DE2736542A1

DE2736542A1 - Grundiermittel zum ueberziehen von metallspulenwerkstoff

Info

Publication number: DE2736542A1
Application number: DE19772736542
Authority: DE
Inventors: Charles L Laskin; Timothy I Memmer
Original assignee: SCM Corp
Current assignee: Akzo Nobel Paints LLC
Priority date: 1976-08-13
Filing date: 1977-08-11
Publication date: 1978-02-16
Also published as: SE435064B; IT1083950B; DE2736542C2; US4103050A; SE7709079L

Description

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TELEX: S227I7

SCM Corporation, New York, N.Y., V.St.A.

Grundiermittel zum Überziehen von Metallspulenwerkstoff

801807/Ö 8TI

Die Erfindung bezieht sich auf Spulenüberzüge und im spezielleren auf wässrige Spulenüberzugsgrundiermittel zum Überziehen von Spulenmetallwerkstoff.

Spulenüberzugsgrundiermittel werden im allgemeinen auf zusammenhängende Spulen aus blankem Metallwerkstoff aufgetragen, um das unbeschichtete Metall vor einer Verarbeitung des grundierenden Metalls zu schützen. Das blanke Spulenmetall wird zunächst von schützendem Öl gereinigt und dann mit einem Spulenüberzugsgrundiermittel überzogen. Der grundierte Spulenmetallwerkstoff wird dann gewöhnlich mit einem Decküberzug versehen und vielfältigen Verarbeitungsprozessen und Nachformgebungsoperationen unterworfen, bei denen das Spulenmetall zu bestimmten Längen zerschnitten, mittels Preßformen oder Walzen geformt oder gestanzt bzw. gepreßt wird, um einen geformten Metallgegenstand zu ergeben. Wegen der vielfältigen nachfolgenden Verarbeitungs-, Formgebungs- und Biegeoperationen müssen die Spulenüberzugsgrundierengen ungewöhnliche Eigenschaften besitzen, so daß sie das nachfolgende Schneiden, Biegen, Pressen, Ziehen und dergl. aushalten können und ihre Unversehrtheit und Haftfestigkeit auf dem Spulenwerkstoff beibehalten. Dementsprechend müssen Spulenüberzugsgrundierungen Flexibilität und Haftfestigkeit aufweisen, so daß sie nachfolgenden Biegeoperationen widerstehen können, sowie auch gegenüber Chemi- j kalien reststent und korrosionsfest sein und feuchtigkeits- und j wasserfest sein, um das grundierte Metall bei nachfolgenden ; Verarbeitungsprozessen schützen zu können· Das Spulenüberzugsgrundiermittel muß ferner einen Schutz gegenüber dem fertigen

Decküberzug ergeben und gegenüber letzterem Haftfestigkeit besitze^

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und seine Unversehrtheit und sein Haftvermögen gegenüber dem Spulenwerkstoff beibehalten.

Bisher sind in der Hauptsache auf Lösungsmitteln basierende Spulenüberzugsgrundiermittel verwendet worden. Aufgrund wirtschaftlicher Erwägungen und im Hinblick auf Umweltsbelange ist es jedoch für den industriellen Einsatz sehr erwünscht, wässrige Spulenüberzugsgrundiermittel zur Verfügung zu haben, Derartige wässrige Grundiermittel sind jedoch hinsichtlich einer Korrosionsverhinderung und der Bildung einer geeigneten Grundierung auf der blanken Metallspule sowie der erforderlichen Flexibilität, Schlagfestigkeit, Haftfestigkeit gegenüber der Metallspule, chemischen Beständigkeit und Korrosionsfestigkeit, Feuchtigkeits- und Wasserfestigkeit und äußeren Haltbarkeit sowie der Haftfestigkeit zwischen Grundiermittel und fertigem Decküberzug unbefriedgend gewesen.

Es ist nun gefunden worden, daß ein wässriges Spulenüberzugsgrundiermittel auf Basis eines wärmehärtbaren wasserdispergierbaren Polyurethanpolymerisats in synergistischer Kombination mit einem Latex in erfolgreicher Weise ein verbessertes Spulenüberzugsgrundiermittel darstellt»

Ein wärmehärtbares Spulenüberzugsgrundiermittel der Erfindung zum Grundieren von gewundenem Metallwerkstoff enthält eine filmbAdende Bindemittelphase und eine Pigmentphase aus korrosionsinhibieremdem Pigment. Das Gewichtsverhältnis von der Pigmentphase zu der Bindemittelphase (p/b) beträgt etwa 0,05 bis etwa 1,0.

