxangruppen
sowie ein Aluminiumpigment enthält.
Die Verbindung mit Siloxangruppen ist in einer Menge zwischen O3OOl und 0,2 Gew.-^, insbesondere zwischen 0,008
und 0,05 Gew.-^, das Aluminiumpigment in einer Menge zwischen
0,1 und 25, insbesondere zwischen 0,5 und 10 Gew.% in dem Beschichtungspulver enthalten. Als siloxangruppenhaltige
Verbindung ist ein Polysiloxah geeignet, insbesondere ein Polydialk'ylsiloxan, wie Polydimethylsiloxan.
Das Molekulargewicht des Polysiloxans liegt zwischen 5000 und 5 000 000, insbesondere zwischen 50 000 und
1 000 000. - Als Aluminiumpigment hat sich eine nonleafing-Aluminiumtype
als besonders günstig erwiesen.
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Ein solcher erfindungsgemäßer Pulverlack kann in sich
homogen sein oder die verschiedenen notwendigen Rohstoffe in verschiedenen unterschiedlichen Komponenten, z.B. in
zwei Komponenten enthalten, die trocken miteinander gemischt werden.
Der übliche Weg zur Herstellung solcher Beschichtungspulver oder Pulverlacke über den Extruder läuft im einzelnen
wie folgt ab: Die Rohstoffe werden gegebenenfalls gemahlen und werden dann in einem Mischer gemischt. Diese
Vormischung wird in einem Extruder, beispielsweise einem Ko-Kneter, einem Zweischnecken-Extruder, einem Planetwalzen-Extruder
oder einer ähnlichen Maschine unter Ausnutzung der auftretenden hohen Scherkräfte bei erhöhter
Temperatur homogenisiert und dispergiert. Das Extrudat wird gekühlt, gebrochen, gemahlen und, falls notwendig,
gesiebt.
Wesentlich für die erfindungsgemäße Herstellung der Effektpulverlacke ist die Anwendung geringerer Scherkräfte
als beim soeben beschriebenen, derzeit fast ausschließlich benutzten Prozeß im folgenden Teil des Herstellungsverfahrens;
Bei Beschichtungspulvern, die aus mehreren trocken gemischten Komponenten bestehen, wird die Effektmittelkomponente
spätestens ab dem Zeitpunkt der Zumischung der Siloxangruppenhaltigen
Verbindung unter Anwendung geringerer Scherkräfte als beim beschriebenen Normalverfahren hergestellt.
Die anderen Komponenten können dagegen beispielsweise im beschriebenen Normalverfahren hergestellt werden.
Bei Beschichtungspulvern bzw. Pulverlacken, die nicht aus
mehreren Komponenten bestehen, muß wie oben bei der Effektmittelkomponente beschrieben gearbeitet werden.
Die erfindurigsgemäße Herstellung des Einkomponenten-Effektpulverlacks
bzw. der Effektmittelkomponente unter Anwendung geringerer Scherkräfte als im oben beschriebenen
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Normalverfahren kann beispielsweise auf die folgenden Methoden geschehen:
In einer Flüssigkeit, beispielsweise einem reinen Lösungsmittel, werden Harze, z.B. Duroplaste wie Epoxiharze,
Polyesterharze, Acrylharze usw., gegebenenfalls Härter für diese Harze wie z.B. beschleunigtes oder substituiertes
Dicyandiamid als Härter für Epoxiharze oder z.B. ein Isocyanat-Härter als Härter für bestimmte Polyesterharze,
gegebenenfalls Pigmente wie beispielsweise Ruß, Phthalocyaninblau, Phthalocyaningrün, Eisenoxidrot,
Eisenoxidgelb usw. 3 gegebenenfalls Füllstoffe wie Blanc
fixe, Carbonate usw., gegebenenfalls Farbstoffe und/oder Additive gelöst und/oder dispergiert und mit Aluminiumpulver,
beispielsweise eine nonleafingType, sowie schließlich
mit einer siloxangruppenhaltigen Verbindung unter Vermeidung großer Scherkräfte gemischt. Aus der so erhaltenen
Flüssigkeit kann ein fester Effektpulverlack ohne Anwendung großer Scherkräfte durch bekannte Prozesse wie z.B.
des Sprühtrocknen oder das Ausfällen durch Verdüsen der beschriebenen Flüssigkeit in einer zweiten Flüssigkeit,
z.B. einem reinen Nichtlöser, oder durch Gefriertrocknen
oder durch Eindampfen, gefolgt durch anschließendes Mahlen, hergestellt werden. Anschließend kann ein weiterer Trockenprozeß,
wie beispielsweise eine Trocknung in einem Wirbelbett von Vorteil sein.
