DE2735497A1

DE2735497A1 - Pulverfoermige polyurethanlacke

Info

Publication number: DE2735497A1
Application number: DE19772735497
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl Chem Dr Gras; Felix Dipl Chem Dr Schmitt; Elmar Dipl Chem Dr Wolf
Original assignee: Veba Oel AG
Current assignee: Veba Oel AG
Priority date: 1977-08-06
Filing date: 1977-08-06
Publication date: 1979-02-15
Also published as: FI63770B; EP0000798A1; FI63770C; US4246380A; FI782405A; ZA784439B; DE2861007D1; IT1097679B; ATA568378A; JPS5440832A; EP0000798B1; AT376992B; DK345478A; JPS6131744B2; IT7826477A0

Description

Gelsenkirchen-Schol.ven, den 05.08.1977

VEBA-CHEMIE Aktiengesellschaft Gelsenkirchen-Buer

Pulverförmige Polyu .ethanlacke

Es ist bereits bekannt, Pulverlacke aus hydroxylgruppenhaltigen Polyestern, Polyacrylaten und Epoxidharzen und Polyisocyanaten, deren Isocyanatgruppen blockiert sind, auf dem Lacksektor zur elektrostatischen Applizierung durch Bespritzen oder Besprühen der Substrate und nachfolgende Härtung anzuwenden.

Als Bloekierungsmittel f.ür die Isocyanatgruppen hat sich nach schlechten Erfahrungen mit Phenol im Hinblick auf die Geruchsbelästigung und Blasenbildung insbesondere C-Caprolactam durchgesetzt (DT-OS 19 57 483).

Als Polyisocyanat wird wegen einer Reihe von Vorteilen insbesondere 3-Isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanat, im folgenden IPDI genannt, eingesetzt (DT-AS 21 05 777)·

Polyurethem-Pulverlacke auf Basis von mit C-Caprolactamblockiertcm IPDI zeichnen sich gegenüber Polyurethanpulverlacken auf anderer Polyisocyanatbasis insbesondere durch gute

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WeLLerstabilität, Verlaufeigenschaften und The/most abi Iitat aus. Sie haben aber- den Nachteil - verglichen z.B. ic it E pox Ldhurii-julverndaß die Härtungsbedingungen, d.h. die Härtungsi eniperatur und die Härtungszeit, relativ hoch liegen.

Es hat nicht an Versuchen gefehlt, diese Nachteile abzubauen, z.B. durch Zusatz von die Härtungszeiten reduzierenden Katalysatoren. Wegen technologischer Nachteile konnten sich derartige Vorschläge nicht durchsetzen.

Verglichen mit den Epoxidharzpulverlacken, aber auch anderen, ist bei den Polyurethanen das Gewichtsverhäl l.n.^: s von Harz (Polyester) zu Härter deutlich auf die Seite des Härters hin verschoben. Diese Tatsache belastet nicht nur die Wirtschaftlichkeit von Pulverlacken auf Basis dieser Harzgruppe, sondern erfordert eine spezielle Einstellung seitens tier Produktionsbetriebe auf diese Verhältnis:;«-·.

Diesen Nachteilen kann man auf zweierlei Weise begegnen. Da im Falle dieser liarzgruppe ein stöehiouiet ri seht·:; Vt rhä 1 t ni y vom Harz/Härter für die Einstellung des optimalen K i ge nt:«.: huf tsh i 1 des erforderlich ist, läßt sich theoretisch das Verhältnis Harz/Härter zugunsten des Harzes dadurch verschieben, daß man versucht, den Gehalt an vernetzenden Isocyanatgruppen zu erhöhen und/oder den Gehalt an ÜH-Gruppen auf der Harzseite zu reduzieren. Beschreitet man den ersten Weg, so stellt man fest, daß auf der Basis der heute verwendeten Isocyanat-Urethanhärter eine Erhöhung der NCO-Konzentration im Härter die hugerstabilitat der fertigen Pulverlacke stark negativ beeinflußt. Die Reduzierung der OH-Zahl der Polyolkoniponente des Polyesters führt

