DE2615947A1 - Oberflaechenbeschichtungsverfahren - Google Patents
OberflaechenbeschichtungsverfahrenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Oberflächenbescliichtungs- oder
Anstrichverfahren für Schutzbeschichtungen und/oder zusammenhängende
Anstriche, die sowohl gegen chemische als auch mechanische Zerstörung außerordentlich widerstandsfähig sind. Obwohl
das erfindungsgemäSe Verfallren in erster Linie im Hinblick
auf Anstriche gedacht ist, kann es auch bei einer Anzahl anderer Anwendungen benutzt werden, beispielsweise zum dauerhaften
Einden von körnigem oder pulverisiertem Material auf irgendeinen: Träger.
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In seiner allgemeinen IPorm. kann das erf indungsgeinaße Verfahren
in erster Linie als neue und wesentlich überlegene Variante des sogenannten "Pulveranstrichverfahrens11 (powder paint
procedure) angesehen v/erden, "bei dessen ursprünglichem Konzept feine -leuchen eines polymeren Materials, das bei Raumtemperatur
keinen Film bildet, auf der zu beschichtenden Oberfläche aufgebracht werden, worauf diese Anstriebteilchen auf eine
■Temperatur v/es entlieh oberhalb der minimalen Pilmbildungstemperatur
(LIFT) des polymeren Materials aufgeheizt ν-.·erden, wodurch
die Polymeren mit einander verbunden v/erden, um eine zusammenhängende
Schicht zu bilden. Bas Aufheizen kann, vorgenommen werden, entweder nachdem die Teilchen auf der Oberfläche
aufgebracht worden sind oder dadurch, daß sie auf einer bereits aufgeheizten Oberfläche aufgebracht werden. Kombinationen dieser
zwei Varianten sind ebenfalls denkbar. Heben dem Aufbringen der polymeren Teilchen im trockenen Zustand auf die Oberfläche,
beispielsweise durch die sogenannte elektrostatische Beschichtung, ist ebenfalls vorgeschlagen worden, sie in Form einer
Eispersion aufzubringen, wobei in diesem lall die flüssige Komponente vor dem Schmelzbeginn der Seilchen verdampft werden
muß. Im Vergleich zu anderen Pulveranstrichen sind diese sogenannten !Dispersionsanstriche leichter und billiger vorzunehmen.
Sine Polymerdispersion mit geeigneter Teilchengröße kann in
vergleichsweise einfacher i'ieise durch einen konzentrierten polymeren Anstrich hergestellt werden, der in Wasser bei intensivem
Umrühren eingebracht wird, wobei die Teilchengröße dann durch die Rezeptur, die Ausbildung der Vorrichtung, das
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1? örd erverfahren für das Anstrichmittel zu dem ',fässer und durch
die ümrütogeschwindigkeit bestiEinrfc wird. Es ist ebenfalls einfach,
den V7assergehalt in einem derartigen Dispersionsanstrieh
nachfolgend zu modifizieren.
Einer der bisner besonders !herausgestrichenen Vorteile der
bekannten Pulveranstriche ist der; daß sie zumindest bei ihren
ursprünglichen Varianten vollständig frei von lösungsmitteln sind. G-einäß einer nachfolgend vorgeschlagenen Variante wird
jedoch eine geringere Menge des lösungsmittels hinzugefügt, um
die Filmbildungstemperatur der Polymere zu reduzieren.
ims der US-PS 3 565 665 ist eine weitere Variante bekannt,
wonach die zu schützende Oberfläche zunächst mit einer porösen Schicht beschichtet wird, die Teilchen geeigneten polymeren
Materials enthält, worauf diese Schicht einer Lösungsmittelbehandlung ausgesetzt wird, so daß sich die Teilchen miteinander
verbinden. Die anfängliche poröse Schicht soll danach mittels elektrostatischer Beschichtung oder durch eine bereits vorher
beschichtete Oberfläche erreicht werden, die mit einer Klebeschicht aus Klebematerial versehen ist.
Jedes der vorerwähnten. Verfahren hat Vorteile und ITachteile,
und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorteilhaften Eigenschaften dieser Verfahren miteinander zu verbinden
und gleichzeitig so viel, wie möglich der früheren Nachteile zu
vermeiden.
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Die Pulveranstriche mit heißer Filmbildung können daher vollständig frei von Lösungsmitteln sein, jedoch sind "besondere
Verfahren, "beispielsweise elektrostatische Beschichtung, erforderlich,
um sie aufzubringen, wo"bei gleichzeitig mit den
l.ärmewiderstandseigenschaften der Basis, die die Auswahl der
geeigneten Polymere "beschränken, eine befriedigende Filmbildung eine Erhitzung wesentlich oberhalb der IiIFT des polymeren
Haterials erfordert. In der Praxis ist die Auswahl daher auf
Polymere mit einem niedrigen LIB1T-Wert beschränkt, der umgekehrt
vergleichsweise weiche Polymere bedingt, die gewöhnlich keine geeigneten chemischen und mechanischen Eigenschaften aufweisen
und manchmal zum Zusammenkleben neigen, wenn die Oberflächen angestrichen sind und diese miteinander in Berührung gebracht
werden. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht jedoch keine Beschränkung auf Polymere mit einem bestimmten
IS?!-Y/er t. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, das polymere
material mit Hilfe teurer Verfahren, wie beispielsweise durch elektrostatisches Beschichten oder durch besondere, getrennt
angewandte Bindemittel, aufzubringen.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein neues Oberflächenbeschichtungsverfahren,
wonach eine Dispersion auf der zu beschichtenden Oberfläche aufgebracht wird. Diese Dispersion
besteht aus
1. einer kontinuierlichen Phase,.die in den meisten Fällen
zumindestens hauptsächlich aus Wasser besteht, wobei in
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dieser kontinuierlichen Phase die dispergierenden und/oder
gelösten Komponenten aus
2. einem pulverförmigen polymeren Material, das im folgenden
als "Haupfbindemlttel" "bezeichnet wird, da es das Bindemittel
in der Endschicht darstellt,
3. einem zeitweisen Bindemittel, von dem eine wesentlich geringere Menge als von dem Kaupfbindemittel verwendet
wird und das am Anfang zur Fixierung der Teilchen in dem Haupfbindemittel auf der Basis dient, sowie aus wahlweisen
Komponenten "besteht, wie beispielsweise
4. Pigmente, pigmentdispergierende Mittel, Füllmittel, Eindicker,
konsistenzToestimmende Kittel und möglicherweise
Antikorrosionsmittel usw.
v:enn die Dispersion auf der Oberfläche aufgebracht worden
ist, kann sie trocknen, d.h. die kontinuierliche Phase kann verdampfen, oder wird verflüchtigt, beispielsweise durch eine
Erhöhung der Temperatur. Wenn die Trocknung bei erhöhter Temperatur stattfindet, so sollte dies ausreichend unterhalb des
MPT-Wertes des Hauptbindemittels erfolgen. Beim Trocknen wird
eine gleichmäßige Schicht polymerer Teilchen, die keinen Film ausbilden, sowie aus, soweit vorhanden, Pigmentstoffen ausgebildet.
Die pulverförmige, poröse Schicht wird durch das
temporäre Bindemittel zusammengehalten und auf der Basis ge-
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bund en. "eiin ein nach Art und Menge geeignetes temporäres Bindemittel
verwendet wird, so hat die Schicht eine ausreichende Stärke, .um. die Handhabung beim Transport, das Stapeln der beschichteten
Produkte aufeinander sowie Rütteln usw. zu überstehen, dem die beschichteten Produkte vor dem nächsten Ar-Leitsgang
ausgesetzt sind, bei dem die Schicht einem Lösungsmittel
ausgesetzt wird. Dies beinhaltet, daß ein geeignetes Lösungsmittel in ausreichender Menge angewandt wird, um die
Teilchen des Hauptbindemittels aufzuquellen und in einer zusammenhängenden Schicht miteinander zu verbinden oder zu sintern,
in der das temporäre Bindemittel, möglicherweise Pigmente und andere, ursprünglich hinzugefügte Komponenten eingebrannt
werden. Die Zufuhr des Lösungsmittels kann durch Verdampfen des Lösungsmittels, das auf den Teilchen des Bindemittels
kondensieren kann, oder durch ein flüssiges Lösungsmittel erreicht werden, das durch Eintauchen in dem Lösungsmittel oder
durch eine Bürste, durch Sprühen oder in irgendeiner anderen "/eise aufgebracht werden kann. Dieser Vorgang kann bei verschiedenen
Temperaturen stattfinden, und die Sinterung der Teilchen wird dann natürlich durch eine erhöhte Temperatur bevorzugt,
die jedoch nicht so hoch sein darf, daß es schwierig wird, das Lösungsmittel auf den polymeren Teilchen zu kondensieren.
die Sinterung abgeschlossen worden ist, wird das verbleibende Lösungsmittel in geeigneter Weise derart entfernt,
daß es kondensiert und wiedergewonnen werden kann. Das Yerfah-
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ren bewirkt außerdem eine Härtung der so hergestellten Beschichtung.
Es können auch monomere Lösungsmittel verwendet werden, die teilweise in der gesinterten polymeren Schicht verbleiben, worauf
das Lösungsmittel wiederum polymerisiert wird, z.B. mit
Hilfe ultravioletter Strahlung.
Hilfe ultravioletter Strahlung.
Durch Hinzufügung fester Teilchen mit verschiedenen Eigenschaften anstelle von Pigmenten kann eine große Anzahl anderer
Produkte hergestellt werden, was im folgenden im einzelnen beschrieben wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist unter anderem die folgenden Vorteile auf:
1. Keinerlei trockenes, möglicherweise pigmentiertes Pulver muß erzeugt werden, da dieses beim Trocknen der Dispersion gebildet
wird.
2. Die Dispersion kann in einer beliebigen, üblichen Weise aufgebracht werden.
3· Die Beschichtung trocknet rasch auf G-rund der porösen
Oberfläche.
Oberfläche.
4. Basismaterialen, die einer hohen Erhitzung nicht wider-
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— Ί —
stehen, können beschichtet werden.
5. Geringe Lösungsmittelmengen, möglicherweise in Verbindung mit einer geringeren Erhitzung, sind erforderlich, um die Sinterung
der Teilchen zu erreichen.
6. In der Regel kann die Zufuhr des Lösungsmittels derart erfolgen, daß ein großer Teil, meist der größere Teil, des Lösungsmittels
wiedergewonnen werden kann.
7· Die Verwendung des Lösungsmittels ermöglicht die Sinterung
von Polymeren mit einer sehr hohen Schmelzviskosität, wie sie beispielsweise durch ein hohes Molekülargewicht bewirkt
wird. Derartige Polymere können manchmal mit Hitze allein nicht gesintert werden. Viele dieser Polymere sind durch gute
physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnet, so daß sie für die Verwendung im Freien bevorzugt sind.
8. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist die Viskosität der
polymeren Lösungsmittelbeschichtung beim Sintern der polymeren Teilchen sehr hoch (und muß hoch sein, um ein Abfließen zu
vermeiden). Andererseits haben Beschichtungen, die bei bekannten
Techniken als Lösungen in Lösungsmitteln verwendet werden, eine geringe Viskosität, da sie andernfalls nicht aufgebracht
werden könnten. TJm eine ausreichend geringe Viskosität zu erhalten, ist es daher erforderlich, daß die verwendeten Polymere
ein niedriges Molekulargewicht aufweisen. In der Regel
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weisen die erfindungsgemäß verwendeten Polymere ein hohes
Molekulargewicht auf. Falls diese verwendet werden und als
Lösungsmittel aufgebracht werden sollten, wäre es notwendig, unrealistische Lösungsmittelmengen zu verwenden, und trotzdem
würden ernstliche Beschichtungsprobleme auftreten. Um tatsächlich dauerhafte Beschichtungen zu erhalten, ist es wesentlich,
daß Polymere mit einem hohen Molekulargewicht verwendet werden können.
9. Der große Nachteil der vor"bekannten, einen heißen Film
ausbildenden Dispersionen ist der, daß die ^Umbildung bei
Temperaturen vorgenommen werden muß, die sicher oberhalb dem Lu1T-Wert sind. Tatsächlich treten häufig praktische Schwierigkeiten
bei der Verwendung von Polymeren mit einem derartig hohen MFT-Wert auf, der tatsächlich im Hinblick auf die bei
der endgültigen Beschichtung erwünschten Eigenschaften erforderlich
wäre.
In der Praxis ist es daher notwendig, sich an Polymere mit einem niedrigen MFT-Wert zu halten, der vergleichsweise weiche
Polymere oft mit ungenügenden physikalischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften und manchmal eine Tendenz zum Zusammenkleben
der beschichteten Oberflächen bedingt. Bei der erfindungsgemäßen Oberflächenbeschichtung besteht jedoch keine
Begrenzung hinsichtlich des MFT-Wertes, da die Mimbildung mit
Hilfe eines Lösungsmittels stattfindet.
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Im folgenden werden die Anforderungen an die Komponenten in der erfindungsgemäßen Dispersion näher erläutert.
In der Regel besteht die kontinuierliche Phase aus YJasser,
jedoch sollte es auch möglich sein, andere flüchtige, inerte Flüssigkeiten oder Flüssigkeitsgeinische zu verwenden.
7;ie oben erwähnt besteht das Hauptbindemittel aus einem
Polymer, das in der kontinuierlichen Phase dispergiert werden kann und das, wenn diese verschwunden ist, feste Teilchen mit
einer geeigneten Korngröße ausbildet.
Bei Raumtemperatur sollen die dabei erhaltenen Teilchen
vergleichsweise hart sein, und der MPT-Wert der Polymere sollte
oberhalb 45°C sein. Falls erwünscht, können Teilchen mit einem wesentlich höheren MFT-Wert verwendet werden.
a) Teilchengröße
Im allgemeinen können die Teilchen eine Große von etwa 0,2 pm bis zu 20 - 30 um aufv/eisen. Teilchen mit einem Durchmesser
von 0,2-2 um sind am vorteilhaftesten und können darüber hinaus mit effizienten Methoden hergestellt werden.
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Wenn Teilchen mit einer Große von 0,2-2 um verwendet werden,
ist es möglich, dünne Beschichtungen zu erzeugen, die eine hohe Wirtschaftlichkeit "bedingen. Durch kleine Teilchen wird die
Sinterung ebenfalls erleichtert, da deren Oberfläche groß ist und die Polymere keinen weiten Weg zurücklegen müssen, um eine
kontinuierliche Beschichtung auszubilden. Bei pigmentierten Systemen sollten die Teilchen und die Pigmente etwa die gleiche
Größe aufweisen, damit eine gleichförmige Verteilung der Pigmente in der fertigen Beschichtung erhalten wird. Viele Pigmente
sind gerade in dem Bereich von 0,2-2 tun. Die maximale Deckfähigkeit der Pigmente beträgt etwa 0,2-4 um. Der obere
Grenzwert für den Teilchendurchmesser ist, wie oben beschrieben, hauptsächlich durch die verringerte Möglichkeit zur
Herstellung dünner Schichten, durch die verringerte Expositionsgeschwindigkeit beim Sintern mit Lösungsmitteln und durch erhöhte
Schwierigkeiten beim Erzielen einer gleichförmigen Verteilung der Pigmente bestimmt. Die meisten Paktoren werden
durch kleine Polymerteilchen in vorteilhafter V/eise beeinflußt. Jedoch besteht ein praktischer unterer Grenzwert, der bei etwa
0,2 μτα. liegt. Palis die Polymerteilchen kleiner sind, kann das
temporäre Bindemittel die Teilchen nicht fixieren, und die Pulverschicht hat vor der Exposition durch das Lösungsmittel keine
ausreichende Stärke. Die verringerte Wirkung des temporären Bindemittels bei verringertem Durchmesser der Polymerteilchen
kann vermutlich dadurch erklärt werden, daß ein verringerter Polymerdurchmesser eine größere spezifische Oberfläche ergibt,
was wiederum eine verringerte Menge des temporären Bindemittels
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pro Flächeneinheit der Polymerteilchen bewirkt. Wenn die Größe der Teilchen klein ist, neigen diese in der Schicht auch zur
Spaltung. Im allgemeinen führt eine gleichförmige Teilchengröße zu einer gleichförmigen Beschichtung der Teilchen nach
dem Trocknen der Dispersion sowie zu einer gleichförmigen Endbeschichtung.
Es ist nicht immer praktisch und ökonomisch möglich, Teilchen mit geringer Teilchengrößenverteilung zu erzeugen.