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Die Bindemittelphase enthält wasserdispergiertes Polyurethanpolymerisat und eine filmbildende, wasserdispergiorbare wärmehärtendo und/oder thermoplastische Latexphase in synergistischer Kombination. Vorzugsweise enthält die Bindemittelphase etwa 10 bis 85 ^r/o Polyurethan und I5 bis 90 ^c/o Latex.

Die Bindemitelphase enthält ein wärmehärtbares, wasserdispergierbares Polyurethanpolymerisat und eine filmbildende, wassordispergierbare Phase von wärmehärtenden oder thermoplastischen Polymerisaten in synergistischer Kombination.

Der hier benutzte Ausdruck "synergistische Kombination" erfaßt zwei verschiedene Kriterien, nach welchen der Spulenüberzug der Erfindung bewertet wird: |) Die gesamte (oder durchschnittliche) Leistungsfähigkeit des Spulenüberzugsgrundiermittels der Erfindung muß besser sein als ein aus jedem der einzelnen Bestandteile gebildetes Spulenüberzugsgrundiermittel, und 2) die gesamte Leistungsfähigkeit des Spulenüberzugsgrundiermittels der Erfindung muß überraschend größer sein als die Leistungsfähigkeit, die von dem Fachmann aufgrund der bloßen Kombination der einzelnen Kompomenten des Grundiermittels zu erwarten ist. Die gesamte (oder durchschnittliche) Leistungsfähigkeit eines Spulentiberzugsgrundiermittels wird gemäß derzeitigen Standards auf diesem Gebiet bestimmt, wozu gehören: 1) Flexibilität und Schlagfestigkeit, 2) Haftvermögen der Grundierung auf der blanken Metallspule und gegenüber dem nachfolgend aufgebrachten Decküberzug, 3) chemische Beständigkeit und Korrosionsfestigkeit, k) Feuchtigkeits- und Wasserfestigkeit und 5) äußerliche Beständigkeit. Obwohl ein einziger Leistungskennwert gegenüber einem Grundiermittel, das nur eine der

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Komponenten der synergistischen Kombination enthält, gleich oder nur leicht verbessert sein kann, muß die gesamte (oder durchschnitt liehe) Leistungsfähigkeit aller vorstehenden Leistungsstandards zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit der Grundiermittel betrachtet und bewertet werden. Es muß außerdem berücksichtigt werden, daß die vorstehenden Standards die derzeitigen Standarfs der Technik sind und diese Standards in der Zukunft modifiziert und verfeinert werden können, wobei die Erfindung durch derartige zukünftige Leistungsstandards nicht eingeschränkt oder festgelegt wird.

Das wärmehärtbare, wasserdispergierbare Polyurethanpolymerisat kann ein Polyesterpolyurethan, Siliconpolyurethan, Silicon-Acryl-Polyurethan, Epoxypolyurethan, Epoxy-Esterpolyurethan, Acrylurethan, Polyurethan und dergl. sein. Typierherweise enthalten die Polyurethanpolymerisate Carboxyl- und Hydroxylseiten- (bzw. —end-)gruppen zum Dispergierbar- und Löslichmachen des Polymerisats in Wasser und zum Härten des Polymerisats. Typische wasserdispergierbare Polyurethanpolymerisate sind z.B. in den US-Patentschriften 3 ^I2 054, 3 759 873, 3 962 522, 3 773 729, 3 897 377 und 3 86O 5k6 angegeben. Auf diese Patentschriften wird hier Bezug genommen.