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gewöhnlich zu einer Verringerung der Funktionalität der Polyolkomponente. Dadurch stellt sich, eine Schwäche solcher Lacke bezüglich der Chemikalienbeständigkeit ein, die wünschenswerterweise durch eine höhere Funktionalität von der Härterseite ausgeglichen werden sollte.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß Pulverlacke aus einerseits hydroxylgruppenhaltigen, makromolekularen Verbindungen, wie Polyestern, Polyacrylaten und Epoxidharzen, und £-Caprolactam-blockierten Polyisocyanaten die obengenannten Nachteile nicht oder in sehr abgeschwächter Form besitzen, wenn sie als Polyisocyanat das Triisocyanatoisocyanurat aus 3-Isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexy1isocyanat und gegebenenfalls Oligoinere zusammen mit lnonomereni 3-1 socyanatoniethyl-3 , 5 , 5-trimethylcyclohexylisocyanat enthalten.

Gegenstand dor Erfindung sind'daher pulverförmige Pulyurethanlacke aus hydroxyIgruppenhaltigen Polyestern, Po 1 yacrylateri oder Epoxidharzen und E-Caprolact .ani-li lock i erl en Polyisocyanaten al.¹; Härtungi;komponen te, dadurch gekennzo ichiut , daß als PoIyisoeyanaI komponente das 'I'ri i socyana t > > i ;;i >i :y ein n ι a I (.It:. J- I socyanatomethy1-3 , 5, L>-t rimethyl cyclohexyl i socyana L und gt-gi/bencn falls Oligomere zusammen mit monomerem 3-lsocyanatoniet hy 1-3 , 5, 5-trimethylcyclohexylisocyanat eingesetzt wird.

Dieses aliphatische Triisocyanatisocyanurat kann nach dem Verfahren dor DT-OS 23 25 826 hergestellt werden. Ein weiter geeigneter Triinerisierungskatalysator ist auch in DT-OS 26 44 684 beschrieben. Die Trimerisierung kann in Substanz oder in inerten Lösungsmitteln vorgenommen werden. Zur Durchführung des Trimerisierungsverfahrens ist es wesentlich, die Reaktion bei einem

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bestimmten NCO-Gehalt der Mischunq abzubrechen,and zwar vorzugsweise dann, wenn 30 - 60 % der- NCO-Gruppen unter Trimerisierung reagiert haben. Das nicht umgesetzte Tsocyanat wird dann durch Dünnschichtdestillation vom Triisocyan urat abgut: ι rennt. Das so zugängliche Triisocyanatoisocyanurat wird im Gemisch mit isocyanuratf reiem Diisocyanat zur Blockierung mit £. -Caprolac Lain eingesetzt. Der Zusatz des isocyanuratfreien Diisocyanats gestattet auf einfache Weise die Eigenschaften der Verfahrensprodukte, insbesondere ihren Schmelzpunkt in gewünschter Weise zu variieren.

Es ist besonders vorteilhaft,in situ hergestelltes Triisocyanatoisocyanuratgemisch, das u.a. noch andere Oligomere des Diisocyanats enthalten kann, direkt mit ζ-Caprolactaiii im Gt misch mit dein monomeren Diisocyanat einzusetzen.

Der Einsatz von Triisocyanatöisocyanurat und liiisocyanat erfolgt im Gewichtsverhältnis von etwa 80:20 bis 30:70.

Auch das nicht vollständig mit ^-Caprolactain blockierte Isocyanuratgruppen aufweisende Diisocyanat ist zur Herstellung der erfindungsgemäßen pulverförmigen UberzugsmitLei geeignet, jedoch darf nicht mehr als eine Isocyanatgruppe pro Molekül frei vorliegen, da sonst bereits beim Vermischen der Komponenten Vernetzung eintritt.