Dies gilt insbesondere für Produkte, die auf bestimmten funktionalen Monomeren basieren. Es hat sich auch die Möglichkeit
herausgestellt, eine bestimmte Menge polymerer Teilchen beizumischen, deren Durchmesser bedeutend unterhalb 0,2 um ist,
vorausgesetzt, daß der Hauptteil des polymeren Materials innerhalb der oben erwähnten Grenzwerte ist.
Bei Emulsionspolymerisation ist die Teilchengröße hauptsächlich durch die Art und die Menge des Emulgators bestimmt. Die
Emulgatoren, die erfindungsgemäß verwendet v/erden können, können
entweder Hichtionen-, Anionen-, Kationen- oder Gemischt— ionen-Emulgatoren sein. Die Emulgatoren müssen so ausgewählt
sein, daß sie keinerlei Probleme bei einer Kombination mit anderen Komponenten in der Anstrichmischung bilden. Bestimmte
Emulgatoren können eine geringere Adhäsion bei dem Aufbringen des Anstrichs auf ein nichtabsorbierendes Basismaterial, beispielsweise
Metall oder vorbeschichtete Oberflächen, bewirken. Die Wasserbeständigkeit, die Y/asserdurchlässigkeit und die
Adhäsion in Gegenwart von Wasser bei der fertigen Anstrichschicht wird ebenfalls durch die Art und die Menge des Emulga-
609843/y (H
tors beeinflußt. Bestimmte Emulgatoren, beispielsweise bestimmte Phosphatester, können auch als Korrosionshemmer dienen.
Entsprechend den obigen Ausführungen ist die Teilchengröße von der Art und der Menge des Emulgators abhängig. Jedoch kann die
Teilchengröße nicht als eine unabhängige Variable behandelt werden, da die Auswahl des Emulgators im Hinblick auf viele
andere Paktoren vorgenommen v/erden muß.
b) Teilchenform
Im Prinzip können die Teilchen irgendeine geometrische Form aufweisen. Jedoch werden die meisten Polymere durch Emulsionsoder Kettenpolymerisation gebildet, und die Teilchen erhalten
dann eine sphärische Form, die gewöhnlich bevorzugt ist. Jedoch ist es möglich, Teilchen zu verwenden, die auf irgendeine andere
Art erhalten worden sind, beispielsweise durch Fällungspolymerisation, wenn die Teilchen eine unregelmäßige Form haben,
oder durch Zerreiben von körnigen und Blockpolymeren, wenn die Teilchen eine abgewinkelte Form und eine unregelmäßige Größe
aufweisen. Es ist auch möglich, Kunststoffabfall als Ausgangsmaterial
zu verwenden.
c) Löslichkeit der Teilchen
Die Teilchen sollen auch löslich sein, insbesondere in bestimmten,
üblicherweise erhältlichen Lösungsmitteln. Sowohl die Lösungsmittel als auch das Verfahren zum Erreichen der
θ 0 9 8 4 3 / 1 1OA
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Löslichkeit werden in getrennten Abschnitten behandelt.
d) Molekulargewicht
Das Molekulargewicht des Haupfbindemittels sollte mehr als
10 000 "betragen und wird für die meisten der verwendeten Polymere
zwischen 500 000 und 1 Million sein. Ein Polymer mit einem niedrigeren Molekulargewicht kann häufig verwendet werden, falls
ein Pigment in dem System enthalten ist, und dies kann "bestimmte Vorteile bewirken, da ein Polymer mit einem niedrigen
Molekulargewicht mit dem Pigment besser zusammenfließen wird und daher einen höheren Pigmentgehalt gestaltet.
e) Chemische Zusammensetzung der Teilchen
Entsprechend dem Vorerwähnten sollen die Teilchen eine bestimmte Härte, z.B. indirekt ausgedrückt als MPT-Wert, eine bestimmte
Löslichkeit in dem Lösungsmittel und möglicherweise auch eine bestimmte Form aufweisen. G-rundsätzlich können Teilchen
mit diesen Eigenschaften eine sehr stark variierende chemische Zusammensetzung aufweisen. Sie können beispielsweise
durch Polymerisation ungesättigter Monomere, beispielsweise Methylmethacrylat oder Styren, hergestellt werden, und sie können
aus nichtvernetztem Polyurethan, Polyestern, Polyamiden, Zellulosederivaten, beispielsweise Zellulosenitrat, Zelluloseacetat
und andere Zelluloseester oder -äther, bestehen.
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Entsprechend dem Vorstehenden ist es vorteilhaft, wenn die Teilchen eine sphärische Form aufweisen und, falls möglich,
hinsichtlich der Teilchengröße nicht zu stark variieren mit einer Teilchengröße insbesondere im Bereich von 0,2-2 um.
Derartige Teilchen können am vorteilhaftesten durch Emulsionspolymerisation hergestellt werden. Diese Technik basiert gewöhnlich
auf ungesättigten Monomeren, die polymerisiert werden können. Im Hinblick auf die gegenwärtige Rohstoffsituation ist
dies auch die interessanteste Gruppe von Rohstoffen. Diese Monomere ergeben Homopolymere mit sehr stark variierender Härte,
beginnend mit sehr weichen Polymeren mit einer G-lasbil'-dungstemperatur
(T ) bis hinunter zu etwa -7O0C und mit harten Polymeren mit einem T
> 1000C. Im allgemeinen sind diese Monomere entsprechend ihren Eigenschaften gekennzeichnet, und
zwar als Y/eichmacher, Zwischenhärter und Härter. Es besteht keine allgemein akzeptierte Klassifikation, doch muß diese
Kennzeiclinung als sprachliche Hilfe betrachtet werden. Wenn mehrere verschiedene Monomere in einem System enthalten sind,
so hängt die Klassifikation jedes individuellen Monomertyps
von seinen Eigenschaften ab, und zwar im Vergleich zu den anderen Monomertypen. Darüber hinaus können sogenannte funktionale
Monomere verwendet werden.
Da nach den obigen Ausführungen die Polymerteilchen vergleichsweise
hart sind, können die Polymere aus einem Homopolymeren
von härtenden Monomeren, beispielsweise Polymethylmethacrylat oder Polystyren, bestehen. Es kann manchmal' ge-
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rechtfertigt sein, die Eigenschaften durch Copolymerisation
mit einem Zwischenhärter oder einem Weichmachermonomer zu
modifizieren, beispielsweise um eine Modifizierung zu einer
geeigneten Polymerhärte zu erreichen. Bei Untersuchungen bestimmter Zusatzpolymere hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß diese nur während einer kürzeren Zeit dem Lösungsmittel ausgesetzt werden müssen. Daher erfordert ein
Polymer, bestehend aus 90 $ Methylmethaerylat und 10 fo Butylacrylat, eine kürzere Behandlung sz ext als 100 fo Polymethylmethacrylat.
mit einem Zwischenhärter oder einem Weichmachermonomer zu
modifizieren, beispielsweise um eine Modifizierung zu einer
geeigneten Polymerhärte zu erreichen. Bei Untersuchungen bestimmter Zusatzpolymere hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß diese nur während einer kürzeren Zeit dem Lösungsmittel ausgesetzt werden müssen. Daher erfordert ein
Polymer, bestehend aus 90 $ Methylmethaerylat und 10 fo Butylacrylat, eine kürzere Behandlung sz ext als 100 fo Polymethylmethacrylat.
Die sogenannten funktionalen Monomere, z.B. Methacrylsäure und andere Monomere mit funktionalen G-ruppen, können verschiedene
Punktionen haben. Sie können beispielsweise die mechanische Stabilität der Polymerdispersion verbessern, die für die
Verwendbarkeit wichtig ist. Sie können ebenfalls die Adhäsion zu Basismaterial, beispielsweise Metall, verbessern. Sie können
auch verwendet werden, um reaktionsfähige, d.h. härtbare
(vernetzte) Polymere zu bilden. Meistens sind nur wenige Prozent, manchmal in der Größenordnung· von 10 fo, der funktionalen Monomere enthalten. Wie oben erwähnt kann auch die Korrosionshemmfähigkeit durch die Wahl der Monomeren beeinflußt werden.
(vernetzte) Polymere zu bilden. Meistens sind nur wenige Prozent, manchmal in der Größenordnung· von 10 fo, der funktionalen Monomere enthalten. Wie oben erwähnt kann auch die Korrosionshemmfähigkeit durch die Wahl der Monomeren beeinflußt werden.
Als Beispiele für geeignete Monomere können die folgenden, handelsüblichen Monomeren erwähnt werden. Die meisten von ihnen
können nicht als Homopolymere, sondern lediglich als Comonomere in verschiedenen Copolymeren verwendet werden.
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Aromatische Vinylverbindungen, "beispielsweise Styren,
Vinyltoluen und Chlorstyren. Diese Verbindungen sind Härter.
Vinylhalogenide, beispielsweise Vinylchlorid und Vinylidenchlorid.
Diese Verbindungen sind ebenfalls Härter.
Viny!cyanide, beispielsweise Acrylnitril und Methacrylnitril.
Diese Verbindungen sind ebenfalls Härter.
Vinylester, beispielsweise Vinylacetat (mittelhart), Vinylpropionat,
Vinyllaurat und Vinylester der "Versatic-Säuren", die die Handelsnamen von Produkten der Firma Shell sind. Diese
Verbindungen sind Weichmacher.
IFichtcyclische Xohlenwasserstoffmonomere des Alkentyps,
beispielsweise Athen, Propen, Butadien, Isopren, Isobuten usw. Diese Verbindungen sind Weichmacher.
Monomere, basierend auf Estern der ungesättigten Säuren, beispielsweise Acrylsäureester, beispielsweise Methacrylat,
Äthylacrylat, Butylacrylat, Hexylacrylat, 2-Ä'thylhexylacrylat,
Octylacrylat und höhere Ester, wobei alle diese Verbindungen in verschiedenen isomeren Formen sein können. Diese Verbindungen
sind Weichmacher. Die \.irkung des Weichmachers nimmt zu mit
zunehmender Länge des Alkoholrestes der Ester. Methacrylsäureester, beispielsweise Me thy line th acryl at, lthylmethacrylat,
Propylmethacrylat, tertiäres Butylmethacrylat,
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Isobutyliiiethacrylat, sekundäres Butylmethacrylat, cyclische
Ester, beispielsweise Benzylmethacrylat, Phenylmethacryla,t, Cyclohexylmethacrylat, Tetrahydro!urfuryl-methacrylat; alle
Verbindungen in dieser Gruppe sind Härter. 3utylmetha.crylat ist mittelhart.
Hexylmethacrylat, 2-Äthylhexylmethacrylat, Octylmethacrylat
und höhere Ester in verschiedenen isomeren Formen, Ester der
Glycolester, beispielsweise 2-Iüethoxyäthylmethacrylat,
2-A*thoxyäthylmethacrylat, 2-Kethoxybutylmethacrylat; alle
Verbindungen in dieser Gruppe sind 7/eiehma.cher.
Entsprechende Ester der anderen Säuren können polymerisiert
v/erden, beispielsweise ot -Chloraerylsäure, Itaconsäure, fumarsäure
.
Die oben erwähnten lloiiomere können in geeigneten Verbindungen
als Eauptmonomere in erfindungsgemäßen Polymeren verwendet
werden. Außerdem kann es vorteilhaft sein, geringe Mengen sogenannter funktionaler lüononiere zu verv/enden. Diese ilonomere
sind oft mit einem Gehalt von 0,5-3 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte Menge der lüonomere, enthalten, in bestimmten
Fällen können sie jedoch bis zu 10 - 30 Gewichtsprozent betragen.
Als Beispiele derartiger Monomere können e:rwähnt werden:
Polymerisierbar Säuren, beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure,
Itaconsäure, Maleinsäure, fumarsäure oder Lionoester der
dibasischen Säuren, beispielsweise Honobutylitacona,t und Vinylsulfonsäure,
2-Sulfoäthylmethacrylat und andere mineralische
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Säurederivate, die polymerisiert werden können.
Polymerisierbare Amide, Imide oder substituierte Amide und Imide in den oben erwähnten oder anderen Säuren, beispielsweise
Acrylamid, Methacrylamid, Dimethyl-oxobutylacrylamid, H-Vinyl-succinimid, Methylolamide, beispielsweise IT-Methylolacrylamid.
Hydroxymonomere, beispielsweise Hydroxyäthyl-methacrylat
oder -acrylat, Hydroxypropyl-methacrylat oder -acrylat, Hydroxybutyl-methacrylat oder -acrylat und andere Hydroxy-derivate
der oben erwähnten Säuren, die polymerisiert werden können.
Monomere, die durch Aufbrechen des Rings reaktiv werden, beispielsweise G-lycidylmethacrylat oder -acrylat, 2-Aziridinyläthyl-methacrylat
oder -acrylat.
Aminomonomere, beispielsweise N-Dimethylaminoäthyl-methacrylat
oder -acrylat, H-Diäthylaminoäthyl-methacrylat oder
-acrylat, tertiäres Butylaminoäthyl-methacrylat oder -acrylat, quartäre Monomere, die beispielsweise durch Quarternation der
Aminoester wie oben beschrieben erhalten werden.
Polymerisierbare Pyridinderivate, beispielsweise Vinylpyridin.
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Acrylnitril oder andere nitrile, die nach der obigen Klassifizierung
als Härter klassifiziert werden, können ebenfalls als
funktionale Monomere wirken.
Durch Zufügung von Monomeren, die ultraviolette Strahlen absorbieren, kann eine Ultraviolettabsorption der Polymere erhalten
werden.
Daher können funktionale Monomere verwendet werden, um eine Vernetzung der Oberflächenbeschichtung zu erreichen. Eine derartige
Vernetzung ist meistens wünschenswert, um eine Widerstandsfähigkeit gegen Lösungsmittel und eine Zunahme der ϊ/ärmebeständigkeit
zu erreichen und im. allgemeinen um die erforderlichen physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Endprodukts
zu verbessern. Eine derartige Vernetzung kann durch reaktive Gruppen erreicht werden, die mit einer anderen Gruppe
der gleichen Art reagieren, beispielsweise eine Epoxygruppe von beispielsweise Glycidylmethacrylat. Diese Reaktion wird durch
Katalysatoren unterstützt. Jedoch wird am häufigsten die Vernetzung dadurch erreicht; daß eine reaktive Gruppe mit einer
reaktiven Gruppe einer anderen Art reagiert, beispielsweise eine Carboxylgruppe der Methacrylsäure mit einer Epoxygruppe
des Glycidylmethacrylats:
+ OH2 - OH
OH
JLCOOOH2 CH -
JLCOOOH2 CH -
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Daher führt die Vernetzung zu einer verbesserten Widerstandsfähigkeit
gegen Lösungsmittel. Jedoch besteht eine erfindungsgemäße Bedingung, und zwar die, daß das Polymer gelöst
wird, um eine Filmbildung zu erreichen. Daher darf die Vernetzung nicht stattfinden bis nach der Behandlung mit dem Lösungsmittel.
Falls beispielsweise Methacrylsäure und Glycidj'lmethacrylat
in dem gleichen Polymerteilchen enthalten sind, besteht die Gefahr einer teilweisen Vernetzung. Im Rahmen der Erfindung
ist herausgefunden worden, daß eine zu frühe Vernetzung durch Verwendung zweier Dispersionen vermieden \verden kann, von
denen eine beispielsweise Methacrylsäure und die andere Glycidylmethacrylat
als funktionale Monomere enthalten. Die Polymere werden nicht einzeln vernetzt. Auch tritt keine Vernetzung
auf, wenn die Dispersionen gemischt werden, da die reaktiven Gruppen nicht miteinander in Eontakt kommen.
Eine Mischung dieser Teilchendispersionen kann daher auf einer Oberfläche aufgebracht und getrocknet werden und danach
dem Lösungsmittel ausgesetzt v/erden, um eine zusammenhängende Beschichtung zu bilden, wenn die reaktiven Gruppen miteinander
in Zontakt kommen. Durch Hitzeaktivierung kann eine Vernetzung
erreicht werden, wodurch eine Widerstandsfähigkeit gegen Lösungsmittel
und andere Effekte gemäß der obigen Beschreibung erreicht werden. Auch können andere Arten funktionaler Gruppen
auf diese Art verwendet werden.
609843/^104
Es ist auch möglich, eine funktionale Gruppe in den harten
Polymerteilchen und eine andere Art der funktionalen Gruppe in dem temporären Bindemittel zu verwenden oder als getrennte
Komponente hinzuzufügen.