Ein bevorzugtes Polyurethanpolymerisat ist ein Polyester-Poly— urethanpolymerisat, das im allgemeinen hergestellt wird aus einem Isocyanat, eines Polyöl, einer Polyhydroxycarbonsäure und einer Dicarbonsäure· Das Polyol ist im allgemeinen ein Diol oder Triol '■ und kann ein esterfreies Diol oder ein aus einer Dicarbonsäure ; und einem Glykol gebildetes Polyesterdiol sein. Zu typischen j

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Diolen gehören Polylactondiole, Polypropylenglykole, Polyätherdiole, Vinyldiole, Epoxydlole, phenolische Diole und dergleichen. Zu typischen Dicarbonsäuren gehören Adipinsäure, Azelainsäure, Bernsteinsäure, Tetrahydrophthalsäure, Glutarsäure und dergl., und zu typischen Glykolen gehören Athylenglykol, Propylenglykol, Butandiol, Ilexandiol, Neopentylglykol, Trimethylolpropanmonoallyläthor, Diäthylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol und dergleichen. Das Polyurethanpolymerisat enthält ferner eine üiisocynatkomponente, de vorzugsweise Tuluoldiisocyanat ist, und zwar wegen der vorteilhaften Eigenschaften, die diese dem Spuleniiberzugsgrundiermittel verleiht. Zu anderen geeigneten typischen Diisocyanaten gehören Isophorondiisocyanat, Trimethyl-hexamethylendiisocynat, PhenolindiisocyHnat, Diphenylurethandiisocyanat, Methylendiisocyanat und dergleichen» Das bevorzugte Polyurethanpolymerisat enthält außerdem eine dritte Komponente aus Dimethylpropionsäure (dMPA), die mit der Dicarbonsäure bei Bildung des Polyurethanpolymerisats reagiert, wobei das Polymerisat dann Carboxylseiten- bzw. -endgruppen in unumgesetzter Form für die Dispergierbarkeit des Polyurethanpolymerisats in Wasser enthält.

Das Polyurethanpolymerisat kann ein selbsthärtendes Urethan sein, und zwar unter Ausnutzung eines blockierten oder maskierten Isocyanate, das nach dem Erwärmen zum Härten entblockiert wird·

Andererseits kann das Polyurethan mit einem Vernetzungsmittel,

i wie z.B. einem Aminoplast, wärmegehärtet werden,, Zu typischen j

Aminoplast-Vernetzungsmitteln gehören Melamin, Melamin-Formaldehyd, Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate, Triazin-Formaldehyd, Benzoguanamine und dergl ei chen. Das Polyurethanpolymerisat wird

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mit Ammoniak, einem Amin, Amlnsalz oder Aminderivat oder dergl. neutralisiert, so daß das Polyurethanpolymerisat in Wasser dispergierbar ist. Zu geeigneten Aminen gehören z.B. Ammoniumhydroxid, Äthylamin, Propylamin, Diisopropylamin, Dimethyläthanolamin und dergleichen.

Der Gewichtsanteil des Polyurethanpolymerisats beträgt im allgemeinen etwa 10 bis 85 #, vorteilhafterweise etwa I5 bis 60 °/o und insbesondere zwischen etwa 25 und 35 /£» bezogen auf das Gewicht der Bindemittelphase. Die einzelnen Anteile des Polyurethanpolymerisats und des Vernetzungsmittels (falls dieses erforderlich ist) werden dementsprechend so eingestellt, daß das bevorzugte Gewichtsverhältnis bei dieser Kombination erhalten wird. Der Anteil des Polyurethanpolymerisats beträgt im allgemeinen etwa 5 bis 60 fo_t vorzugsweise 10 bis kO °/o und insbesondere 15 bis 25 %, und der Anteil des Vernetzungsmittels beträgt im allgemeinen etwa 5 bis 25 %, vorzugsweise 5 bis 20 'jo und insbesondere 10 bis 20 fo„ wobei eich diese Angaben auf das Gewicht der Bindemittelphase beziehen.

Die Bindemittelphase des Spulenüberzugsgrundiermittels enthält außerdem wärmehärtbare (wärmehartende oder thermoplastische) KLymerisatphase, wie z.B. Acryl-Latex-Polymerisate oder -Copoimerisate. Zu geeigneten in Wasser einarbeitbaren Latexpolymerisaten gehören außerdem modifizierte Acry!polymerisate, wie z.B. Styrolacrylpolymerisate, in Wasser einarbeitbare Polyester, Copolymerisate von Silicon-Acry!verbindungen, Vinylchlorid, Epoxyverbindungen, Epoxyestern, Vinylacetatenund Polybutylacrylat, Äthyl-

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acrylat-Methylmethacrylat-Copolymerisate und dergl. und Kombinationen davon. Viele andere Latexpolymerisate für Spulenüberzüge sind im allgemeinen bekannt und für den Fachmann ersichtlich. Die wasserdispergierbaren Latexpolymerisate sind im allgemeinen in einem Anteil von etwa I5 bis 90 Gew.-fo der Bindemittelphase, vorteilhafterweise von etwa kO bis 85 ^c/o und insbesondere von etwa 65 bis 75 °/o vorhanden.