Auf völlig analoge Weise kann die Herstellung einer Effektmittelkomponente
geschehen, die aus Harz und siloxangruppenhaltiger Verbindung besteht und gegebenenfalls weitere
Stoffe enthält. Die so hergestellte Effektmittelkomponente wird dann in einem Mischaggregat mit der zweiten Pulverkomponente,
beispielsweise aus Harz, Härter, Aluminiumpulver, Pigmenten usw. zu einem Hammerschlag-Pulverlack
gemischt. .
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Die Herstellung von Hammerschlagpulverlacken aus zwei
oder mehr trocken gemischten Komponenten hat den Vorteil, daß die Effektmittelkomponente für die Herstellung
verschiedener Farbtöne nur einmal hergestellt werden muß und die Größe des Effektes problemlos durch
Variation des Mischverhältnisses eingestellt werden kann.
Weiter kann die Effektmittelkomponente auf die folgenden Arten mit Vorteil hergestellt werden:
In einem Rührgefäß wird Harz aufgeschmolzen, und dann werden unter Vermeidung größerer Scherkräfte die siloxangruppenhaltige
Verbindung und gegebenenfalls weitere der weiter oben aufgeführten Stoffe zugegeben. Die Schmelze
wird abgekühlt, gebrochen und gemahlen oder beispielsweise im Schmelzfluß versprüht und dabei mit kalter Luft
gekühlt.
Auch ein Einkomponenten-Effektpulverlack kann auf ähnliche Weise hergestellt werden: Eine Vormischung der weiter oben
aufgeführten Stoffe oder ein entsprechend formulierter Pulverlack wird in einem Rührgefäß oder einem Chargenkneter
aufgeschmolzen. Dabei kann die Zugabe verschiedener , Bestandteile der Vormischung wie z.B. des Härters auch
erst nach dem Aufschmelzen und gegebenenfalls Homogenisieren geschehen. Spätestens nach dem Aufschmelzen wird
die siloxangruppenhaltige Verbindung unter Vermeidung größerer Scherkräfte zugegeben und wie oben beschrieben
aus der Schmelze des Pulver gefertigt.
Die Zugabe der siloxangruppenhaltigen Verbindung unter geringeren Scherkräften als im normalen Pulverherste1lungsprozeß
kann auch auf die Weise geschehen, daß das Pulver wohl auf normale Weise wie oben beschrieben auf dem Extruder
gefertigt wird, die siloxangruppenhaltige. Verbindung, beispielsweise in Substanz, als Lösung oder Harz-
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masterbatch, aber nahe dem Kneteraustritt in den Extruder eindosiert wird. Die Weiterverarbeitung des Extrudats geschieht
wie im normalen beschriebenen Prozeß.
Die folgenden Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung näher erläutern:
In einem thermostatierten Gefäß wird ein fremdvernetzender
ölfreier Polyester mit einem Hydroxylgehalt von ca. 1,5 Gew.-5? und einem Erweichungspunkt nach Kofier von
bis 84°C bei 150°C aufgeschmolzen. Dann werden auf 98,5
Gewichtsteile Polyester 1,5 Gewichtsteile 100 % Polydimethylsiloxan mit einem Molekulargewicht von ca. 200 000 während
einer Minute mit einem Spatel homogen eingearbeitet. Diese Effektmittelkomponente wird vorgebrochen und auf eine
Korngröße unter 125 JU^ gemahlen.
Die zweite Komponente wird auf einem Ko-Kneter nach dem Normalverfahren hergestellt aus:
dem obenerwähnten Polyester 73 Gew.-%
caprolactarn-verkapptes Isophorondiisocyanat-
Addukt 24 Gew.-%
non-leafing-Aluminiumpulver von 25 Jim
Korngröße ' 3 Gew.-%.
Die so hergestellte zweite Pulverlack-Kompoente wird ebenfalls auf eine Korngröße unter 125 W& gemahlen. Dann
werden, je nach gewünschter Effektgröße, 1 bis 2 Gew.-% der Effektmittelkomponente mit 98 bis 99 Gew.-/? der zweiten
Komponente in einem Doppel-Konus-Mischer 15 Minuten miteinander gemischt.