Es ist auch möglich, beispielsweise Gruppen, die durch Aufbrechen des Rings reaktiv werden, miteinander zu vernetzen, und
zwar unter Teilnahme eines Katalysators während des Einwirkens
des Lösungsmittels.
III. Temporäres Bindemittel a) Menge
Unterschiedliche Mengen des temporären Bindemittels können verwendet werden, und zwar in Abhängigkeit von den Anforderungen
an die Bindefähigkeit. Im allgemeinen wird ein temporäres Bindemittel in einer Menge von 0,5 - 25 Volumenprozent, insbesondere
2-12 Prozent, der Gesamtmenge der trockenen Substanz verwendet. Die untere Grenze wird bestimmt durch die Anforderung
an die Bindefähigkeit. Die obere Grenze wird durch mehrere Faktoren bestimmt. In der Regel ist es notwendig, daß die
getrocknete Schicht porös ist, so daß das lösungsmittel durch die gesamte Schicht hindurchdringen kann und eine vollständige
Behandlung ermöglicht. Ein sehr hoher Anteil des temporären Bindemittels verringert die Porosität und daher die Möglichkeit,
eine vollständige Behandlung mit dem Lösungsmittel zu errei-
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- 22 -
chen, insbesondere bei dicken Schichten.
Das temporäre Bindemittel kann auch verwendet werden, um die Widerstandsfähigkeit gegen Stoß zu verbessern., Die Menge
sollte dann größer sein als wenn es lediglich als temporäres Bindemittel dient.
b) Härte, ausgedrückt als M3?T-Wert
Das temporäre Bindemittel sollte in vorteilhafter Weise, jedoch nicht notwendigerweise, aus einer Polymerdispersion bestehen.
Bestimmte, in Wasser lösbare Polymere können ebenfalls verwendet werden. Diese können in gewissem Umfang auch dazu verwendet
werden, um die Konsistenz der Mittel einzustellen oder die Mittel einzudicken. Die beste Bindemittelwirkung wird erhalten,
wenn das Bindemittel vergleichsweise weich und klebrig ist. Der MFT-Wert des temporären Bindemittels sollte darüber
hinaus ausreichend unterhalb der Temperatur sein, die beim Trocknen in der tatsächlichen Pulverschicht vorherrscht. Diese
Temperatur kann erfindungsgemäß variieren. Im allgemeinen sollte der MFT-Wert mindestens 20° unterhalb des MFT-Wertes des
Hauptbindemittels sein.
c) Teilchengröße
Wenn das temporäre Bindemittel körnig ist, so ist dessen Teilchengröße wesentlich für die Wirkungsweise. Aus prakti-
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seilen Gründen, beispielsweise im Hinblick auf die Herstellung,
sollte sie jedoch zwischen 0,1-1 um, insbesondere zwischen
0,05 - 0,5 Um sein. Die Teilchengröße wird im wesentlichen
Maße durch die Art und die Menge des Emulgators bei der Emulsionspolymerisation bestimmt. Dieser Emulgator kann die
Zusammensetzung des Anstrichs und das endgültige Resultat beeinflussen. Daher kann die Seilchengröße nicht als vollständig
unabhängige Variable behandelt werden.
d) Ionenaktivität
Die Teilchen können nichtionisch, anionisch, kationisch oder amphoterisch sein oder Mischungen dieser Eigenschaften
aufweisen. Die Teilchenladung muß darüber hinaus im Hinblick auf die ladung des Hauptbindemittels ausgewählt werden, sowie
im Hinblick auf die ladung usw. der anderen Komponenten der Zusammensetzung, beispielsweise Pigmente, Eindicker usw. Im
Hinblick auf den Emulgator in dem temporären Bindemittel sind die gleichen Anforderungen und Bedingungen wie für das Hauptbindemittel
anwendbar.
e) Chemische Zusammensetzung des temporären Bindemittels
Die Arten der Polymere und Monomere, die weiter oben im Hinblick auf das Hauptbindemittel beschrieben worden sind, können
gewöhnlieh zur Herstellung des .temporären Bindemittels verwendet
werden. Jedoch müssen die Monomere so ausgewählt werden,
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daß deren MFQMvert niedriger ist, d.h. daß die Polymere weicher
sind. Dies bedeutet, daß die sogenannten als Weichmacher wirkenden
Monomere überwiegen. Sogenannte funktionale Monomere, die oben beschrieben worden sind, können auch verwendet v/erden,
und zwar mit den gleichen Funktionen als für die Teilchen des Hauptbindemittels. Funktionale Gruppen von dem temporären Bindemittel
können ebenfalls derart ausgewählt werden, daß sie mit den funktionalen. Gruppen in dem Hauptbindemittel reagieren können.
Wie oben beschrieben kann dadurch eine Vernetzung erreicht werden, so daß die endgültige Beschichtung gegen Lösungsmittel
widerstandsfähig usw. ist.
Die chemische Zusammensetzung des temporären Bindemittels
bestimmt seine Reaktionsfähigkeit mit den Teilchen des Hauptbindemittels . Diese Reaktionsfähigkeit kann mit Hilfe der funktionalen
Gruppen bewirkt werden. Eine Hemmung der Reaktionsfähigkeit kann auch für einen positiven Zweck erreicht werden.
Die Schlagfestigkeit der harten und brüchigen Polymere, beispielsweise
Polystyren, kann in bekannter Y'eise durch Beimischung
weicher Polymere, gewöhnlich elastomere Polymere, verbessert werden. Dieses Prinzip kann hier ebenfalls angewandt
werden, so daß das temporäre Bindemittel eine doppelte Funktion erhält, d.h. als temporäres Bindemittel und zur Verbesserung
der Schlagfestigkeit. In diesem Fall ist es vorteilhaft, eine größere Menge zu verwenden gegenüber dem Fall, in dem lediglich
die temporäre Bindemittelwirkung erwünscht ist.
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Wie oben erwähnt kann das temporäre Bindemittel in der kontinuierlichen Phase lösbar sein; es kann jedoch auf den
Teilchen des Hauptbindemittels nur bei verdampfter oder entfernter
kontinuierlicher Phase niedergeschlagen werden. Als Beispiele für derartige temporäre Bindemittel, die in Yiasser
löslich sind und die darüber hinaus als Eindicker und als Einstellmittel für die Konsistenz in der Dispersion dienen können,
seien Zellulosederivate, in Wasser lösliche Acrylpolymere usw.
erwähnt.
Die Zugabe dieser Komponenten ist wahlweise, jedoch werden in den meisten Fällen die Oberflächenbeschichtungen eingefärbt.
Im allgemeinen werden bekannte Pigmente, beispielsweise Eisenoxid, Titandioxid, Zinkoxid, Zinkchromat, Calciumcarbonat,
Asbestpulver, Talk usw., verwendet. Wie bei bekannten Anstrichen sollten die Pigmente usw. derart ausgewählt v/erden, daß
unerwünschte Uebeneffekte in Verbindung mit anderen Komponenten vermieden werden. Es sind jedoch auch positive Hebeneffekte
möglich, beispielsweise die ionische Vernetzung des Polymers mit Hilfe von Zink. Wenn Schleifkörner verwendet v/erden, können
Schleifpapier, Schleifscheiben, Antigleitbeschichtungen
u. dgl. hergestellt werden. Körner, beispielsweise Kaliumchlorat, Calciumperchlorat und bestimmte pulverförmige Hitroverbindungen,
können Explosivstoffe, Zündverbindungen beispielsweise für Zündhölzer und andere pyrotechnisch geeignete
Produkte bilden.
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Der Pigmentgehalt sollte insgesamt nicht zu hoch sein, und
in der Kegel sollte der G-e samt gehalt des Bindemittels in der tatsächlichen Schicht nicht weniger als 40 Volumprozent betragen.
Andererseits ist es nicht ausgeschlossen, größere Körner zuzumischen, die lediglich teilweise in der fertigen Schicht
des Bindemittels eingebettet sind. Hur der Teil dieser größeren Körner, der in der Schicht des Bindemittels eingebettet ist,
kann dann als Bestandteil des tatsächlichen Ballastes angesehen werden. Derartige grobe Körner können zu dekorativen Zwecken,
als Schleifmittel und als beispielsweise Zündverbindungen für Zündhölzer verwendet werden.
Bei bekannten Anstrichen zur Verwendung innerhalb von Gebäuden beträgt die Konzentration der Pigmente etwa, 50 Volumprozent,
und bei bekannten Anstrichen zur Verwendung außerhalb von Gebäuden beträgt sie etwa 30 - 35 i° und für glänzende Lacke
etwa 20 #.
Im Hahmen der Erfindung ist herausgefunden worden, daß das
Hauptbindemittel mit dem temporären Bindemittel zusammen mindestens 40 fo der gesamten trockenen Substanz bilden sollte, und
von diesen 40 $ sollte das temporäre Bindemittel nicht mehr als
25 % bilden. Der Gesamtgehalt des Pigments usw. darf daher 60 fo der trockenen Substanz nicht überschreiten.
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V. Andere Zusätze
Additive für die Pigmentdispersion und zur Einstellung der Viskosität, der Thixotropie, der Oberflächenströmung usw. können
von der Art sein, wie sie normalerweise in Emulsionsanstrichen verwendet werden. Diese Additive sollten derart ausgewählt
werden, daß unerwünschte lebeneffekte in Verbindung mit
anderen Komponenten vermieden werden. Es ist auch möglich, in Verbindung mit anderen Komponenten positive Wirkungen zu erzielen.
Funktionale G-ruppen in dem Eindicker können beispielsweise mit funktionalen Gruppen in dem pulverförmigen Material
und/oder in dem temporären Bindemittel reagieren. Dadurch kann eine Vernetzung und eine Verbesserung des Endprodukts erreicht
werden. In der gleichen Weise kann der durch den Eindicker, die Pigmentdispersion usw. bewirkte nachteilige Effekt auf die Wasserfestigkeit
und die Zunahme der Wasserabsorption eliminiert oder verringert werden. Als Beispiele derartiger Zusätze können
Schaumhemmer und UV-Absorptionsmittel sowie Mittel zur Verbesserung
der Adhäsion erwähnt werden.
Die Zusammensetzung kann auf der zu behandelnden Oberfläche
mit Hilfe bekannter Verfahren aufgebracht werden, beispielsweise mit Hilfe von Bürsten, Walzen, durch Aufspritzen, durch
Versprühen unter Hochdruck (ohne Luft), durch Vorhangbeschichtung,
durch Spülen und durch Eintauchen. Verschiedene Basis-
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- 28 ~
materialien können verschiedene Vorrichtungsarten erfordern.
Diese Basismaterialien können flache, gebogene oder unregelmäßige Oberflächen aufweisen. Auch Hohlräume, beispielsweise
Innenwände von Röhren, können behandelt werden. Mineralische Körner, Pulver und anderes körniges Material können ebenfalls
behandelt werden. Das Verfahren kann auch bei der Herstellung makroporöser Beschichtungen oder Körpern wie beispielsweise
Formkerne, Schleifscheiben usw. angewandt v/erden. Die Lackierung von Drähten und Streifen ist insbesondere gut für einen
kontinuierlichen Prozeß geeignet. Das Verfahren kann auch bei der Herstellung von Straßen verwendet werden. Das Basismaterial
kann bestehen beispielsweise aus Papier, Brettern, Kunststoffmaterial, Gummi, Textilien, Holz, Metall, Zement-und Betonprodukten
einschließlich Asbestzement, Glas, Kalk, Marmor und anderen natürlichen Steinen. Manchmal kann es vorteilhaft sein,
das Basismaterial mit einem geeigneten Primäranstrich vorzubehandeln, beispielsweise um einen Rostschutz oder eine verbesserte
Adhäsion zu erreichen.
Die Temperatur des Basismaterials kann variieren entsprechend der Art und den Bedingungen. Das erfindungsgemäße Verfahren
ist nicht unbedingt von der Temperatur des Basismaterials abhängig. Bei niedrigen Temperaturen kann jedoch die
Trockenzeit lang und die Trocknung möglicherweise nicht vollständig sein. Diese Faktoren bestimmen die praktisch verwendbare
untere Temperaturgrenze. Eine zu hohe Temperatur des Basismaterials
kann zu Blasenbildung der Beschichtung führen.
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Die Trocknung kann auch mit Hilfe von Luftumwälzung beschleunigt werden, vorzugsweise mit heißer Luft. Eine schnelle
Trocknung ist insbesondere für kontinuierliche Beschichtungen im Fabrikmaßstab wichtig. Die Tempers,tür der tatsächlichen
Anstrichschicht muß der Zusammensetzung des Anstrichs und umgekehrt angepaßt sein. Der IiFT-Wert des Hauptbindemittels soll
te 20 oberhalb und der MFT-TTert des temporären Bindemittels
sollte unterhalb der Temperatur in der Schicht während des Trocknens sein.
Die endgültige Filmbildung der Polymerteilchen wird erfindungsgemäß
mit Hilfe eines Lösungsmittels oder einer Kombination aus Lösungsmittel und v/ärme erreicht. Die Bedingung für
die Filmbildung ist natürlich die, daß das Lösungsmittel oder die Lösungsmittelmischung die Teilchen bei der verwendeten
Arbeitstemperatur lösen oder aufquellen kann, so daß die Teilchen zusammenfließen und eine kontinuierliche Oberflächenschicht
bilden können. Die Löslichkeit nimmt mit zunehmender Temperatur zu. Ein Lösungsmittel kann daher bei Raumtemperatur
eine unzureichende Löslichkeit, jedoch bei einer um einige
zehn G-rade höherer Temperatur eine ausreichende Löslichkeit aufv/eisen. Die Behandlung kann bei gasförmigem oder flüssigem.
Lösungsmittel nach mehreren Methoden durchgeführt v/erden, beispielsweise durch Eintauchen, Aufsprühen, Vorhangbeschichtung,
durch Aufbringen mittels einer Bürste, durch Gasbehandlung in
609843/1 104 - 30 -
einer Dampfphase über einem kochenden Lösungsmittel oder durch
Gasbehandlung mit Hilfe von Luft oder einem anderen Gas als Träger, Es ist auch möglich, ein Polymer oder andere polyfunktionale
Additive in dem Lösungsmittel zu lösen, um die Viskosität einzustellen, so daß diese eine positive V/irkung auf die
endgültige Oberflächenbeschichtung hat. Das Polymer kann beispielsweise
reaktive Gruppen enthalten, die mit anderen reaktiven Gruppen in der Beschichtung reagieren können, um eine
Vernetzung usw. zu erreichen.
Die Behandlung mit einem Lösungsmittel kann mit Hilfe einer
Anzahl verschiedener technischer Anordnungen ausgeführt werden, beispielsweise zur Optimierung der 'Wirtschaftlichkeit des Verfahrens,
beispielsweise wirtschaftlicher Verbrauch von Wärme und Wiedergewinnung des Lösungsmittels. Das erfindungsgemäße
Verfahren kann sowohl stationär als auch nicht stationär verwendet werden. Die Behandlung erfolgt am einfachsten bei atmosphärem
Druck, kann jedoch auch bei höherem oder bei niedrigerem Druck ausgeführt werden. Verdampftes Lösungsmittel kann
beispielsweise einer Vorrichtung zugeführt werden ähnlich der der bekannten Trichloräthylen-Bntfettungsgeräte, wobei dann die
Beschichtung durch Eintauchen in den Lösungsmitteldampf in dem oberen Teil des Gerätes erfolgt. Es ist auch möglich, den Lösungsmitteldampf
auf die Oberfläche über ein inneres Rohr zu blasen und über ein äußeres, konzentrisches Rohr das überschüssige
Lösungsmittel abzusaugen, das danach kondensiert und/ oder wieder verwendet werden kann.
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Eine große Anzahl verschiedener Lösungsmittel kann erfindungsgemäß
verwendet werden. Der Siedepunkt kann innerhalb großer G-renzen variiert werden, xinö. zv/ar in Abhängigkeit von
der angewandten Technik, dem Typ des Polymers usw. lösungsmittel mit einem insgesamt zu niedrigen Siedepunkt sind schwieriger
zu kondensieren und erfordern scharfe Anforderungen an den Y.iedergewinnungsteil, um die Verluste gering zu halten. Ein
hoher Siedepunkt "bewirkt beispielsweise eine hohe BehandlLingstemperatur
und verzögert die Trocknung. In der Regel kann ein hoher -Siedepunkt nur dann gerechtfertigt werden, wenn bestimmte
Lösungsmittel für das Polymer erforderlich sind. Es bestehen daher sowohl für den niedrigsten als auch für den höchsten
Siedepunkt der Lösungsmittel praktische G-renzen. Im allgemeinen kann der Siedepunkt zwischen 0 und 50O0C variieren, er liegt
jedoch in den meisten praktischen Fällen zwischen 20 und 14O0C,
insbesondere zwischen 35 bis 1200C. Das Lösungsmittel muß auch
im Einblick auf seine Toxizität, seine Entflammbarkeit, seine Sxplosicnsgrenzen, seinen Korrosionseinfluß, seine Stabilität
und seine mögliche Reaktivität mit funktionalen G-ruppen der Polymere usw. ausgewählt werden.