Das Grundiermittel enthält ferner korrosionsinhibierendes Pigment und kann gewünschten!alls Trübungspigment enthalten. TrUbungspigmente haben einen Brechungsindex von mindestens etwa 1,8, und zu solchen Pigmenten gehören Titandioxid, Zinkoxid und dergleichen. Zu korrosiönsinhibierenden Pigmenten gehören Bariumchromat, Strontiumchromat, Bleichromat, Zinkchromat, basisches Zinkchromat, verschiedene Molybdat- und Phosphatpigmente und dergleichen. Zu weiteren Fäll- oder Streckpigmenten gehören Talkaten, Ton, Kieselsäure und so weiter. Die Pigmentphase des Grundiermittels kann etwa 2 bis 75 Gew-96 koerosionsinhibierendes Pigment und etwa 98 bis 25 Gew.-i» Trübungspigment enthalten. Im allgemeinen liegt das Gewicht sverhältnis von der Pigmentphase zu der Bindemittelphase ι (p/b) in dem Bereich von etwa 0,05 bis etwa 1,0 und insbesondere von etwa 0,5 bis 0,53· Vorzugsweise enthält die Pigmentphase etwa i 80 i> Titandioxidpigment und etwa 20 <$> Strontiumchromat, bezogen '

i auf das Gewicht der Pigmentphase, um dem Grundiermittel eine gute .

ί korrosionsinhibierende Wirkung zu verleihen. Verschiedene andere j Modifizierungsmittel können mit Vorteil in dem Grundiermittel enthalten sein, wozu Dispergiermittel, oberflächenaktive Mittel,

Entschäumer, Weichmacher, Katalysatoren und dergl. gehören.

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Die Verträglichkeit des Polyurethanpolymerisats und des Latex in Wasser kann Schwierigkeiten ergeben hinsichtlich der Stabilität und der Leistungsfähigkeit, und zwar Jc nach (fen besonderen Typen und Funktionalitäten dieser beiden Komponenten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der die Bindemittelphase ein Polyester—Polyurethan und ein Aminoplast—Vernetzungsmittel dafür und Acrylharzlatex enthält, wird ein Schaum nach Bildung eines Gemische von den Komponenten gebildet, der wahrscheinlich auf die Unverträglichkeit der verwendeten besonderen Polymerisate zurückzuführen ist. Eine gesonderte Entschäumungsstufe wird dann bei den Verfahren vorgesehen, wie in den Beispielen ausführlicher gezeigt wird· Obwohl das Entschäumen, wie es in den Beispielen durchgeführt wird, geeignet ist, ist eine solche Operation für die Erfindung nicht wesentlich·

Das Grundiermittel hat im allgemeinen einen Gehalt an nichtflüchtigen Festsubstanzen von etwa 35 bis 65 Gew.-56 und vorzugsweise von etwa kO bis 55 Gew.-56. D; s Grundiermittel wird auf die Metallspule nach Üblichen Überzugstechniken, wie z.B. durch Aufbürsten, Aufsprühen, Auf fließen, Tauchen, direkten Valzenauftrag und vorzugsweise Gegenwalzenauftrag, aufgebracht. Die Trockenfilmdicke der Grundierung beträgt typischerweise etwa 2,5*1 bis 12,7 Mikron.

Die Grundierung kann dann bei einer Metallspitzentemperatur von

ο etwa 182 bis Zk3 C wärmegehärtet werden, wonach dann der Deck- Ubersnig auf den gehärteten Grundierfilm aufgetragen wird. Andererseits kann die Grundierung einer Drucklufttrocknung bei einer

Teeperatur von etwa 93 C oder weniger ausgesetzt, dann der Decküberzug aufgebracht und die Grundierung und der Decküberzug

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gleichzeitig durch Erwärmen auf eine Metallspitzentemperatur

ο
von etwa 182 bis 2^3 C in einem konventionellen Einbrennverfahren gehärtet werden, wobei eine einzige eingebrannte Konfiguration (Netzwerk aus gehärtetem Film) von Grundierung und Decküberzug erhalten wird.