Die zu verwendenden hydroxylgruppenhaltigen Vorbindungen enthalten als wesentliche Bestandteile einkondensiert:

1 . cyclische Polycarbonsäuren, wie Phthalsäu »re, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Benzol-1, 3 , 5-tricarbonsäure, Trimellithsäureanhydrid, Dimethylterephthalat (DMT);

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2. Diole, z.B. Glykol, 1,2-Propandiol, 1,3 Butandiol,

1,4-Butandiül, 2,2-Dimethylpropandiol, Hcxandιοί-1,6, 4,4'-Dihydroxydicyclohexylpropan-2,2, Cyc1ohexandiol, Diäthylerujlykol und bisaLhoxyl i er tcs 4 , -1 ' -Di hydroxydipheny 1-2 , 2-propan , 1 , 4-Dihyd roxymethy lcyc lohexaii ;

3. Polyole, wie Glycerin, IlexanLriol, Pentaerythrit, TrimethyIo 1 propan, Triiiiethyloläthan .

Anteilmäßig können die Polyester auch monofunktionelle Carbonsäuren, z.B. Benzoesäure, sowie acyclische Polycarbonsäuren, wie Adipinsäure, 2,4,4- (2 , 2, 4 ) -Triniethyladipinsäure, Sebacinsäure, Dodecandicarbonsäure. Die Polyester werden in an sich bekannter Weise durch Verestern oder Umestern, yegebenenfalls in Geyenwart üblicher Katalysatoren, hergestellt, wobei durch geeignete Wahl des COOH/OH-Verhältnisses Endprodukte erhalten werden, deren Hydroxylzahl zwischen etwa 40 und 240, bevorzugt zwischen etwa 40 und etwa 150, liegt.

Die ErweichungstemperaLuren der Polyester müssen so niedrig liegen, daß sie sich bei Temperaturen zwischen etwa 70⁰C und 120⁰C mit den zur Herstellung der erfindungsgemäßen Überzugsmittel notwendigen Zusätzen verarbeiten lassen. Die Erweichungspunkte müssen andererseits so hoch liegen, daß die aus den Polyestern gewonnenen erfinuungsgemäßen Überzugsmittel zu nicht klumpenden, frei fließenden Pulvern mit einer Teilchengröße von etwa 20 bis etwa 120 μ vermählen werden können.

Die erfindungsgemäßen Überzugsmittel können in geeigneten Mischaggregaten, z.B. in Rührkesseln oder Mischschnecken, hergestellt werden. Auch übliche Zuschlagstoffe, wie Pigmente, Verlaufmittel, Weichmacher, Füllstoffe und Katalysatoren, können ebenfalls in einfacher Weise ohne Verwendung von Lösungsmitteln

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zugesetzt werden. Die pulverförmiyen überzugsi.ii ttcJ lassen sich leicht in üblicher Weise, d.h. z.B. in ei nein Wirbel bot t oder durch elektrostatisches Aufsprühen, verarbeiten; durch Erhitzen auf Temperaturen oberhalb etwa 150 ⁰C, vorzugswc· i inzwischen etwa 160 und 200⁰C, werden Überzüge u>i'·.. hervorrufenden Eigenschaften erhalten.

Die technischen Vorteile der erfinciungsgemäßen :>ulverlacke aus hydroxylgruppenhaltigen Harzen und €.-Caprolactam-blockiorten, Isocyanuratstrukturen enthaltenden Polyisocyanaten gegenüber dem Stand der Technik sind folgende:

1. Höherer Gehalt an NCO-Gruppen bei vergleichbarer oder verbesserter Lagerstabilität;

2. Erhöhung der Vernetzungsdichte im gehärteten Polyurethan und damit bessere Anpassung an Polyole mit niedriger OH-Zahl;

3. Reduzierung der Hai Iunyszeiton;

4 . Reduzierung der minima] notwendigen Härtunystemperature!!.