Im folgenden werden erfindungsgemäß verwendbare Lösungsmittel
mit deren Siedepunkten angegeben:
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Beispiele für Alkohole
Methanol
Äthanol
η-Prop anol Isopropaiiol n-Butanol
Sekundäres Butanol Is O-1DUt anol T'ertiäres Butanol
Äthanol
η-Prop anol Isopropaiiol n-Butanol
Sekundäres Butanol Is O-1DUt anol T'ertiäres Butanol
Amylalkohole verschiedener Isomerzusammensetzungen
51Ur fur y 1 alkoho 1 Tetrahydrofurfurylalkohol
Cyclohexanol Benzylalkohol S.p. in 0C
64,8 78,3 82,3 97,3
117,7 98,8 108,3 82,8 etwa 110-140
171
177
161
177
161
205
Von den ooen Erwähnten sind Ethanol und Isopropanol die
interessantesten Lösungsmittel auf Grund ihrer Löslichkeits
eigenschaften, ihren Siedepunkten, dein Preis und der vergleichsweise
niedrigen Toxizität.
Beispiele für Ätheralkohole
2-Methoxyäthanol
2-Äthoxyäthanol 2-Propoxyäthanol
2-Butoxväthanol
S.p | 24 | in "G |
1 | 35 | ,5 |
1 | 50 | ,6 |
1 | 171 | |
,1 |
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- 33 -
2-Isobutyläthanol
2 -Me t hoxybut aiiol
1 -Athoxy-2-propanol 1 -(2-Äthoxy-äthoxy) -äthanol
160
132,2 202,8
2--a.thoxyathan.ol ist am vorteiliiaf testen auf G-rund seiner
Löslichkeitseigenschafteii, seinem Siedepunkt, den Preis und
der -vergleichsweise geringen Toxizität.
von Ketonen
Aceton
S-Ie tlrylätiiy !keton
Ke thy1-n-p ropy!keton
Diäthy!keton LIe thylisobutyliteton IvIe tliy 1-n-buty ike t on
Ithyl-n-buty!keton
Diacetonalkohol Cyclohexanon Isophoron
Biisobuty!keton Acetylaceton
in 0C | |
56,2 | |
79,6 | |
1 | 02,0 |
1 | 02,8 |
1 | 15,1 |
T~ Q CLC- , O |
|
1 | 47,6 |
1 | 69,2 |
1 | 55,4 |
2 | 15,2 |
1 | 69,3 |
1 | 40,4 |
Aceton und Metliylätliy!keton sind insbesondere vorteilLsft,
zwar auf Grrund ihrer Löslichkeitseigensühaften., iiiren
SiedeOunkten und dem Preis.
609843-/ ?4| Θ-4
26159A7
Die meisten Äther körnen Peroxide bilden und haben niedrige, spontane Zündungsteriperaturen und in manchen Fällen einen
anaästhetischen Effekt, so daß ihre Verwendung in hohen Grade be s ehränkt ist.
S.p. | in | 0C |
34,5 | ||
68,3 | ||
1 | 21,1 | |
65,4 | ||
1 | 01,3 |
Diäthyläther
üiisopropyläther
1,2-Diäthoxyäthan
GJ e tr ahy drof uran
Dioxan
üiisopropyläther
1,2-Diäthoxyäthan
GJ e tr ahy drof uran
Dioxan
Methylacetat 57,2
Athylacetat 76,7
n-Propylacetat 1C1,6
Isopropyla.ceta.t 88,7
n-Bu t y 1 ac e t at 12 6,6
Sekundäres Butylacetat 112,2
Isobutylacetat 116,4
üEi%l&cfetb:.t, verschiedene Isomere 110-150
Äthylpropionat 39»1
2-]ith'oxyäthylacetat 156,4
Äthylencarbonat 248 (nicht stabil)
Propylenearbonat 242,1
6 0 9 8 4 3_/ 4 1 0
Vinylacetat
Y iiiy Ip rop ionat
Lie thy lmethacryl at Äthylnetliacrylat
Butylniethacr;, Ir.t
2-iithoxyäthylmetliacrylat
1,4-Butandiolmetliacrylat
72
ICO, | 1 |
114, | 1 |
142, | 2 |
ca. 180 | |
260- | ■265 |
Ester, insbesondere derartige mit vergleichsweise niedrigen
Siedepunkten, werden allgemein als gute Lösungsmittel angesehen . üthylacetat und Isopropylacetat sind die vorteilliaf testen
±?i Hinblick auf ihre Lösliehkeitseigenscliaften, ihre Siedepunkte
und die Preise. Die ungesättigten Verbindungen, d.h.
die Vinylester und die Lethacrylfite, können polymerisiert v/erden, so dai3 sie auf der tatsächlichen Oberflächenschicht polymerisieren können.
die Vinylester und die Lethacrylfite, können polymerisiert v/erden, so dai3 sie auf der tatsächlichen Oberflächenschicht polymerisieren können.
für
Kohlenwasserstoffe
Keine Alkane, beispielsweise η-Hexan (68,7°C) und n-Heptan
(98,4°C), sind gewöhnlich als einzige Lösungsmittel nicht ausreichend.
(98,4°C), sind gewöhnlich als einzige Lösungsmittel nicht ausreichend.
Oycloliexan
Benzen
Toluen
XyIen
Benzen
Toluen
XyIen
S.p. in 0C
80,7
80,1 (gutes Lösungsmittel, jedoch giftig) 110,6
140
609843/1 104
- 36 -
Atlrylbenzen 136,2
Styren 146
Vinyltoluen 172
T:egen ihrer Löslichkeitseigenscha,ften, ihren: Preis und
ihrer Toxizität sind Cyclohexan und 2oluen am vorteilhaftesten.
Styren und Yinyltoluen können ebenfalls polymerisiert werden, und zwar direkt auf dei- tatsächlichen Oberflächenschicht.
Beispiele für halogenierte Lösungsmittel
Diese Lösungsmittel sind meist überhaupt nicht oder schwer
zu entflammen, was häufig ein großer Vorteil ist. Halogenwasserstoff
kann unter bestimmten Bedingungen abgetrennt werden, auf den achtgegeben werden muß.
S.p. in
Äthylchlorid 12., 3
3ut;ylchlorid 78,8
i/ethj-lenchlorid 39,8
1,2-üicij.ioräthan 83,5
1,1, 2-1Xrichloräthari 113,7
Chloroform 61,7
!Triciilorätlr-len 87,1
Kohlenstoff tetraciilorid 76,5
Perchloratelen 121,2
iiethylcxiloroform 74
609843/1 1 04
Ohlorbensol CLlortoluen
2 r i chi ο r x'luo rme than
(Preon 11)
1, 1,2-2rifluor-1,2,2-trichloräthan
(Freon 113)
Sym-tetrachlorid-fluoräthan (lreon 112)
132,0 159,2
23»8
47,6
LIetiiylenchlorid, Erichloräthylen, LIetliylchloroforni und
Perclilorätiiylen sind im allgemeinen am vorteilliaftesten und
die geeignetsten Lösungsmittel.
!Eeis£ieIe für andere Lösungsmittel
Acetoniiitril
Dimethylformamid Dimethylculfoxid
Pyridin
1 -ITi tr op r op an 2-ITitropropan Essigsäure
Diaoetonacrylamid (polymerisierbar)
!Zetrametliylensulf on
(Sulfolan)
S.O. | in 0G |
72,8 | |
1 | 52,8 |
1 | 15,5 |
1 | 31,6 |
1 | 20,3 |
1 | 17,9 |
1 | 20 (8 im) |
282-288 |
Mischungen der verschiedenen Lösungsmittel können ebenfalls
verv/endet werden. Azeotrope Gemische verschiedener Lösungsmit-
984 3/y0
tel sind, insbesondere vorteilhaft. Die folgenden Beispiele geben
einige geeignete Kombinationen von Lösungsmitteln an:
69 £ Äthylacetat S.p. = 71,80G
31 «S Äthanol
91,8 <p Äthylacetat S.p. = 7O,4°G
8,2 lp 7/asser
68 $ Äthanol S.p. = 76,7°G
32 Io Toluen
•Trocknen, der Beschichtung
Das Trocknen sollte in geeigneter v/eise direkt in Verbindung mit der Behandlung mit dem Lösungsmittel ausgeführt werden.
Eine Vorerhitzung kann durchgeführt werden, wobei dies auch die Wiedergewinnung des Lösungsmittels erleichtert. Die Trocknungstemperatur
hängt in hohem Maße von dem Siedepunkt des Lösungsmittels ab, sowie von der I'ähigkeit der Beschichtung,
das Lösungsmittel zurückzuhalten. Die Verwendung flüchtiger Lösungsmittel erleichtert das Trocknen, was in geeigneter Weise
mit Hilfe zirkulierender, heißer Luft ausgeführt werden sollte. Die Wiedergewinnung des Lösungsmittels kann beispielsweise
durch Kondensation in einem Kühlgerät oder durch Absorption in einer regenerierbaren Masse, beispielsweise Aktivkohle
oder einem polymeren Adsorbens, erreicht werden.
608843/1 10A
- 39 -
Vernetzung oder Härtung der Beschichtung
Diese Härtung sollte in geeigneter '«eise- direkt mit dem
Härten vorgenommen werden. Die Härtung erfordert gewöhnlich
eine Temperatur von 100 - 175"C, in manchen Fällen bei reaktiven Systemen etwas niedriger, jedoch können auch höhere Temperaturen
auftreten. In diesem speziellen Fall ist dies daher eine Frage der Erhitzung eines Materials, das bereits einen
Film ausgebildet hat.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen näher erläutert,
Ein Gemisch wurde aus zwei Dispersionen hergestellt, von
denen eine 40 $ feste Seilchen in Wasser (Hauptbindemittel)
und die andere 45 cp weiche Teilchen in Wasser (temporäres Bindemittel)
enthielt. Die Menge des temporären Bindemittels bildete 5 $ des trockenen Volumens des Gemisches. Das Hauptbindemittel
wurde hergestellt durch eine fünfstufige Emulsionspolymerisation
mit den folgenden Substanzen:
Monomer; Ivlethylmethacrylat 800 Teile
Emulgator! Polyoxyäthylen-monolaureatx 24 Teile
Initiator: Ammoniumpersulfat . ' 1 Teil
xTween 20 von Atlas
609843/1104
- 40 -
Konzentrierte Ammoniaklösung 3 Seile
Kontinuierliche Phase: Destilliertes Wasser 1025 Teile
Die Teilchen waren monodispers, mit einem Durchmesser von 0,40 pm. Das Ivlolekulargewicht (Mittelwert) "betrug 1 Million
Einheiten, bestimmt durch Gel-Durchdringungschromatographie.
Das temporäre Bindemittel wurde mittels vierstufiger Emulsionspolymerisation
wie folgt hergestellt:
Gewichtsteile
Monomer: Äthylacrylat 98 fö 490
Methacrylsäure 2 >* 10
Emulgator: Phosphat-tensid des
anionischen + nichtionischen 25 (40 $)
Typs**
Initiator: Kaliumpersulfat 1
Kontinuierliche Phase: Destilliertes V/asser 600
Die Teilchen hatten einen Durchmesser von 0,2 um.
Die Mischung wurde mit einer Bürste auf einer Eternitplatte
aufgebracht, und die Menge wurde so ausgewählt, daß nach dem
Trocknen und dem Aufbringen des Lösungsmittels die Schicht eine Dicke von 40 um hat.
Berol 735 von Berol Kemi AB
Die Beschichtung konnte bei Raumtemperatur während 5 Stunden
trocknen, wonach eine weiße, kohärente, glatte Schicht ohne Hisse zurückblieb. Diese Schicht haftete fest auf dem Basismaterial
(siehe Beispiel 2).
In einem auf einer Heizplatte angeordneten Gerät, bestehend aus einem langen, schmalen, aufrechten Metallbehälter mit einem
Kühlmantel am oberen !Sude und einem weiten Boden, wurde am Boden
Aceton erhitzt. Das Volumen des Behälters war dann oberhalb einer etwa 100 mm dicken, siedenden Flüssigkeitsschicht am Boden
und unterhalb des Kühlmantels mit gesättigtem. Acetondampf
beim Siedepunkt (56 C) des Acetons gefüllt. Die Eternitplatte mit der Pulverbeschichtung wurde in diesen Lösungsdampf während
10 Sekunden eingetaucht (jedoch nicht in die siedende Flüssigkeitsschicht).
Unmittelbar nach dieser Behandlung bestand die Oberflächenbeschichtung aus einem nicht klebrigen, transparenten
polymeren Film. V.'ährend 10 Minuten bei Raumtemperatur wurde
fast die gesamte, zurückgehaltene Acetonmenge abgegeben, so daß nach dieser Zeit 10 £ Aceton, bezogen auf das G-ewicht des Polymers,
in der Beschichtung gelöst war. Das verbliebene Aceton wurde durch Trocknen in einer Heizkammer bei 500C während 30 Minuten
entfernt. Die erhaltene Beschichtung war hart, durchscheinend, haftete gut an dem Basismaterial und hatte eine glatte
Oberfläche ohne Risse mit hohem Glanz.
609843/1104
_ 42 -
Gemische aus zwei Dispersionen wurden hergestellt, und sw ar
mit einer Dispersion mit dem Hauptbindemittel gemäß Beispiel 1.
Die Dispersion mit dem temporären Bindemittel kann der Tabelle entnommen werden. Daher ergaben 100 Teile des Dispersionsgemisches
mit einem trockenen Anteil von 40 cfo und mit einem Verhältnis
der weichen zu harten Teilchen von 5 zu 95 sowie mit 67 Teilen des Eindickers eine Zusammensetzung mit einem trokkenen
Gehalt von 35 $.
Der Eindicker bestand aus:
0,85 /o hochmolekularer HydroxyäthylZellulose
0,5 fo Antischäumungsmittel, etwa eine Siliconemulsion
99,1 i° destilliertes Wasser
xITatrosol HH 250
33SxIC von Dow
Der Anstrich wurde auf die Eternitplatten mit einer Membransprühvorrichtung
bis zu einer Menge entsprechend einer Beschichtung mit einer Dicke von 40 pm im behandelten Zustand aufgesprüht.
Die Platten konnten danach bei Raumtemperatur während 5 Stunden trocknen.
609843/1104
- 43 -
2 61 5 9 Λ 7
Um die Y/iderstandsfähigkeit der pul verb es chi elite ten, jedoch
noch niciit durch das Lösungsmittel behandelten Platten gegenüber der Zerstörung der Pulverbeschichtung zu bestimmen, wurde
deren Abnutzungsfestigkeit gemessen. Die Messungen wurden nach SIS 184165 mit Ausnahme zweier Punkte gemessen:
1) Eternitplatten anstelle von Stahlplatten
2) 200 g Sand anstelle von 4 kg bei jeder Ladung
Die Resultate können der Tabelle entnommen werden. Die berechnete
Glastemperatur für die Polymere ist in der Tabelle angegeben. Diese ist gemäß der folgenden Formel berechnet worden:
Φσ· φσ T1S^
-^O -*-ο·ι -^CjO *ονι
wobei Tg1 usv/. die Glas temperatur für jeden der Homopolymer en
und Di1 usw. der Anteil jedes Monomers ist. Außerdem ist die
berechnete, minimale Filmbildungstemperatur angegeben, wenn diese experimentell nicht bestimmt werden konnte. Für ein und
dasselbe Polymer ist die minimale Filmbildungstemperatur (MF1T)
7 - 1O0C oberhalb seiner Glastemperatur.