'Mit dem so hergestellten Pulverlack lassen sich naßlackartige
Hammerschlageffekte ohne die oben angesprochenen typischen NaßlacknacMe· U <Lt\i e Lt η 609836/0907
Es werden in 100 Gewichtsteilen Methyläthylhteton (MEK)
50 Gewichtsteile des in Beispiel 1 erwähnten Harzes und 0,75 Gewichtsteile des dort erwähnten Dimethylpolysiloxans
gelöst. 200 ml der erhaltenen Lösung werden mittels einer handelsüblichen Druckluftlackpistole in einem Gefäß
mit 40 Litern Wasser unter Wasser mit einem Druck von 3}5
at versprüht. Die ausfallende Effektmittelkomponente schwimmt auf, wird abfiltriert und in Vakuum getrocknet.
Eventuell aufgetretene Agglomerate werden zerteilt und notfalls gemahlen. Dann wird mit einem 125 ^m-Sieb gesiebt
und die so gewonnene Effektmittelkomponente wie in Beispiel 1 mit einer zweiten Komponente zu einem
Hammerschlag-Pulverlack mit den in Beispiel 1 aufgeführten Eigenschaften weiter verarbeitet.
Bei den erfindungsgemäßen Beschichtungspulvern mit den siloxangruppenhaltigen Verbindungen ergibt sich bei
Anwendung der erfindungsgemäßen Verfahren zur Einarbeitung dieser Verbindung in den Pulverlack ein naßlackartiger
Effekt, ohne daß die Nachteile des flüssigen Hammerschlaglacks in Kauf genommen werden müssen. Meist sind zusätzlich die
mechanischen Eigenschaften des Films verbessert.
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Claims (16)
1. Beschichtungspulver mit Hammerschlageffekt, dadurch
gekennzeichnet, daß es eine Verbindung mit Siloxangruppen als Effektmittel sowie ein Aluminiumpigment enthält.
2. Beschichtungspulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zwischen 0,001 und 0,2 Gew.-52, insbesondere
zwischen 0,008 und 0,05 Gew.-% einer Verbindung mit Siloxangruppen
und zwischen 0,1 und 25 Gew.-52, insbesondere zwischen
0,5 und 10 Gew.-% eines Aluminiumpigments enthält.
3· Beschichtungspulver nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß es als Verbindung mit Siloxangruppen ein Polysiloxan enthält.
4. Beschichtungspulver nach Anspruch 3S dadurch gekennzeichnet,
daß es ein Polydialkylsxloxan, insbesondere ein Polydimethylsiloxan enthält.
5. Beschichtungspulver nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Molekulargewicht des Polysiloxans
zwischen 5 000 und 5 000 000, insbesondere zwischen 50 000
und 1 000 000 liegt.
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- Io -
6. Beschichtungspulver nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine non-leafing-Aluminiumtype verwendet
wird.
7. Beschichtungspulver nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es aus thermisch aushärtendem
Pulver besteht.
8. Beschichtungspulver nach Anspruch 7S dadurch gekennzeichnet,
daß es aus Pulvern auf Epoxi-, Polyester-, Polyurethan- oder Acrylatbasis besteht.
9. Beschichtungspulver nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es gegebenenfalls Pigmente
und/oder Farbstoffe und/oder Füllstoffe und/oder Additive enthält.
10. Verfahren zur Herstellung eines Beschichtungspulvers nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Pulver oder die die Verbindung mit Siloxangruppen enthaltende Komponente des Pulvers vom Zeitpunkt der .
Zugabe der sxloxangruppenhaltigen Verbindung an nur solchen Arbeitgängen unterworfen wird, bei denen im Vergleich zu
den in einem Extruder herrschenden Scherkräften geringere Scherkräfte auftreten.
- 11 609836/0907
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch
daß das Beschichtungspulver als Einkomponentenpulver
aus einer Lösung durch Sprühtrocknen, Ausfällen, Eindampfen oder Gefriertrocknen hergestellt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem durch Extrudieren oder Kneten oder Schmelzsprühen
hergestellten Beschichtungspulver das Effektmittel in
der Schmelze zugegeben wird.
der Schmelze zugegeben wird.
13· Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Pulver aus mindestens zwei trocken gemischten Komponenten besteht, von denen eine das Effektmittel enthält.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Effektmittelkomponente aus einer Lösung durch Ausfällen,
Sprühtrocknen, Eindampfen oder Gefriertrocknen hergestellt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Effektmittelkomponente das Effektmittel im
Schmelzfluß zugegeben wird.
Schmelzfluß zugegeben wird.
16. Verfahren zur Beschichtung von Gegenständen, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Beschichtungspulver nach einem der Ansprüche 1 bis 9, hergestellt nach einem der Ansprüche
10 bis 15j verwendet wird.
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- 1976-01-20 FR FR7601466A patent/FR2301580A1/fr active Granted
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