-T-

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Beispiele

A-T 6,75 Mol (1323 g) Dimethylterephthalat., 2,25 MoL (373,5 g) Terephthalsäure, 6 Mol (624 g) 2,2-Diiuethylpropandiol-1,3, 1 Mol (131 cj) Trimethyl öl propan und 3,0 i4ol (432 g) 1 ,4-Diniethylolcyclohexan wurden in einem 5 1 Glaskolben zusaiiiiuengegeben und mit Hilfe eines Ölbades erwärmt. Nachdem die SIoIIe ;'.um großtun Teil aufgeschmolzen waren, wurde bei einer Temperatur von 160⁰C 0,1 Gow.-'i Dibuty 1 zinnoxiiJ als Veresterungskatalysator zugesetzt. Innerhalb von 3 h wurde die Sumpftemperatur langsam auf lw5°C erhöhl. Die weitere Temperaturerhöhung auf maximal 230⁰C Sumpf.temperatur erfolgte innerhalb von weiteren 8 h, wobei die Aufheizgeschwindigkeit sich an der Methanol-/Wasserabscheidung orientierte. Der Polyester wurde anschließend auf ca. 210⁰C abgekühlt und durch Evakuierung bei ca. 1 mm Hg weitgehend von ί liicht i<]i-n Anteilen befreit. Während der gesamten Kondensat ionszei I winde d.is Sumpf produkt verhallen geruht I . Kin St icksfol ί si ι om von lm. 30 l/h sorgte für die bessere Austragung von Metluuiol und Wasser.

Physikalische und chemische Daten:

OH-Zahl

Säurezahl

Schmelzpunkt (Kofier) Gl .asumwandlungstemperaLur/DTA Viskosität bei 160⁰C

4 b mg KOll/g

3,-b mg KOli/g

ö'j - 88"C

52 - 62°C

ca. 70000 cSt.

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Λ-2 9 Mol (1746 g) Dimethylterephthalat, Mol (416 g) 2,2-Dimethylpropandicl-1,3, 3,75 Mol (540 g) 1,4-Dimethylolcyclohexan und 2,5 Mol (335 g Trimethylolpropan wurden,wie in A-1 beschrieben, unter ier katalytischen Einwirkung von 0,05 Gew.'ö üibutylzi nnoxid der Veresterung unterworfen. Die erste Methane-labspal tung trat bei ca. 170⁰C Sumpftemperatur auf. Die Umesterung war nach ca. 14 h abgeschlossen, wobei bei ein-.-r maximalen Temperatur in der Schlußphase von 220"C umgeestert wurde.

Nach der Vakuumbehandlung (siehe A-1) und dem Abkühlen wurden die folgenden chemischen und physikalischen Daten ermittelt

OH-Zahl 100 mg KOH/g

Säurezahl <1 mg KOH/g

Schmelzpunkt (Kofier) 8:> - 91 ⁰C

Glasumwandlungstemperatur/DTA -\2 - 54⁰C

Viskosität bei 160⁰C ca. 19000 cSt.

ü. ySEStelluny^des^rriisocYanato^sotjyanu^

ü-1 100 Gew.-Teile 3-Ibocyanat omet hy l-.l, 5 , '>-t r imethylcyclohexylisocyanat wurden mit 0,75 Gew.-Te ilen Triäthylaiuin, 0,5 Gew.-Teilen Athy Jen J .in i η vernetzt und auf 60⁰C erwärmt. Nach 3 h set/.te die Trimerisierung unter Wärmeentwicklung ein. Durch geeignete Kühlung wurde die Temperatur des keaktionsmediums auf maximal 105⁰C gehalten. Nach 75 min betrug die Tempeiatui des Reaktionsmediums wieder 60⁰C. Der NCO-Gehalt betrug 28,5 -0. Dieses Gemisch aus trimerisiertem und monomerem IPDI wurde einer Aufarbeitung in einem Dünnschichtverdampfer unterworfen. Das weitgehend von monoinerem IPDL befreite Üligonierengemisch wie:3 einen NCO-Gehalt. von 18,0 'L auf und enthielt noch 1 i monomeren JPDl.