609843/1 104
- 44 -
Monomere | A | Methyl- | Äthyl- methacrylat acrylat |
42 | Methacryl säure |
Andere Monomere |
Emulgator | Berechnete Glasteiaperatur |
Gemessener MPT-Wert 0C |
kg Sand | |
B | — j , — | CM | 2-Äthyl- hexyl- acrylat 98 |
Anionisch | -52 | (nicht meßbar) |
Sicke der Beschichtung μια |
|||
1 | Butyl- acrylat 99 |
Fichtionisch | -44 | (nicht meßbar) |
0,028 | |||||
8609 | C j - 98 | CM | Berol 733 Phosphat- tensid |
-20 | (nicht meßbar) |
0,024 Ni CD |
||||
ι <*> on -* ι ο |
D ' 45 j 53,5 | 1,5 | — | Berol 733 Phosphat- tensid |
20 | 0,050 J2 | ||||
E 56 | 2 | — | Anion- Tensid + nichtioni- sehes Tensid |
32 . .. ,,. |
i o,oi2 Hi |
|||||
0,010 |
""ie aus der Tabelle entnommen werden kann, v/eist das temporäre Bindemittel mit einem I^P'I-Y/ert "bei der Trocknungstemperatur
(25 0) eine deutlich größere !Fähigkeit auf, die Pulvorteilchen
zusammenzuhalten. Außerdem war das auf Atli;ylacrylat
basierende temporäre Bindemittel definitiv besser als die anderen. Alle Beschichtungen wurden dem Aceton gemäß Beispiel 1
ausgesetzt. Jedoch waren die Beschichtungen mit einen LIFT-1//ert
von 20 und 32 sehr eupfindlich gegenüber der Serstörung der
Beschichtung vor der Behandlung nit dem lösungsmittel. DIs 3 ■-
m/12 Beispiel 1 behandelten und nachfolgend getrockneten Beschichtungen
waren durchsichtig, hart, glatt, hafteten gut an deiii Basismaterial und hatten einen hohen G-lans.
G-emische von Dispersionen te&äß Beispiel 1 wurden mit verschiedenem
G-ehalt des temporären Bindemittels hergestellt. 100 !Teile jedes dieser G-emische vrarden eingedickt durch II in zu fügung
des Eindickers (in Alkali lösliche Acryldispersioii mit
Copolymer zwischen iithylacrylat und Methacrylsäure"), und zwar
1 Teil auf 100 Teilen der Dispersion, und durch eine Einstellung des pH-Wertes mit konzentrierter Ammoniaklösung auf den
Endwert 9.
Diese Mischungen wurden mit einer Bürste auf E-ternitplatten
in einer Menge aufgebracht, die einer trockenen, behandelten Beschichtung mit einer Dicke von 40 um entsprach. Die Trocknung
x Rohagit SD-15 von Röhm
- 46 609843/1 104
erfolgte bei Raumtemperatur während 5 Stunden. "Um zu bestimmen,
wieviel temporäres Bindemittel erforderlich ist, um die Pulverdispersion
auf dem Basismaterial vor der Behandlung mittels dem Lösungsmittel festzulegen, wurden gemäß Beispiel 2 Trocken-Abnutzungsversuche
durchgeführt. Vergleiche die folgende Tabelle:
Trockenvolumprozent des temporären Bindemittels
0,5 1 2 3 4 5 6 8 30
Es sei festgestellt, daß die Menge des Eindickers für den gesamten temporären Bindemittelgehalt bei 1 Volumprozent des
trockenen Gehalts liegt„ Es ist festgestellt worden, daß auch
der Eindicker als temporäres Bindemittel wirkt und daß seine Menge zu der Menge des temporären Bindemittels hinzuaddiert
werden sollte, um einen genauen Wert der Gesamtmenge des filmbildenden
Polymers zu erhalten, das als Bindemittel für die
kg um |
Sand / Schichtdicke |
0,004 | |
0,008 | |
0,012 | |
0,021 | |
0,033 | |
0,052 | |
0,070 | |
0,093 | |
0,190 | |
mehr als | 0,25 |
- 47 609843/1 1 04
hartpolymeren Teilchen dient.
Ss wurde versucht, nicht eingedickte Hauptbindemitteldispersionen
zu verwenden, jedoch waren die Ergebnisse durchweg negativ.
Tatsächlich ist das temporäre Bindemittel selbst in sehr
kleinen Mengen wirksam. Außerdem nimmt der Abnutzungswiderstand
konstant zu, wenn die Menge des temporären Bindemittels erhöht wird, und zwar mindestens bis zu 30 fo.
Bei einem Vergleich für 5 i° temporäres Bindemittel gemäß
Beispiel 2 wurde herausgefunden, daß das Aufbringen mit einer Bürste einen höheren Wert ergab als das Aufsprühen.
Die Behandlung mit Acetondampf erfolgte gemäß Beispiel 1.
Im Ergebnis wurde eine durchscheinende, harte und glatte Beschichtung mit einem hohen Glanz erreicht, mit Ausnahme der
Probe mit 30 $ temporärem Bindemittel. In diesem lall wurde eine Beschichtung erhalten, deren Film auf der Oberfläche
glatt war, der jedoch innerhalb der Schicht aus unbehandelten Teilchen bestand. Der Mechanismus mit dem Lösungsmitteldampf,
der in das Basismaterial durch die Schicht diffundiert und an diesem kondensiert und von dort zur Außenseite hin den Film
behandelt, wirkte in diesem Fall nicht, da es sich nicht um eine poröse Beschichtung handelte, sondern um Teilchen in einer
homogenen Phase des filmbildenden Polymers.
- 48 -
609843/1104
Gemische der Dispersionen und Rezepturen des unpigmentierten
Anstrichs gemäß Beispiel 2.
Aufbringen auf Eternitplatten bei einer Temperatur von 550O in einer Menge, die einer trockenen und behandelten Beschichtung
mit einer Dicke von 40 um entspricht. Die Trocknung erfolgte in einer Heizkammer bei 55 0 während 2 Stunden. Untersuchungen
der Abnutzungsfestigkeit wurden gemäß Beispiel 2 durchgeführt. Es wurden folgende Resultate erzielt:
ME1T-Wert kg Sand/
0G um Schichtdicke
0,030
0,020
0,050
20 0,030 32 0,030
Hie dieser Tabelle entnommen werden kann, sind die Unterschiede
im Abnutzungswiderstand wesentlich geringer als im
Beispiel 2. Es kann auch festgestellt werden, daß die härtesten temporären Bindemittel, die nicht bei 25°0 Trockentemperatur
wirkten, jetzt bei erhöhter Trockentemperatur benutzt werden können.
Monomere | berechnete T 0C |
|
A | 2-EHA/MAS | -52 |
B | BA/MAS | -44 |
C | EA/MAS | -20 |
D | MMA/EA/MAS | |
E | mma/ea/mas |
- 49 609843/1 104
Die Behandlung der Platten wurde mit der Vorrichtung gemäß
Beispiel 1 durchgeführt. Als Lösungsmittel wurde LTe thy Ie nchlorid-Dampf
bein Siedepunkt (540C) des Methylenchlorids verwendet«
Die Behändlungszeit betrug 10 Sekunden. Die erhaltenen
BeSchichtungen hafteten gut an dem Basismaterial, hatten einen
hohen G-lanz, waren durchscheinend, hart und glatt.
Die Anstrichrezepturen wurden in folgender V;eise mit vier
Komponenten durchgeführt:
1) Dispersion mit einem Hauptbindemittel gemäß Beispiel 1
2) Dispersion mit einen temporären Bindemittel mit der Zusamme
ns et sung iithylacryiat 98 % 9S0
Methacrylsäure 2 f> 20
iTatriumlaurylsulfat 20
destilliertes ',asser 980
Trinatriumphosphat 4
3) Pigmentpaste mit schwarzem Eisenoxid gemäß folgender Zus amme ns t e1lung:
- 50 609843/1 104
Mj Gewichtsteile Fe^O.-Pigment 350
Destilliertes Wasser 250
Dispersionsmittel x 5 f~ 45
Antischäuniungsmittel 50 ρ 1
Eindicker 3£XX 5
651
4) Eindickerlösung gemäß Beispiel 2.
x Dispersol T von ICI
x Dispersol T von ICI
IClC
H:10 gemäß Beispiel 2
Benton EV/ von Kronos Titan AB
Der Anteil der vier Komponenten kann aus der Tabelle entnommen
werden. Der Anstrich wurde auf Eternitplatten in einer Menge entsprechend einer trockenen und behandelten Beschichtung
mit einer Dicke von 40 p.m. aufgesprüht. Die Trocknung erfolgte
bei Raumtemperatur. Der Abnutzungswiderstand wurde gemäß Beispiel 2 gemessen, vergleiche die Tabelle. In der Tabelle ist
der Ausdruck CPV genannt, der die Volumenkonzentration des
Pigments in dem getrockneten und behandelten Anstrich bezeichnet. Der Ausdruck CTBV bezeichnet die Volumenkonzentration des
temporären Bindemittels in dem getrockneten und behandelten Anstrich.
— 51 —
609 8 4 3/1 104
Hauptbinde mittel 40$ Dispersion, Gewichtsteile |
Temporäres Bindemittel 4-Ofj Dispersion, Gewichtsteile |
CTBV | Pigment paste Gewichts- teile |
CPV | Eindicker lösung |
Andere Komponenten |
kg Sand pro um Schicht-ι dicke |
0,09 |
100 | 4,7 | 5 | O | O | 67 | 0,070 | ||
100 | 6,2 | 5 | 54 | 15 | 80 | 0,033 | ||
100 | 6,6 | ι 5 | 76 | 20 | 88 | : 0,028 . | ||
50 | 3,10 | 5 | 51 | 25 | 40 | destillierter 0,022 Wasser 9 |
||
50 | 3,4 | 5 | 65,5 | 30 | 35 | destilliertes , 0,013 ",as s er 19 |
||
25 | 2,0 | 10 | 38 | 40 | 15 | destilliertes 0,13 Wasser 10 |
||
25 | 2,4 I |
10 | 51 | 50 | 15 | destilliertes i Wasser 20 |
Durch den zunehmenden Gehalt an temporärem Bindemittel konn-"
te ein hoher Pigmentgehalt von 50 OPV eine Pulverteschichtung
ergeben, die gut an dem Basismaterial anhaftet. Die Behandlung mit lösungsmittel erfolgte in einer Vorrichtung gemäß Beispiel
1 mit Äcetondampf. Vs eg en des zunehmenden Gehalts an nichtflüssigen Materialien mit zunehmendem CPV wurden längere Behandlungsdauern
gemäß folgender Tabelle erforderlich:
CPV Bekunden bei 560C Äcetondampf
0 10
15 10
20 15
25 15
30 · 20
40 25
50 30
Die üachtroeknung erfolgte in einer Heizkaromer bei 500C
während 30 Kinuten. Die erhaltenen Beschichtungen waren glatt, hart und hafteten gut an dem Basismaterial. Der Glanz nahm mit
zunehmendem CPV ab.
Durch Entfernen der äußersten Pigmentschicht, die nicht vollständig in dem Polymer eingeschlossen war, wurde ein höherer
Glanz auch bei den Platten mit 40 und 50 CPV erreicht. Diese
stark pigmentierten Platten eignen sich in hervorragender ?/eise zur Verwendung als "Schreibtafeln", d.h. zum Beschreiben
- 53 609843/1104
mit Kreide und zud Löschen mittels einem 'laich. Außerdem, führten
diese iafeln nicht zu einen Quietsch-Eratz-Laut beim Beschreiben.
Eine Acryldispersion wurde mittels vierstufiger ü-uulsionspolymerisation,
mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt:
Cfewichtsteile
Hethylmetliacrvlat 35 C 280
ButylEcrylat 5C f>
400
:.:ethacrjleäure 15 >; 120
tertiäres Oodecyl-
merc8,ptan 4,4 (90 ;;)
!Tat r iuml aur y 1 sulf at 8
Kaliumpersulfat 5
ITatriumpersulfit 2,5
destilliertes '.7s,sser 1200
Die üeilchengrcße betrug 0,2 pm.
Der pH-v.ert der Dispersion v/urde auf 9 eingestellt, während
Ti asser gleichzeitig hinzugefügt wurde, so daß eine wässrige
Lösung mit hoher Viskosität und mit 18 f> Trockensubstanz erhalten
wurde. Diese Lösung wurde nachfolgend für zwei Zwecke verwendet: als temporäres Bindemittel und als Eindicker.
- 54 609843/1 104
•is-
Dies erxcl^te durch Addition zu der ilauptbiiidemitteldispersion
geiiiäß Beispiel 1 bis zu einer Menge entsprechend 10 ψ
des !IrockeiTvolumens. Das erhaltene Gemisch wurde mit einer
Bürste s.uf eine Holzplatte bis zu einer Dicke entsprechend einer trockenen und behandelten Beschichtung mit einer Dicke
von 25 um aufgebracht.
Die Platte wurde bei Raumtemperatur getrocknet. Die erhaltene
Pulverbeschichtung; haftete gut an dem Basismaterial. Die
Behandlung mit dem Lösungsmittel erfolgte durch Einblasen eines Gasgemisches durch eine Düse im Abstand von 10 - 30 mm
von der Oberfläche des Pulvers und unter rechtem Y;inkel zu
dieser, v.obei das Gasgemisch aus einer azeotropen Mischung zwischen Äthylacetat und iithanol (Verhältnis 69/31) und Stickstoff
gas bestand. Diese G as mis chung wurde durch ".Einblasen von
Stickstoffgas in siedende !flüssigkeit von Äthylacetat/ilthanol
mit einem Verhältnis von 69/51 erhalten. In diesem Beispiel
war die iemperatur des Gasgemisches gleich dem Siedepunkt des
czeotropen Gemisches (72 C). Außerdem betrug das Verhältnis
Stickstoffgas/Lösungsmitteidampf in diesem Pail 1/1.
ITach der Behandlung wurde eine harte, durchscheinende FiImbeschichtung
auf der Holzplatte erhalten.
■- 55 609843/1104
Sin Gemisch ν,-urde hergestellt aus einem temporären Bindemittel
gemäß Beispiel 1 (45 r> .Vascerclispersion) und einer Dispersion
mit harten, kleinen leuchen, se cci das ter-rer^re Zir.ismittel
10 Jj des Srockenvolumens bildete. Die Piilverdisrert-ici;
wurde durch fünfstufige Emulsionspolymerisation mit iclgender
Zusammensetzung hergestellt:
G-ewichtsteile
Methylmethacrylat 980
Methacrylsäure 20
Berol 755 - Phosphat-
emulgator 50 (40 f>)
Kaiiumpersulfat 2
Destilliertes 7/asser 1200
Die Teilchengröße betrug 0,"18 um und wurde durch !Extinktionsmessung
bestimmt. Diese Bestimmungsmethode für die Teilchengröße
berücksichtigt sehr stark die großen Teilchen in dem System entsprechend dem mittleren Durchmesser =
ni
Di
wobei ni = Zahl der Teilchen mit dem Durchmesser Di. Das Molekulargewicht
war e/b'v/a 800 000. Das G-emisch wurde mit einem Eindicker
des Polyurethan-Typs eingedickt, von dem zwei Teile
x Yerdickungsmittel D von Bayer
- 56 -609843/11O
10 ^iger Lösung pro 100 Dispersionsmischungsteilen mit 40 f>
Trockensubstanz hinzugefügt wurden.
Der Anstrich wurde mit einer Bürste auf einer Stahlplatte
bis zu einer Sicke entsprechend einer 30 um getrockneten und
behandelten Beschichtung aufgebracht.
Die Trocknung erfolgte bei 'Raumtemperatur während 5 Stunden.
Die Behandlung der Lösung erfolgte durch das Aceton, das durch 1 Jsiges hochmolekulares Polymethylmethacrvlat eingedickt war,
das mit einer Membransprühvorrichtung auf eine sehr dünne Schicht aufgesprüht wurde. Mach 5 Minuten bei Raumtemperatur
vvurde das verbliebene Lösungsmittel in einer Heizkammer bei
6O0C während 50 Minuten abgetrocknet. Eine durchscheinende,
glatte und gut anhaftende Beschichtung wurde erhalten. Keinerlei Anzeichen von Host konnten auf der Stahlplatte unter der
Beschichtung gefunden werden. Dies liegt vermutlich daran, daß die Dispersion mit dem Kauptbindemittel einen Phosphat emulgator
mit korrosionshemnender Wirkung enthielt.
Bin Gemisch der Dispersion, die das temporäre Bindemittel gemäß Beispiel 1 auf 8 ;>■ des Ϊrockenvolumens des G-emischs enthielt,
und der Dispersion mit dem Hauptbindemittel wurde hergestellt. Die letztere Dispersion wurde durch eine fünfstufige
Emulsionspolymerisation mit den folgenden Komponenten hergestellt;
609843/1104
-SZ*
Gewichtsteile
Liethylmethacrylat 800
Laurinsäure 6,4
Anraoniunp er sulfat 1
Konzentrierte ITH,-Lösung 12,5
Destilliertes Sasser 1180
Die Teilchengröße betrug 0,30 pm der monodispersen üieilul'ien.
Die Eindickung erfolgte mit einen Acryleindicicer gemäß
Beispiel 3· Der Anstrich wurde ir.it einer Bürste auf einer
Glasplatte bis zu einer Licke entsprechend 50 um trockener und behandelter Beschichtung aufgebracht. Die Platte wurde in
einer Heiskaamier bei 5C0C während 4 Stunden getrocknet. Lie
Behandlung mit den Lösungsmittel erfolgte mit der Vorrichtung
gemäß Beispiel 1 mit lie thy lenke ton bei seinen Siedepunkt
(79j6°C) während 20 Sekunden. Eine harte, durchscheinende,
hochglänzende Beschichtung wurde erhalten.
5 >i des Irockenvolumens der temporären Bindemitteldispersion
gemäß Beispiel 1 wurden mit einer Hauptbindemitteldispersion
mit 40 io Erockensubstanz und -Teilchen mit einer Größe von 0,6 ue
vermischt. Diese Dispersion wurde durch eine zweistufige Emulsionspolymerisation mit den folgenden Komponenten hergestellt
:
- 58 809843/1104
-5S-
G-ewichtsteilo
Llet^-lmethacryla-t 712
ϊν/een 20 (siehe Beispiel 1) 21,4
Ammoniumpersulf at 0,55
Konzentrierte Ammoniaklösung 0,6
Die Mischung wurde eingedickt und auf einer Glasplatte gemäß Beispiel 8 aufgebracht. Lie Di:vke entsprach einer trockenen,
behandelten, 90 μη dicken Beschichtung. Die Trocknung erfolgte
wie bei Beispiel 8. Die Behandlung mit dem Lösungsmittel erfolgte während 30 Sekunden gemäß Beispiel 8. Ebenfalls
erfolgte die ITachtrocknung gemäß Beispiel 8. Eine dicke, gleichförmige, glänzende, durchscheinende Beschichtung wurde
erhalten.
B^eispiel Ij)
Eine Mischung von 5 V= auf dem iL'rockenvolumen des temporären
Bindemittels in Dispersion mit einer Trockensubstanz von 40 fo
und einem in '.Yasser suspendierten Pulver mit einer Teilchengröße
von etwa 15 um wurde hergestellt. Das temporäre Bindemittel
"wurde hergestellt durch Emulsionspolymerisation mit den folgenden Komponenten:
G-ewichtsteile
Äthylacrylat 93 $ 744
Methacrylsäure 7 $ 56
ITichtionischer Emulgator x 18
x Berol 09 von Berol Kemi AB
6"0 9 8 4 37 ^9I 0 4
-«Γ
Gewichtsteile
Zaliumpersulfat 4
IT atriumpyrc sulfit 2
Destilliertes '.V ass er 1200
Sas Pulver wurde iiergestellt durcii Zet"cenpol.ymerisation von
Styren. Das temporäre Bindemittel konnte auch als Eindicker
wirken, v/ob ei der pH-Wert mit konzentrierter .Ammoniaklösung
auf S erhöht wurde. Das Gemisch wurde mit einer Bürste auf einer Eternitplatte aufgebracht bis zu einer Dicke entsprechend
einer trockenen, behandelten, 60 jam dicken Beschichtung.
Die Irockiiung erfolgte bei 6O0C in einer Heizkammer während
2 Stunden. Die Behandlung mit Lösungsmittel erfolgte mit Llethylenchlorid in flüssiger Form, das durch 1 fSiges, hochmolekulares
Pol^metiiylmethacrylat eingedickt war. Diese Lösung
wurde mit einer Bürste bei Raumtemperatur zu einer dünnen Schicht aufgebracht. IT ach 20 Minuten bei Raumtemperatur wurde
eine durchscheinende Beschichtung erhalten, die bei Raumtemperatur während 2 Stunden nachgetrocknet wurde. Die endgültige
Beschichtung war hart, glatt und haftete gut an dem Basismaterial.
Sin G-emisch aus 2 f>, bezogen auf das 'Trockenvolumen, des
temporären Bindemittels gemäß Beispiel 1 und aus 50 p Wassersusp
snsion von Polymethvlmetliacr'-lat-Seilchen wurde hergestellt,
S 0 9 S 4 3 / 1 1 u L
deren Hauptmenge etwa 20 um Durchmesser aufwies, wobei jedoch
ein erheblicher Teil der Teilchen bis zu 50 um und gelegentlich bis zu 80 um Durchmesser aufwies. Die Eindickung erfolgte gemäß
Beispiel 3· Das Material wurde mit einer Bürste auf Eternit bis zu einer Dicke entsprechend einer trockenen, behandelten,
100 pn dicken Schicht aufgebracht. Die Trocknung erfolgte in
einer Heizkammer bei 600C. Mach dem Abkühlen auf Raumtemperatur
wurde, mittels einer Bürste 1,1,1-Trichloräthan aufgebracht, das
mit 2 %igem, hochmolekularem Copolymer zwischen 70 >ί Methylmethacrylat
und 30 $ Butylacrylat eingedickt wurde. Each 10 Minuten
bei Raumtemperatur wurde die Platte in eine Eeizkammer
bei 70 C für 2 Stunden eingebracht. Eine dicke, glatte, durchscheinende
Beschichtung wurde erhalten.
'Gemische aus der Dispersion mit dem temporären Bindemittel
gemäß Beispiel 1 bis zu 5 f> bezogen auf das Trockenvolumen und
aus Dispersionen mit dem Hauptbindemittel wurden hergestellt. Die Hauptbindemittel entsprachen dem Beispiel 1 (1) sowie einem
Copolymer mit 70$6 'Iethylmethacrylat und 30 $ Butylacrylat (2).
Die letzteren Hauptbindemittel hatten die gleiche Teilchengröße
und vmrden in der gleichen Veise wie (1) hergestellt.
Die Eindickung erfolgte gemäß Beispiel 3· Die Anstriche wurden mit einer Bürste auf Eternitplatten bis zu einer Dicke entcprecliend
40 pm aufgebracht. Die Trocknung erfolgte bei Raum-
- 61 609843/ 1104
temperatur während 5 Stunden. Die Behandlung mit Lösungsmittel
erfolgte mit einer Vorrichtung gemäß Beispiel 1.
Die Lösungsmittel, die Behandlungsdauern und die Ergebnisse
sind in der Tabelle dargestellt. Y;ie aus der Tabelle ersichtlich,
muß das Lösungsmittel entsprechend der Eonomer-Zusanmensetzung
des Polymers gewählt werden. Die Eehandlungsdauer muß
im Hinblick sowohl auf das Lösungsmittel als auch auf die Monomer-Zusammensetzung des Polymers gewählt werden. Ein "zu
schnelles" Lösungsmittel löst das Polymer insgesamt zu schnell an seinem Siedepunkt, was zu einer Abdichtung der Oberfläche
führt, durch die der weiter erforderliche Lösungsmitteldampf nur sehr langsam eindringen kann, und zwar in Form einer kondensierten
Flüssigkeit. Ein "zu langsames" Lösungsmittel löst das Polymer von der Oberfläche des Basismaterials sowie außen
ab, während die Teilchensinterung so langsam vonstatten geht,
daß die Oberfläche matt wird.
- 62 609843/1 104
Lösungsmittel
lthanol
Isopropanol
Meth.vl-
:'■;. tiiVlk't; ton
iio'natylketon
Ä'LüylacGtat
T.ri chlorathylen
Allylacetat/
Λ "Ulm η öl im Verhältnis 69/31
Λ "Ulm η öl im Verhältnis 69/31
.■Uhanol/Toluen j
1.ί.Ί Verhältnis j
1.ί.Ί Verhältnis j
Temperatur bei der Behandlung = S.p. des Lösungsmittels
78,3 97,3
56,2
79,6
115,1
76,7 87,1
71,8 76,7
Beliandlungs-
dauer
in Sekunden
10 10
15 15
10 10
10 10
15 10
5 5
5 5
5 5
10 10
Iver | Aussehen | Bemerkungen | K | zu langsam | ro | t |
1 | matt | CD | ||||
2 | gut | cn | ||||
1 | nicht durchgehend | zu langsam | CO | |||
behandelt | ||||||
2 | gut | |||||
1 | gut | |||||
2 | Oberfläche abgedichtet | zu scimell | ||||
1 | gut | |||||
2 | gut | |||||
1 | nicht durchgehend behandelt |
zu langsam | ||||
2 | gut | |||||
1 | matt | |||||
2 | gut | |||||
1 | gut | |||||
2 | gut | |||||
1 | gut | |||||
2 | gut | |||||
1 | nicht durchgehend | |||||
behandelt | ||||||
2 | gut |
ο co οο
Losungsmittel | Temperatur bei der Behandlung = Cp. des Lö sungsmittels |
Behändlungs- dauer in Sekunden |
Pulver | Aussehen | Bemerkungen | 26159 |
Methyl-äthyl- Ir e t on/Ä' tiiano 1 in 66/34 |
74,8 | 10 10 |
1 2 |
gut Oberfläche abgedichtet |
zu schnell | |
Cyclohexan/ Isopropanol in 67/33 |
68,6 | ' 10 10 |
1 2 |
nicht durchgehend behandelt gut |
zu langsam | |
Cyclohexan/ Aceton in 33/67 |
53 | 10 10 |
1 2 |
nicht durchgehend behandelt gut |
zu langsam | |
n-Propyl- acetat |
101,6 | 10 10 |
1 2 |
nicht durchgehend behandelt gut |
zu langsam | |
n-Butyl-· acetat |
126,6 | 10 10 |
1 2 |
nicht durchgehend behandelt gut |
ZLi langsam (langsam) C" |
|
Cyclohexan | 80,7 | 10 | 1 | nicht durchgehend behandelt |
zu langsam | |
10 | 2 | gut | (langsam) | |||
-Toluen | 110,6 | 10 10 |
1 2 |
matt gut |
zu langsam | |
Methylen chlorid |
39,8 | 10 10 |
1 2 |
gut Oberfläche abgedichtet |
zu schnell | |
1,1,1-Trichlor- äthan |
74 | 15 10 |
1 2 |
gut gut |
||
Um zu bestimmen, wieviel der MFT-V/ert des Hauptbindemittels
oberhalb der verwendeten Trocknungstempera,tur sein sollte, damit das poröse Pulver an dem Basismaterial gut anhaftet und
damit eine glatte Oberfläche erhalten wird, wurden drei Gemische mit temporärem Bindemittel gemäß Beispiel 1 auf 5 ;·-
Trockenvoltimeii hergestellt.
Die Dispersionen mit dem Ilnupfoindernittel waren:
A) Gemäß Beispiel 1 (Iüethylmetliacrylat lediglich als Honorier)
Tr, etwa 1000C.
B) Copolymer zwischen 60 >-Ü- Hetlrylmethacrylat und 40 ^ Eutylacrylat,
hergestellt genau in der gleichen .eise wie das Hauptbinaemittel gemäß Beispiel 1 und mit der gleichen
Teilchengröße wie dieses; MFT-Wert = 410C.
C) Copolymer zwischen 55 £ Methylmethacrylat und 45 >■-.- Butylacrylat
gemäß B) für den Rest; MFT-wert = 260C.
Die Gemische wurden mit der Art und der Menge gemäß Beispiel
5 eingedickt. Aufbringen jedes Gemisches mit einer Bürste auf Glas bis zu einer Dicke entsprechend 25 und 100 um
der getrockneten und behandelten Beschichtung.
- 65 609843/1104
A) A) |
1 | 25 OO |
um um |
B) | 25 | ium | |
B) | 1 | 00 | um |
C) | 25 | um | |
C) | 1 | 00 | um |
Während der trocknung, die "bei 25°0 und bei einer relativen
!Feuchtigkeit von 50 \'i stattfand, wurden die folgenden PulverbeSchichtungen
erhalten:
glatte, weiße Beschichtung ohne Hisse glatte, weiße Beschichtung ohne Risse
glatte, weiße Beschichtung ohne Risse glatte, weiße Beschichtung ohne Risse
teilweise durchsichtige Beschichtung mit Rissen
durchsichtige Beschichtung mit durchgehenden Rissen mit einer Breite von 2 - J mm vom Basismaterial
bis zur Oberfläche
Die Platten wurden dem Lösungsmittel in einer Vorrichtung gemäß Beispiel 1 ausgesetzt.
A) Behandlung mit Iceton während 10 Sekunden und B) und G)
mit Toluendampf während 10 Sekunden: A) mit 25 UDi und 3) mit
25 um und 100 um ergaben glatte, durchsichtige Beschichtungen ohne Risse.
A) mit 100 um konnte nicht behandelt werden, da sich Plättchen der Beschichtung bei der ersten Berührung mit dem Lösungsmitteldampf
ablösten.
C) mit 25 und 100 um ergaben gut haftende Beschichtungen mit
Rissen.
609843/1104
- 66 -
•4 V
Dieses Beispiel zeigt:
1. Der MFT-Wert für das Hauptbindemittel sollte 15°C oberhalb
der verwendeten Irockentemperatur sein.
2. Harte Teilchen haften nicht so gut an dem Basismaterial wie
weiche Teilehen "bei gleichem Gehalt des temporären Bindemittels.
Das Hauptbindemittel und das temporäre Bindemittel sowie deren Verhältnis zueinander müssen daher unter Berücksichtigung
des verwendeten Basismaterials, der Trockenzeit und der Dicke der Beschichtung ausgewählt werden.
Ein Gemisch wurde aus drei Dispersionen A, B und C mit einem Trockenvolumenverhältnis von 50/60/35 hergestellt.
A. Die Dispersion A war das temporäre Bindemittel gemäß Beispiel 1.
B. Die Dispersion B war ein Copolymer zwischen 70 °p Methylmethacrylat
und 30 fo Butylacrylat mit einer Teilchengröße
von 0,40 μη gemäß Beispiel 12.
G. Die Dispersion C wurde durch fünfstufige Emulsionspolymeri-
609843/1104
- 67 -
sation mit den folgenden Komponenten hergestellt:
Gewi ciits teile
Kethylmethacrylat 546 91 <i
Methacrylsäure 54 9 $
ITatriumlaurvlsulfat 6
Hichtionischer Emulgator x 12
Ammoniumpersulfat " 0,5
I/inatriumhydrogenphosphat 3
Destilliertes Wasser 900
Die Teilchengröße betrug 0,1 um.
Das Gemisch wurde eingedickt mit der Menge und der Art gemäß Beispiel 7· Es wurde mit einer Bürste auf Masonitplatten
bis zu einer Dicke entsprechend einer getrockneten, behandelten, 30 um dicken Beschichtung aufgebracht. Die Trocknung erfolgte
bei Raumtemperatur. Die Behandlung mit Lösungsmittel erfolgte mit einem azeotropen Dampfgemisch aus 1thylacetat
und Wasser (92/8) in einer Vorrichtung gemäß Beispiel 1 während 12 Sekunden. ITach dem Trocknen bei Raumtemperatur während
5 I-Iinuteii wurde eine durchsichtige, hochglänzende, harte,
glatte und gut haftende Beschichtung erhalten.
Gemische wurden hergestellt aus 5 i° berechnet auf das
Trockenvolumen des temporären Bindemittels gemäß Beispiel 1
x Berol 09 von Berol Kemi AB
60 98437 fi OA
und aus Teilchendispersionen mit verschiedenen !!engen Acrylnitril
gemäß der Tabelle.
Die Eindickung erfolgte gemäß Beispiel 2. Das Material wurde auf eine Stahlplatte "bis zu einer Dicke entsprechend einer
getrockneten, "behandelten, 25 pm dicken Beschichtung aufgesprüht.