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B-2 1OG Gew.-Teile 3-Isocyana touiethyl-3 , 5, 5-tr imethy 1 cyclühexylisocyanat wurden mit 0,5 Gew.-Teilen eines Kata Lysatorsystems aus 2 Gew.-Teilen Propy Ii noxid- 1 , 2 und I Gew.-Teil 1 , 4-Diazab icyclooct.in-( 2 , 2 , 2) J Ii bei 120⁰C erhitzt. Während dieser Zeit fioL der NCO-Geri^lt von 37,8 % (100 % IPDI) auf 28,4 I (50 1 IPDI-Umsatz). Zur Desaktivierung des Katalysators wurde das Reaktionsgemisch auf 40⁰C abgekühlt und bei dieser Temperatur 1/2 h mit Stickstoff gestrippt. Dabei veränderte sich der NCO-Gehalt des Reaktionsgemisches noch geringfügig auf 28,2 %.

B-3 100 Gew.-Teile IPDI wurden mit 0,75 Gew.-Teilen eines Katalysatorsystems aus 2 Gew.-Teilen Propylenoxid und 1 Gew.-Teil 1,4-DiazabicycLooctan-(2,2,2) 2 h bei 120⁰C erhitzt. In dieser Zeit fi<_l der NCO-Gehalt von 37,8 % auf 29,4 'ε. Zur Desaktivierung des Katalysators wurde bei 12Ü°C und 30 Torr 15 Minuten evakuiert. Während dieser Zeit veränderte sich der NCO-Gehalt des Reaktionsgemisches auf 27 O.

Block iert_e_ I socyana tkornfjonen to

C-1 In einem 2 1 Pl anschliffkolben wurde das feste trimeris ic r te 3-1 socyana tome thy 1 -3,5, 5-triiueLhylcyelohexy lisocyanat nach B-1 bei Temperaturen von 110 - 120⁰C in monomeren! IPDI unter Rühren gelöst. Die Lösung wurde anschließend auf 75°C abgekühJt und das geschmolzene £-Caprolactam zugegeben. Innerhalb von 10 Minuten stieg die Temperatur im Reaktionsmediir.n auf ca. 150⁰C durch die exotherme Additionsreaktion an. Nachdem die Temperatur auf ca. 110⁰C abgefallen war, wurde zur Vervollständigung der Reaktion noch 1 h bei I00 - 110⁰C getempert.

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Die Zusammensetzung und die chemische und physikalischen Daten der Härter (blockierte Polyisocyanate) C-1.1 und C-1.2 sind in der Tabelle 1 zusamiiienqefalit.

Tabelle 1

Zusanuiensetzung, chemische und physikalische 'Jäten verschiedener C-Caprolactam blockierter Isocyanathärter auf Basis von JPDI und Isocyanurat (C-1.1 und C-1.2)

Härter C-1.1
Härter C-1.2

Zusamnense tzung

IMJI ISO- 4-Caprocyanurat lactam

19,8 % 40,4 % 39,8 % 37.2 % 16,8 % 46/0 %

chemische und physikalische Daten

lat.NCO- freier Sclimelz- Clasunt-(iehalt iKAJ-Geli. punkt wandl.-

(Kofler) temp. (DTA)

14,8 % 0,4 Ί 105-117⁰C 54-77°C 17,1 % 0,0 % 66- 75°C 34-54°C

C-2 Zu jeweils 100 Gew.-Teilen des nach U-2 und B-3 heryuste 11.ten Isocya-natoisocyanurat-Geiiii sclies wurden bei 100°C 7t), 5 bzw. 72, (> (Jew.-Teile £"-C«iprol«'J<jLaiu portionsweise so zugegeben, daß die Reaktionsteinperatur nicht über 120⁰C anstieg. Zur Vervollständigung der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch noch 2 h bei 120⁰C gehalten.

Die Zusammensetzung und die chemischen und physikalischen Daten der Härter C-2.1 und C-2.2 sind in der Tabelle 2 zusammengefaßt.