Die Trocknung erfolgte "bei Raumtemperatur. Die Behandlung
erfolgte mit Aceton für A und B während 10 "bzw. 20 Sekunden
in einer Vorrichtung gemäß Beispiel 1. Für G wurde eine
■Vorrichtung gemäß Beispiel 6 verwendet, in der Dirnethylformamiddampf
+ Stickstoffgas im Verhältnis 1:1 "bei einer Temperatur
von 1520C auf die Beschichtung aufgeblasen wurde. Die
ITachtroeknung erfolgte in einer Heizkammer bei 8O0C während
1 Stunde, und danach die Abkühlung auf Raumtemperatur.
!.!ethyl- Acryl- Andere
methacrylat nitril Ilonomere
Art
78
20 58
100
Teilchen größe
2-Methacryl- Emulsions- 0,25
saure
polymer
um
2~Methacryl- Emulsions- 0,25 säure, polymer μηι
40-Butylacrylat
Fällungs- 10-40 polymer um
Emulgator
nichtionisch
nichtionisch
Anhäufung
poröser
Teilchen
- 69 609843/11OA
-ίο ·
Die erhaltenen 3eSchichtungen waren durchsichtig, glatt
und glänzend. Die Adhäsion an der Platte und die Earte des
Films v: fir en so gut, da3 die Platte bis zu sehr spitzen Winkeln
umgebogen werden konnte, ohne daß die Beschichtung beschädigt
wurde.
Ein G-emisch wurde aus einer Dispersion, bestehend aus
95 i- Methylmethacrylat
5 ;j G-lycidylmethacrylat
sowie aus anderen Komponenten und nach dem Verfahren wie i'ür
das Eauptbindemittel gemäß Beispiel 1 und aus einem temporären Bindemittel gemäß Beispiel 5 zu 3 Ψ bezogen auf das Srockenvolumen
des letzteren Kittels hergestellt. Die Eindickung erfolgte gemäß Beispiel 2. Das G-emisch wurde auf Aluminiumpiatten
bis zu einer Dicke entsprechend einer 35 pm dicken, retrockneten
und behandelten Beschichtung aufgesprüht. iTs.ch dem
Trocknen bei Raumtemperatur wurden die Platten mit Acetondampf während 10 Sekunden gemäß Beispiel 1 behandelt. Die nachbehandlung
erfolgte in einer !Trockenkammer bei 1200C während
30 Minuten. Eine Untersuchung der Vernetzung der Beschichtung
wurde mit flüssigem .Aceton bei Raumtemperatur während 1 Stunde
durchgeführt. Die Beschichtung quoll überhaupt nicht auf, was zeigt, daß die Vernetzung zwischen den Oxirangruppen während
der Wärmebehandlung nach der Behandlung mit dem lösungsmittel erfolgte.
- 70 609843/1 104
Gemische wurden hergestellt aus temporären Bindemitteln gemäß
Beispiels 1 in Mengen entsprechend 5 ?° besogen auf das Trockenyolumen und aus Dispersionen mit Copolymereh mit
Methacrylsäure nach folgender Tabelle:
Methyl- Methacryl- Andere Trocken- Teilchen- Emulgator
methacrylat säure Monomere substanz größe
A | 71 | 4 | 25 Butyl- acrylat |
45 | 0,25 | nicht ionisch |
B | 91 | 9 | — | 40 | 0,1 | anionisch + nicht- ionisch |
C | 42 | 15 | 43 Butyl- acrylat |
40 | 0,1 | anionisch + nicht- ionisch |
Die Eindickung erfolgte gemäß Beispiel 2. Die Gemische wurden auf Glas bis su einer Dicke entsprechend 20 pm bei getrockneter,
behandelter Beschichtung aufgesprüht. Nach dem Trocknen bei Raumtemperatur erfolgte die Behandlung mit Acetondampf während
10 Sekunden gemäß dem Verfahren bei Beispiel 1.
lach 10 Minuten Trocknung bei Raumtemperatur wurde eine durchsichtige, harte Beschichtung, die gut an dem Basismaterial
anhaftete, erhalten.
— 71 — 609843/1 104
Ein G-emisch wurde hergestellt aus
a) 5 ;ϊ bezogen auf das Trockenvolumen des temporären Bindemittels
gemäß Beispiel 1,
b) 75 /3 bezogen auf das Srockenvolumen einer Dispersion mit
der monomeren Zusammensetzung
90 $ Methylmethacrylat
10 ψ> 2-Athyl-hexylacrylat,
sowie mit anderen Komponenten und mit dem Verfahren gemäß
dem Hauptbindemittel nach Beispiel 1.
c) Eine Pigmentpaste mit Titandioxidpigment mit einer Konzentration
des Pigmentvolumens (CPV) von 20 mit der Zusammensetzung
G-ewichts teile
Titandioxid RFCX
von Kronos Titan 370
Destilliertes Wasser 347
Orotan 731X 25 1= 13
ITi ent ionischer Emulgator
Berol 09 der Berol Kemi AB 3
Antischäumungsmittel H:10
der Dow 50 fi 4
Der Anstrich, für den kein weiterer Eindicker erforderlich war, wurde mit einer Bürste auf einer Eternitplatte bis zu
x Eöhm und Haas
- 72 -609843/1 104
einer Dicke entsprechend 35 pm trockener, behandelter Beschichtung
aufgebracht. Die Trocknung erfolgte bei Raumtemperatur. Die Behandlung erfolgte während 20 Sekunden in Acetondairpf in
einer Vorrichtung gemäß Beispiel 1. Die Hachtrocknung erfolgte
bei Raumtemperatur während 2 Stunden. Eine hochglänzende, glatte, vollständig abschließende und gut anhaftende Parbbeschichtung
wurde erhalten.
Sin Gemisch vmrde hergestellt a.us
A) 5 ϊ besogen auf das Trockenvolumen des temporären Bindemittels
in Dispersion gemäß Beispiel 1.
5) SO ;ί bezogen auf daa Irockenvolumen einer Dispersion mit
der monomeren Zusammensetzung von 70 ia Methylmethacrylat,
30 % Athylacrylat und anderen Komponenten nach dem Verfahren
für das Eauptbindemittel gemäß Beispiel 1.
C) L-ine Pigmentpaste luit rotem Eisenoxidpigment mit einem
CPV-i.ert von 15, sowie andere Komponenten der Paste wie
für die Paste gemäß Beispiel 5·
Das Gemisch, vurde gemäß Eeispiel 2 eingedickt und auf
einer Holzspanplatte bis auf eine Dicke entsprechend 30 um aufgebracht. Die Trocknung erfolgte bei Raumtemperatur. Die Behandlung
erfolgte in einer Vorrichtung gemäß Beispiel 1 mit Acetondampf. Hach Trocknung während 1 Stunde bei Räumtempera-
6098A3/!i 0
tür wurde eine hallte, £ut haftende, glänzende, glatte Beschichtung
erhalten.
Ein Gerlisch aus 5 i- "bezogen auf das Trockenvolunt-n der
temporären Bindemitteidispersion gemäß Beispiel 1 und aus der
Dispersion mit der monomeren Zusammensetzung von S5 ,'- Methy1-metha,crylat
und 5 cr- Eydroxy-äthylacrylat wurde hergestellt.
Biese letztere Dispersion vmrde in der gleichen V-:eise v/ie das
Hauptbiiidemittel gemäß Beispiel 1 hergestellt. Dem Gemisch
wurde ein Eindicker gemäß Beispiel 2 hinzugefügt. Das Gemisch.
*.vurde auf Glasplatten "bis zu einer Dicke entsprechend einer
50 um dicken, getrockneten, "behandelten Beschichtung aufgesprüht.
Die !'roclaiung erfolgte "bei Fuiumtempers/tur. Die Behandlung
erfolgte durch Aufbürsten von Methyl-äthy!keton mit
A) 13 f* Desnodur Έ 75X und 0,5 cß>
DiDTityl-Zinn(IV)-dil&ureut
B) 15 i- Desmodur IT 75X
0) Methyl-äthylketon
Die Trocknung erfolgte bei Raumtemperatur.
In allen Fällen wurden durchsichtige BeSchichtungen erholten.
24 Stunden nachdem das Lösungsmittel aufgebracht .-.'orden
ist, wurden die Beschichtungen mit flüssigem Aceton unter-
xVon Bayer
- 74 609843/1104
sucht. Bei Anwendung von Aceton war ±m EaIl A) kein Aufquellen
festzustellen: B) quoll etv.&.ö auf und G) v/ar vollständig löslich.
In den beiden Pällen A) und B) hatte dciier eine Vernetzung
zwischen den Isocyanat-G-ruppen in dec: Desmodur 75 und den
Hydroxyl-G-ruppen in dem Polymer stattgefunden. Die Vernetzung
hatte bei Raumtemperatur stattgefunden.
Ein Gemisch aus 10 /S bezogen auf das Srockenvolumen des
temporären Bindemittels gemäß Beispiel 1 und aus einer Dispersion mit 90 $ Methylmethacrylat und 10 c/o Di ac et on-acrylamid
in den anderen Komponenten wurde mit dem Verfahren für das Hauptbindemittel gemäß Beispiel 1 hergestellt. Das G-emisch
wurde gemäß Beispiel 3 eingedickt. Es wurde auf Stahldraht durch dessen Eintauchen in dem G-emisch aufgebracht. Dies wurde
derart ausgeführt, daß der Draht in einer langsamen, kontinuierlichen Bewegung in einem Bogen durch das Bad mit dem
G-emisch bewegt wurde. Die Trocknung erfolgte bei Raumtemperatur während 2 Stunden. Die Behandlung erfolgte dadurch, daß
der Draht in einer langsamen, kontinuierlichen Bewegung sich durch Dampf mit dem azeotropen G-emisch von 92 $ Äthylacetat
und 8 ρ Yiasser bei seinem Siedepunkt (70,40C) bewegte. Die
Aufenthaltsdauer in dem .Dampf betrug etwa 15 Sekunden. Die Trocknung erfolgte bei Raumtemperatur während 1 Stunde. Eine
durchsichtige, glatte, hochglänzende Beschichtung wurde erhalten. Der Draht konnte stark gebogen werden, und die Beschichtung
wurde weder gelöst noch beschädigt.
60 9 8437 T^j (H
Ein Gemisch aus 5 "/■ "bezogen auf das Trockenvoluiaen einer
Dispersion mit temporärem Bindemittel C3-emaß Beispiel 1 und aus
Eauptbindemitteldispersionen mit Polystvreii wurde gemäß der
folgenden Tabelle hergestellt.
Styren Andere Emulgator Teilchengröße Trocken-IJo no mere substanz
A 1CC fr ' Entsprechend Hauptbindemittel
bei Beispiel 1
3 80 fi 2-Äthyl- Entsprechend Hauptbindemittel
hexyl- bei Beispiel 1 acrvlat
20 i*
20 i*
Die Gemische wurden gemäß Beispiel 3 eingedickt und auf
Masonitplatten bis zu einer Dicke entsprechend 40 um bei getrockneter,
behandelter Beschichtung aufgebracht. Die Trocknung erfolgte bei Raumtemperatur. Das Material wurde mit Lösungsmitteln
in einer Vorrichtung gemäß Beispiel 6 mit Lösungsmitteldampf an seinem Siedepunkt mit dem Yerhältnis Dampf/
Stickstoffgas = 1/1 behandelt, und die Ergebnisse sind in der
folgenden !Tabelle dargestellt:
- 76 609843/1 104
Ireon 11 ^ sehr lang«am, wirkt jedoch
_, „ ΛΛΟ A außerordentlich gut nach 10 sek Behänd -
üreon 11Z B „ lungsdauer
ttreon 113 |
n-Heptan £ ™irlct sellr
Tetra- A außerordentlich gut nach 10 sek Behänd
hydrofuran B " lungsdauer
lach 2 Stunden -Trocknung "bei 7O0G ergaben die Platten, die
mit ÜPreoii 11, Freon 112 und Tetrsiiydrofuran behandelt worden
waren, vollständig durchsichtige, harte, glänzende, gut haftende Beschiehtungen.
Ein Gemisch wurde hergestellt aus 5 f° "bezogen auf das
Trockenvolumen des temporären Bindemittels gemäß Beispiel 1 und aus einer Dispersion mit 70 "ja Methylmethacrylat, 30 °ß>
Butylacrylat und 0,1 $ des Monomers des tertiären Dodecylmercaptans.
Die anderen Komponenten und das Verfahren waren wie "beim Hauptbindemittel gemäß Beispiel 1. Oas Gemisch wurde
gemäß Beispiel 2 eingedickt und auf einer Glasplatte mit einer Bürste bis auf eine Dicke entsprechend 15 pm bei getrockneter,
behandelter Beschichtung aufgebracht. Die Trocknung erfolgte bei Raumtemperatur. Die Behandlung erfolgte mit MethyIisobutylketon-Dampf
bei seinem Siedepunkt (76,7°0) während 15 Sekunden. Die ITachtrocknung erfolgte während 60 Minuten bei Raumtemperatur.
Das niedrige Molekulargewicht des Hauptbindemittels auf
- 77 609843/1104
Grund des zugefügten Mercaptans führte dazu, daß eine gute
1? ließ belegung stattfand, selbst in dieser dünnen Beschichtung
und mit einer derartig, großen Teilchengröße in den Htuptbindetiittel
(0,4 um) . Eine ^lä_tte_, hochglänzende, durchsichtige Beschichtung
wurde erhalten.
Bin Gemisch wurde hergestellt aus 5 ",- bezogen auf 5.en
Trockengehalt eines temporären Bindemittels gemäß Beispiel 1
und aus einer Dispersion mit der monomeren kto säume ns etzung vo;
98 ?i Methylmethacrylat und 2 >;i eines üV-absorbierenden ί,Ιοιιο-aers
gemäß
0 OH
= C - COO
2 ^-Dihydroxy-benzophenon-methacrylat.
Die anderen Bestandteile und das Verfahren entsprechen dem
Hauptbindemittel gemäß Beispiel 1.
Das Gemisch wurde in eine Petrischale bis zu einer !Dicke
entsprechend 50 um einer trockenen, behandelten Beschichtung geschüttet. Ein Referenzversuch wurde mit dem Gemisch gemäß
Beispiel 1 durchgeführt. Die zwei getrockneten Pulverbeschich-
- 78 609843/1 1O
ken wurden mit Athylacetat "bei Eaumtemperatur behandelt.
3iach dein Trocknen wurde die UV-Absorption in einem Spektrophotometer
"bei verschiedenen Y-'ellenlängen gemessen. Die Messungen
wurden direkt auf Filmen durchgeführt, nachdem diese
von dem Glas abgenommen worden waren, ohne daß diese in dem Lösungsmittel gelöst wurden. Die Transmissionswerte, umgerechnet
auf genau 50 pm filmdicke nach dem Lambert-Beers-Gesetz, können aus der Tabelle entnommen werden.
7/eilenlänge mn f>
UV-Transmission abs. y>
Bezugs-
Polymerfilm transmission
290 | 0,64 | 39,6 |
300 | 2,94 | 49,5 |
310 | 2,94 | 49,5 |
325 | 1,44 | 63,7 |
340 | 1,44 | 66,8 |
355 | 7,73 | 70,9 |
370 | 41,0 | 71,8 |
385 | 72,8 | 72,7 |
400 | 74f7 | 72,9 |
425 | 77,9 | 73,2 |
500 | 80,5 | 74,3 |
wie aus der Tabelle entnommen werden kann, war die UV-Transmission
wesentlich mit diesem Polymer für Yieilenlängen
unterhalb 370 nm reduziert.
- 79 609843/1104
Ein Gemisch wurde hergestellt aus 5 7? "bezogen auf das
Trockenvolumen eines temporären Bindemittels gemäß Beispiel 1
und aus einem Hauptbindemittel gemäß Beispiel 1. Das Gemisch
"wurde uneingedickt auf engmaschig gewebtes, imprägniertes Gewebe mit einer Bürste aufgebracht. Unmittelbar danach wurden
Garbοrund-Körner auf die Dispersionsbeschichtung au einer fast
abdeckenden Einfachschicht aufgestreut. Die Dispersion orientierte
sich selbst um die Körner, so daß optimaler Gebrauch von dem Bindemittel im Hinblick auf die Befestigung der Körner
gemacht wurde. Die Trocknung erfolgte in einer Heizkammer bei 40wC während 2 Stunden. Die Behandlung mit Lösungsmittel erfolgte
in einer Torrichtung gemäß Beispiel 1, wobei Acetondampf bei seinem Siedepunkt während 10 Sekunden einwirkte. Die ITachtrocknung
erfolgte während 2 Stunden bei Raumtemperatur. Mit einem Mikroskop konnte festgestellt werden, daß die Körner in
der Polymerschicht bis zu etwa 65 $ der Kornhöhe eingebrannt
waren. Die Körner hafteten sehr gut, und das Material war zu Polier zwecken sehr gut geeignet.