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Tabelle 2

Zu£janii«L>nsetzung, chemische und j ihysikalische Iiaten verschiedener ζ-Caprolactam blockierter Isccyunatharter auf Basis von IPDI und Iiiocyanurat (C-2.1 und C-2.2)

Härter C-2.1
(nach B-3)

Härter C-2.2
(nach B-2)

Zusanmensetzung

ΓΡΜ Iso- £-Capro-

cyanurat lactam

24,8 s 33,7 ό 41,5 %

2¹J,7 % 27,0 υ 43,3 'i

chemisclie und physikalische Daten

lat.NCO- freier Schmelz- Glasum-Gehalt NCO-Geh. punkt wandl.-

(Kofler) temp.
(OTA)

15,4 % 0,5 85-92°C 46-60⁰C

10,0 % 0,7 £ 78-83°C 44-55°C

C-3 - Vergleich

12 Mol (2664 ij) monomeres IPDl und 6 Mol Diäthylencjlykol (6 36 <j) wurden in einem yfoigncLun Uührkolljen gemischt und luii'jtjain auf ca. 70⁰C erwärmt. Hei diesi-r Tcmpei atur setzte unter erheblicher WürineLönuiuj die Addition des Isocyanates an das Diol ein. Das Reakt ionstjefäß wurde während der Addition im Eisbad gekühlt, so daß die Temperatur des Reaktionstjeiiiisches nur auf ca. 100⁰C anstieg. Anschließend wurde noch 2 h bei 100⁰C zur Vervollständigung der Reaktion nachgeheizt. Der NCO-Gehalt betrug dann 15,1 %.

Nun wurde auf 80⁰C abgekühlt und die dem Gehalt an Isocyanat stochiometrische Menge t-Caprolactam zugegeben. Durch die ebenfalls exotherme Reaktion stieg die Temperatur auf 105⁰C an. Die hochviskose Schmelze wurde noch 5 h bei 100⁰C nachbehandelt und aann auf Raumtemperatur abgekühlt. Der nahezu farblose Feststoff hatte einen Erweichungspunkt von 83⁰C und einen NCO-Gehalt von 0,3 %

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Beisgiel_2 - Polyurethan-Pulverlacke

Die Herstellung des Pulverlackes erfolgte in der dein Stand der Technik entsprechenden Weise. Sie soll deshalb nur kurz beschrieben werden.
Die Zusammensetzung entsprach der folgenden Rezeptur:

52.5 % Polyester A-1
12,4 % Härter C-2.1

34.6 % Weißpigment, TiO₂, Kronos RN 57 P

0,5 % lackverträgliches Polyacrylat, Acronal 4 I¹

Zuerst wurde ein Masterbatch des Verlaufmittels im Polyester hergestellt. Masterbatch, Polyester, Härter und Pigment wurden in einem Feststoffmischer innig vermengt und anschließend bei einer Massetemperatur von 95 - 100⁰C extrudiert. Die erstarrte Schmelze wurde auf eine Korngröße <1Q0 u gemahlen, und der Pulverlack elektrostatisch auf 1 mm Stahlprüfbleche appliziert.

Die Lacke wurden unter verschiedenem HärtuiHjsbedin>jungen eingebrannt und nach 24 h einer lacktechnisehen AbprüCumj unterworfen.

Bei dieser Art von Systemen ist die Elastizität, die meßteehnisch durch die Erichsentiefung erfaßt wird, ein guter Parameter für die Beurteilung des Grades der Aushärtung.

Tabelle 3 - Prüfergebnisse der Pulverlacke Beispiel 1

Härtungs bedingung	SD	HK	GS	KS	^GG20	vjCj » r~	^GG60	ET
200⁰C, 20'	50-70	183	0	80	68	61	97	10,4
15'	50-60	183	0	80	68	61	98	10,8
12'	50-60	187	0	80	67	6 0	97	11,2
10'	50-60	185	0	80	65	60	96	9,4

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to

Härtungs bedingung	SD	HK	GS	KS	^GG>o	GG₄₅	^GG6 0	ET
180⁰C, 30'	70-80	182	0	60	6 9	60	9 4	11,1
25'	60-70	190	0	80	71	58	9 6	11,7
20'	70-80	192	0	50	71	58	9 7	11,6
15'	70-80	197	0	60	51	59	9 7	8,0
10'	60-80	195	0	40	6 1	60	96	1,9
170⁰C, 30'	60-70	187	0	50	60	61	97	8,7
20'	60-70	188	0	40	60	61	9 5	5,1

Beisyiel_2 - Vergleichsbeispiel

In diesem Beispiel werden zwei Polyurethan-Pulverlacke beschrieben. Die Ergebnisse machen die Unterschiede zwischen den erfindungsgemäßen Lacken und den Überzügen auf der Basis der Isocyanaturethan· addukte deutlich.

Mit der im Beispiel 1 beschriebenen Technolog ie wurden Pulverlacke der folgenden Rezepturen hergestellt und auf 1 mm Stahlblechen appliziert.

Rezeptur I - Vergleich:

38,0 Ί Polyester Λ-2 27,5 % Härter C-3

34.0 % Weißpigment, TiO₂, Kronos RN 57 P

0,5 % lackverträgliches Polyacrylat, Acronal 4 F

Rezeptur II - Erfindung

44.1 % Polyester A-2 22,0 % Härter C-2.1

33,4 % Weißpigment, TiO₂, Kronos RN 57 P 0,5 % lackverträgliches Polyakrylat, Acronal 4 F

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- Mr -

AS

Tabelle 4 - Prüfergebnisse des Pulverlackes Beispiel 2, Rezeptur I (Vergleich)

Härtungs bedingung	SD	HK	GS	KS	^GG20	GG₄₅	^GG60	ET
200⁰C, 20*	40-60	185	0	60	59	56	83	8,1
15'	40-60	189	0	70	62	54	84	4,0
12'	50-60	183	0	70	53	55	84	5,3
10'	50-60	184	0	60	57	5 f.	85	3,5
8·	50-60	184	0	30	55	55	86	2,5
180⁰C, 30'	60-70	189	0	70	66	5!)	84	4,1 ;
25*	60-70	197	0	50	64	55	92	3,0
20'	60-80	188	0	40	53	55	91	1,7
15*	50-70	194	0	40	67	52	89	1,8
10'	50-70	194	0	20	58	55	91	0,5
170⁰C, 30'	40-60	183	0 .	50	55	56	90	2,5
20'	50-70	185	0	10	56	58	89	0,5

Tabelle 5 -

PrüfergebrvLsse des Pulverlackes Beispiel 2, Rezeptur II (Erfindung)

Härtungs bedingung	SD	HK	GS	KS	^GG20	GG₄₅	^GG60	EF
200⁰C, 20'	50-60	194	0	80	70	57	95	10,1
15'	50-70	196	0	50	76	57	97	7,5
12*	50-70	198	0	50	59	58	97	6,8
10'	50-60	195	0	70	72	59	95	9,7
8'	50-60	190	0	70	70	58	94	10,1
180⁰C, 30'	60-70	197	0	60	74	59	82	6,8
25'	60-70	206	0	50	77	58	78	7,8
20'	60-70	204	0	40	73	59	80	5,8-8,6
15'	50-70	208	0	30	73	59	83	5,5
10«	60-70	205	0	10	78	60	85	1,0
170⁰C, 30'	60-70	200	0	30	75	59	85	5,0-10,0
20*	60-80	205	0	20	75	58	88	3,0

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Beispiel_3 - Polyurethan-Pulverlack

Mit der in Beispiel 1 beschriebenen Technologie wurde ein Polyurethan-Pulverlack der nachstehenden Formulierung hergestellt, auf 1 mm Stahlblech appliziert und unter verschiedenen Bedingungen gehärtet.

Rezeptur: 45,3 % Polyester A-2

20,2 % Härter C-1 .2

34,0 % Weißpigment, TiO₂, Kronos RN 57 P

0,5 % lackverträgliches Polyacrylat, Acronal 4 F

Tabelle 6 - Prüfergebnisse des Pulverlackes Beispiel 3

Härtungs bedingung	SD	HK	GS	KS	^GG20	45	^GG60	ET
200⁰C, 15'	50-60	190	0 .	80	75	62	99	9,7
12'	50-60	190	0	80	76	61	98	10,0
10'	50-60	186	0	50	75	61	99	7,0-9,4
8'	50-60	189	0	60	75	61	99	5,0-6,0
180⁰C, 20'	50-60	202*	0	70	85	61	95	9,1
15'	50-60	195	0	40	83	60	99	4,5
12*	50-60	195	0	20	83	60	99	0,8
10'	50-60	196	0	20	77	62	99	0,7
170⁰C, 30'	50-60	195	0	80	79	59	98	7,0-9,7
20'	50-60	196	0	70	78	58	97	7,0