Ein Gemisch wurde hergestellt aus 5 i° bezogen auf das
Trockenvolumen eines temporären Bindemittels gemäß Beispiel 1, aus einem Hauptbindemittel mit 100 $ Äthylmethacrylat und aus
anderen Komponenten, wobei die Trockensubstanz und das "Verfah-
- 80 -
609843/1104
ren wie beim Hauptbindemittel gemäß Beispiel 1 waren. Das Gemisch
wurde eingedickt mit 0,5 Teilen pro 100 Teilen 40 tigern
Dispersionsacryleindicker2", und der pH-Wert wurde mit konzentriertem
Ammoniak auf 9 eingestellt. Das Gemisch wurde auf einer Gipsplatte auf der Pappe zu einer Dicke entsprechend 60 tun bei
einer getrockneten, behandelten Beschichtung aufgebracht. Unmittelbar danach wurden dekorative, mineralische Körner von
etwa 1 mm aufgestreut, so daß sie etwa 5 cp der Fläche abdeckten.
lach dem Trocknen bei Raumtemperatur wurde die Platte mit
flüssigem Methylenchlorid behandelt, das mit 1 tigern, hochmolekularem
Polymetiiylmethacrylat eingedickt war und bei Raumtemperatur
aufgebürstet wurde. -Nach dem Trocknen während 30 Minuten
bei Raumtemperatur wurde eine dekorative Oberfläche mit gut haftenden, mineralischen Körnern in einer glänzenden, durchscheinenden
Beschichtung erhalten.
Ein Gemisch wurde hergestellt aus 5 $ des temporären Bindemittels
gemäß Beispiel 1 und aus 95 i-· des Hauptbindemittels mit
der monomeren Zusammensetzung von 85 '/£ Methyl me thacryl at und
15 i° Butylacrylat sowie mit anderen Komponenten sowie nach dem
Verfahren für das Hauptbindemittel gemäß Beispiel 1.
x Rohagit SD-15 von Röhm
- 81 -609843/1 104
Diesem Gemisch wurden 40 !eile pro 100 Seile Dispersionsgemisch einer Emulsion hinzugefügt, bestehend aus
10 --ο Benzylperosid
10 1P nichtionischer Emulgator Berol 09 der
Berol Kemi AB
80 °,ί Wasser.
Das Gemisch wurde gemäß Beispiel 3 eingedickt und auf Glasplatten bis zu einer Dicke entsprechend 60 um einer getrockneten,
behandelten Beschichtung aufgebracht. Die !Trocknung erfolgte
bei Raumtemperatur. Die Behandlung mit Lösungsmittel erfolgte
in einer Vorrichtung gemäß Beispiel 1. In dieser Vorrichtung
wurde Methylmethacrylat mit einem Additiv von 0,1 /0
Hydrochinon zum Sieden gebracht.
Die Glasplatten wurden dem monomeren Dampf während 3 bzw.
15 Minuten ausgesetzt. Danach wurden die Glasplatten unmittelbar in abgedichtete Glasbehälter mit geringem Luftvolumen eingebracht,
die v/iederum sofort in eine Heizkammer bei 75°C für
1 Stunde eingebracht wurden. Each dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurden hochglänzende, gut haftende, durchsichtige, harte
Beschichtungen erhalten. Die gemessenen Dicken waren 150 um bei einer Behandlung von 3 Minuten und 500 um bei einer Behandlung
von 15 Minuten. Dies zeigt, daß der Hethylmethacrylat-Dampf
am Siedepunkt sowohl als Lösungsmittel für die Pulverbeschichtung
dient als auch so reagiert, daß Adhäsion erhalten wird.
- 82 -
609843/1104
-S3
Gemische wurden hergestellt aus 5 $ "bezogen auf das Trockenvolumen
des temporären Bindemittels gemäß Beispiel 1 und
1. dem Haupfbindemittel gemäß Beispiel 1
2. dem Haupfbindemittel gemäß Beispiel 1+15 CPV schwarzes
Eisenoxidpigment
3. dem Haupfbindemittel mit einem Copolymer von 15 f° Butylacrylat
und 85 $ Me thy lme thac ry lat sowie mit anderen Komponenten
und gemäß dem Verfahren für das Haupfbindemittel gemäß Beispiel 1
4. wie 3·? jedoch mit 15 CPV schwarzen Eisenoxidpigments.
Die G-emische wurden gemäß Beispiel 3 eingedickt und mit
einer Bürste auf Eternitplatten his zu einer Dicke entsprechend
40 um einer getrockneten, "behandelten Beschichtung aufgebracht.
Die Trocknung erfolgte bei Raumtemperatur. Die Behandlung erfolgte
in einer Vorrichtung gemäß Beispiel 1 mit Methyläthy1-keton-Dampf
während 20 Sekunden. Die Hachtrocknung erfolgte "bei
Raumtemperatur. Zum Vergleich wurde auch eine Eternitplatte mit einer "bekannten Acrylat-Dispersionsbeschichtung vorbereitet.
Dieser Anstrich bestand aus einer Dispersion mit einem Copolymer zwischen Methylmethacrylat und Butylmethacrylat mit einem
MFT-Wert von 280C. Außerdem war schwarzes Eisenoxid mit einem
CPV-Wert von 15 enthalten. Dieser Anstrich wurde auf einer Platte bei 4O0C aufgesprüht. Die Platten wurden ebenfalls bei
400C in einer Heizkammer getrocknet. Alle Platten wurden für
drei Tage in Wasser bei Raumtemperatur konditioniert. Danach
- 83 &0 9 8Λ3/1 1(H
wurden sie einem G-efrier-Auftau-Test unterworfen, wobei die
Platten vollständig in einem Eisblock eingefroi-en und danach
wieder abgetaut wurden, wobei Wasser bei Raumtemperatur über die Platten lief. Jeder Zyklus bestand aus 20 Stunden Einfrieren
in einem Gefriergerät, gefolgt von einem vierstündigem
Auftauen in Wasser und Beurteilen des Aussehens der Platten.
Das Versuchsergebnis zeigte, daß die Vergleichsproben während fünf Zyklen unbeeinflußt waren, worauf Risse und Blasen
in dem Film auftraten.
In der Probeplatte 3 traten Risse nach 25 Zyklen auf. Die
Platten 1, 2 und 4 waren nach 30 Zyklen noch vollständig unbeeinflußt.
Ein Gemisch wurde hergestellt aus drei Dispersionen, von
denen die eine das temporäre Bindemittel nach Art und Menge gemäß Beispiel 16 war.
Die Dispersionen mit dem Hauptbindemittel waren verschiedenartig, und zwar
A) Hauptbindemittel mit Oxiran-G-ruppen gemäß Beispiel 16.
- 84 609843/1104
• MT ·
B) Hauptbindemittel mit Carboxylsäure-Gruppen gemäß Dispersion
A in Beispiel 17.
Die Verhältnisse der Gemische der Dispersionen A und B waren derart, daß das Molekularverhältnis der Oxiran-Gruppen zu
den Carboxylsäure-Gruppen 1:1 war. Das Gemisch wurde gemäß
Beispiel 2 eingedickt und auf Äluminiumplatten bis zu einer
Dicke entsprechend 35 um einer getrockneten, behandelten Beschichtung aufgebracht. Die Trocknung erfolgte bei Raumtemperatur während 3 Stunden. Die Platten wurden in einer Vorrichtung gemäß Beispiel 1 für 10 Sekunden Acetondampf ausgesetzt« Danach wurden sie getrocknet und in einer Heizkammer bei 120 während 3 Stunden gehärtet. Ein Test der Vernetzung der Beschichtung wurde mit flüssigem Aceton bei Raumtemperatur während 1 Stunde durchgeführt. Die Beschichtung quoll unbedeutend an, was zeigt, daß eine Vernetzung zwischen den Oxiran- und
den Carboxylsäure-Gruppen während der Erhitzung nach der Behandlung mit dem Lösungsmittel stattfand.
Beispiel 2 eingedickt und auf Äluminiumplatten bis zu einer
Dicke entsprechend 35 um einer getrockneten, behandelten Beschichtung aufgebracht. Die Trocknung erfolgte bei Raumtemperatur während 3 Stunden. Die Platten wurden in einer Vorrichtung gemäß Beispiel 1 für 10 Sekunden Acetondampf ausgesetzt« Danach wurden sie getrocknet und in einer Heizkammer bei 120 während 3 Stunden gehärtet. Ein Test der Vernetzung der Beschichtung wurde mit flüssigem Aceton bei Raumtemperatur während 1 Stunde durchgeführt. Die Beschichtung quoll unbedeutend an, was zeigt, daß eine Vernetzung zwischen den Oxiran- und
den Carboxylsäure-Gruppen während der Erhitzung nach der Behandlung mit dem Lösungsmittel stattfand.
Ein Gemisch wurde hergestellt aus 95 $ bezogen auf den
Trockengehalt des Hauptbindemittels mit Carboxylsäure-Gruppen gemäß Dispersion A in Beispiel 17 und aus einem temporären
Bindemittel mit 30 c/a Glycidylmethacrylat und 70 °β> Äthylacrylat, und zwar mit dem Verfahren für das temporäre Bindemittel gemäß Beispiel 1. Das Gemisch wurde gemäß Beispiel 2 eingedickt
Trockengehalt des Hauptbindemittels mit Carboxylsäure-Gruppen gemäß Dispersion A in Beispiel 17 und aus einem temporären
Bindemittel mit 30 c/a Glycidylmethacrylat und 70 °β> Äthylacrylat, und zwar mit dem Verfahren für das temporäre Bindemittel gemäß Beispiel 1. Das Gemisch wurde gemäß Beispiel 2 eingedickt
- 85 609843/110
und auf eine Aluminiumplatte bis auf eine Dicke entsprechend 35 um einer getrockneten, behandelten Beschichtung aufgebracht,
!lach dem Trocknen bei Räumt enip er atur wurde die Beschichtung
Acetondampf gemäß Beispiel 1 während 10 Sekunden ausgesetzt. Die Nachtrocknung erfolgte bei 120 C während 3 Stunden. Ein
Test mit flüssigem Aceton bei Eaumtemperatur viährend 1 Stunde ergab unbedeutende Quellung, was zeigt, daß die Vernetzung in
der Beschichtung zwischen den Oxiran-G-ruppen und den Oarboxylsäure-G-ruppen
stattfand.
- 86 609843/1 104
Claims (1)
- Patentansprüche1. Verfahren zur Beschichtung von Oberflachen mit einer zusammenhängenden Schicht aus polymerem Material, das bei Raumtemperatur keinen Film, in der endgültigen Schicht die kontinuierliche Phase bildet und auf der Oberfläche in einer flüssigen, kontinuierlichen Phase zu einem dispergierten Hauptbindemittel aufgebracht wird, gekennzeichnet durch folgende Verfalirensschritte:1. Aufbringen des Hauptbindemittels in bekannter Weise mit einem in der Dispersion enthaltenen temporären Bindemittel sowie mit wahlweisen Komponenten, beispielsweise Dispersionsmitteln, Eindickern, die Konsistenz einstellende Mittel, als Anstrich auf der Oberfläche,2. Verdampfen oder Entfernen der kontinuierlichen Phase der Dispersion,3. Ausfällen des Hauptbindemittels in Form polymerer Teilchen mit einem Durchmesser von 0,1 - 30 um, deren Hauptteil insbesondere einen Durchmesser zwischen 0,2 und 2 um aufweist, wobei die minimale Filmbildungstemperatur (MFT) des Polymers derart gewählt ist, daß sie mindestens 200C oberhalb der in der Sohicht herrschenden Temperatur beim Entfernen der kontinuierlichen Phase ist, sowie gleichzeitiges Ausfällen des temporären Bindemittels,6 0 984578I7TCU4. Binden der Teilchen des Hauptbinderaittels, deren Gesamtmenge 0,5 - 25 Volumprozent, insbesondere 1 - 12 Volumprozent, der G-esamttrockensubstanz beträgt und wobei "die Filmbildungstemperatur unterhalb der Troclaiungstemperatur liegt, an dem Basismaterial mit ausreichender Adhäsionskraft, so daß die poröse Pulverschicht behandelt v/erden kann,5. Behandeln der Pulverschicht mit einem lösungsmittel zum lösen des Hauptbindemittels und zum Zusammenfließen der verschiedenen Teilchen des Bindemittels zur Ausbildung einer zusammenhängenden Schicht und6. Entfernen von überschüssigem licsungsnittel und Trocknen der erhaltenen S chic lit.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siedepunkt des Lösungsmittels zwischen 0 und 30O0G, gewöhnlich zwischen 20 und 1400C und vorzugsweise zwischen 35 und 120 G liegt.3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Substanz des temporären Bindemittels derart gewählt ist, daß die Teilchengröße nach Entfernen der kontinuierlichen Phase zwischen 0,1 und 1 um, vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,5 pm, liegt.4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3j gekennzeichnet durch die Verwendung reaktiver G-rup-- 88 609843/1 104pen mit dem Bindemittel zur Ausbildung von Vernetzungen nach der Behandlung mit dem Lösungsmittel.5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptbindemittel in zwei oder mehr unterschiedliche Bestandteile unterteilt ist, die als getrennte Teilchen in der Dispersion auftreten und die jeweils eine bestimmte reaktive Gruppe aufweisen, die derart ausgewählt sind, daß sie miteinander reagieren, wenn verschiedene Teilchen unter dem Einfluß des Lösungsmittels miteinander verbunden worden sind.6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Hauptbindemittel Absorptionsgruppen für UV-Strahlung vorgesehen sind.'7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Hauptbindemittel Korrosionshemmer vorgesehen sind.8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß in dem temporären Bindemittel reaktive Grupper., vorgesehen sind, die nach der Behandlung mit dem Lösungsmittel mit den anderen reaktiven Gruppen des Hauptbindemittels reagieren können.- 89 -60984 3/11049. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß als temporäres Bindemittel ein weiches, elastisches liaterial, das mit dem Hauptbindemittel nicht verbindbar ist, vorgesehen ist, so daß die fertige Beschichtung aus einem zusammengesetzten Material mit hoher Schlagfestigkeit besteht.10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die kontinuierliche Phase der Dispersion Wasser ist.11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß als temporäres Bindemittel ein in '"asser lösliches Material verwendet wird.12. \rerfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß das in "'asser lösliche temporäre Bindemittel auch als Mittel zur Einstellung der Konsistenz der Dispersion verwendet wird.13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das die Konsistenz der Dispersion einstellende Mittel funktionale G-ruppen aufweist, die nach der Behandlung mit dem Lösungsmittel mit funktionalen G-ruppen in dem Hauptbindemittel und/oder dem temporären Bindemittel reagieren können.- 90 609843/1104-SA'14. Verfahren, nach, einem der Ansprüche 1 "bis 13» g e lcennze ichnet durch die Zugabe von Pigment st of f en von maximal 50 fi, vorzugsweise 5 - 25 $ Volumkonzentration des Pigments (CPV) zu der Dispersion, wobei der Hauptteil der Teilchen des Haupfbindemittels nach Entfernen der kontinuierlichen Phase eine Größe aufweist, die nicht wesentlich die Zorngröße des Pigmentstoffes übersteigt.15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß große Körner zur Dekoration od. dgl. mit einer Korngröße von bis zu 5 mm der Dispersion zugefügt werden und daß der Anteil dieser Körner, der in der fertigen Schicht ist, 50 0Jo von deren Gesamtvolumen nicht wesentlich übersteigt.16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß die großen Körner Schleifeigenschaften aufweisen und daß das fertige Produkt 8,1s Schleifpapier, als Schleifscheiben, als Antigleitschutz od. dgl. verwendbar ist.17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch die Zugabe eines säureabgebenden Mittels, beispielsweise Kaliumchlorat oder Kaliumperchlorat, oder explosiver Substanzen, beispielsweise bestimmte Nitroverbindungen, zu der Dispersion.18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, g e -. - 91 609843/1104kennzeichnet durch die Zugabe von Katalysatoren zu dem Lösungsmittel, die die Reaktion zwischen den vorhandenen reaktiven Gruppen unterstützen.19· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 fcivS 18, gekennzeichnet durch die Zugabe von Polymeren zu dem Lösungsmittel, die reaktive Gruppen aufweisen.20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19» dadurch gekennzeichnet , daß das Lösungsmittel teilweise oder vollständig aus !Monomeren besteht, die durch eine zusätzliche Behandlung, beispielsweise durch UV-Licht, Wärme oder durch zugefügte Auslöser, polymerisierbar sind.- 92 609843/1 1O
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