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~ Klarlack

100 Gew.-Teile des Polyesters A-2 wurden mit 46,8 Gew.-Teilen des mit €-Caprolactam blockierten Isocyanat-isocyanurat-Gemisches des IPDI, hergestellt nach C-2.2, und 0,73 Gew.-Teilen Silikonöl in der Schmelze bei Temperaturen von 120 - 140⁰C init einem Intensivrührer homogenisiert. Nach dem Erkalten wurde die homogene Schmelze gebrochen und anschließend mit einer Stiftmühle auf eine Korngröße <100 μ gemahlen. Das so hergestellte Klarlack-Pulver wurde mit einer elektrischen Pulverspritzanlage bei 60 kV auf mit Zinkphosphat geprimerte Eisenbleche appliziert und in einem Umlufttrockenschrank bei Temperaturen zwischen 180 und 200⁰C eingebrannt.

Tabelle 7 - Prüfergebnisse des Klarlackes Beispiel 4

Härtungs bedingung	SD	HK .	HB	ET	GS	Imp. rev.
200⁰C, 15'	30-50	204	125	10,2	0	>82
190⁰C, 20'	40-60	200	125	10,0	0	>82
15'	30-50	198	111	9,5	0	>82
180⁰C, 20'	40-60	195	125	9,8	0	>82

~ Klarlack

Der Polyester A-2 wurde mit dem in C-2.1 beschriebenen Härter in äquivalenter Menge umgesetzt und, wie in Beispiel 4 beschrieben, hergestellt.

Rezeptur: 100,00 Gew.-Teile Polyester A-2

48,00 Gew.-Teile blockiertes isocyanat-

isocyanurat nach C-2.1

0,74 Gew.-Teile Silikonöl OL

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Der Klarlack wurde, wie in Beispiel 4 beschrieben, appliziert und im Umlufttrockenschrank zwischen 180 und 200⁰C eingebrannt,

Tabelle 8 - Prüfergebnisse des Klarlackes Beispiel 5

Härtungs bedingungen	SD	HK	HB	ET	GS	Imp. rev.
200⁰C, 15'	35-50	202	111	10,4	0	>82
190⁰C, 20'	35-60	200	125	10,2	0	>82
15'	30-50	199	125	9,9	0	>82
180⁰C, 20¹	40-55	197	125	9,7	0	>82

Erklärung der in den Tabellen 3-8 benutzten Abkürzungen

SD HK HB GS KS ET GG Imp.rev.

Schichtstärke in μπι

Härte nach König in sec (DIN 53 157)

Härte nach Buchholz (DIN 53 153)

Gitterschnitt (DIN 53 151)

Kugelschlag in inch·Ib

Tiefung nach Erichsen in mm (DIN 53 156)

Glanz nach Gardner (ASTM-D-523)

Impact reverse in inch·Ib

st.-wi

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Claims

Gelsenkirchen-Scholven, den U'j.Oci.77

VUBA-CIIIiMl K AUtiengesel.! .-jchallt Gf !senk irchei -Bu ο r

Pulverförmige Polyurethan lacke

Patentanspruch

Pulverf örmige Polyurethanlacke aus liydroxylqruppenhai ticjen Polyestern, Polyacrylaten oder Epoxidharzen und £-Ca pro! ac tarnblockierten Polyisocyanaten, d a d u r c h <j e k e η η zeichnet , dalJ als Poly j soeyanatkompononto das TriisocyanatOLsocyanurat des 3-Isocyanul ouiethy 1-3 , S , '»-ti i inet hy I cyclohexylisocyanat und "yegebenenf a I Is ül icjuiin 11· v.usainmen in 11 monomerem 3-Isocyanatouiethyl-J , 5 , ¹J-tr ime thy 1 cyclohexyl i :;ocyanat eingesetzt wird.

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