Das Gewinde kann z.B. aus Stahl oder Aluminium, verzinktem (galvanisiertem) , kaltgewalztem oder elektrogalvanisiertem, bestehen. Der stärkste Effekt des Grundiermittels der Erfindung kann festgestellt werden, wenn es auf verzinkten Stahl oder verziriftes Aluminium aufgetragen wird, wie den nachfolgenden Beispielen zu entnehmen ist.

Zu verschiedenen Decküberzügen, die auf die Grundierung der Erfindung aufgetragen werden können, gehören solche aus ölfreien Polyestern, Alkydverbindungen, Urethanen, Vinylacetaten, polyvinylisierten Fluoriden, Siliconpolyestern, Siliconacry!verbindungen, Siliconurethanen, Acrylverbindungen und dergleichen. Xm allgemeinen wird der Decküberzug auf die Grundierung mit einer Filmdicke von etwa 7,62 bis 127 Mikron aufgetragen, wobei eine durchschnittliche _{ Filmdicke von etwa 10 bis 30 Mikron bevorzugt wird. Die Grundierung der Erfindung zeigt ausgezeichnete Zwischenüberzugshaftfestigkeit (Haftfestigkeit zwischen der Grundierung und dem Decküberzug) und auch eine ausgezeichnete Haftfestigkeit auf der Metallspule.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Durchführung der Er- j

i findung, sollen die Erfindung jedoch nicht beschränken.

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Beispiel 1 Herstellung von Polvester-Polvurethan-Polymerisat

Ein wasserdispergierbares Polyester-Polyurethan wurde aus 0,95 Mol hydriertem Bisphenol A, 0,32 Mol Adipinsäure, 0,7** Mol Dimethylo!propionsäure (DMPA) und 1 Mol Toluoldiisocyanat hergestellt· Das hydrierte Bisphenol A, die Adipinsäure und die Dimethylolpropionsäure wurden in Methyläthylketonlösungsmittel in einem Reaktionskessel dispergiert, und der Inhalt des Kessels wurde bei etwa

ο
80 bis 95 C am Rückfluß erwärmt. Zu dem am Rückfluß erwärmten Gemisch wurde Toluoldiisocyanat langsam innerhalb von 12 Stunden gegeben· Wenn der Isocyanatgehalt in dem Reaktionsgemisch gemäß Infrarotanalyse im wesentlichen Null betrug, war die Umsetzung beendet. Dann wurde 2-Butoxyäthanol-1-Lösungsmittel in den Kessel eingetragen und das Methyläthylketon-LBsungsmittel abdestilliert, wobei in dem Kessel eine Dispersion von Kiyester-Polyurethan mit einem Festsubstanzgehalt von 67 Gew.-% zurückblieb.

: Herstellen/** des SpuleniAberz¹¹f^rsgrundierrnlttels

ι Das Spulenüberzugs grundiermittel wurde aus den folgenden Bestand- .

teilen hergestelltt \

Nichtflüchtige Fe st sub stanzen! (Gew.-%) j

Latex: ^3,68

Thermoplastischer Acryllatex RHOPLEX MV-1 (%)

Thermoplastischer Acryllatex RHOPLEX MV-17 (8,7* Ii)

Polyester-Polyurethan 13»78

Hexamethoxymethylmelamin (HMMM)
(Vernetzungsmittel) 8,01

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^ Nichtflüchtige Pestsubstanzen (

Pigment:

Strontiumchromat (6,11 ^c/>)
Titandioxid (28,42 %)

Der thermoplastische Acryllatex RHOPLEX hat folgende Eigenschaften«

1. ^5,5-^6,5 Gew.-$ Harzfestsubstanzen (in Wasser)

2. pH 9,0-10,0

3. 1,019 g/cm

4. anionisch

5. Mindestfilmbildungstemperatur von 8 c

6. Härtegrenzwert des klaren Films <1 (Tuken)

Das Grundiermittel wurde hergestellt, indem zunächst die Pigmentkomponenten in einem Teil des Acryllatex dispergiert wurden und diese Dispersion der Wirkung einer Sandmühle ausgesetzt wurde, um eine Pigmentepaste mit einer Mahlkorngröße von etwa 7 nach Hegman zu erhalten. Diese Pigmentdispersion enthielt außerdem ein oberflächenaktives Mittel, Äthylenglykol, Tributylphosphat und Dimethy äthanolamin (insgesamt etwa 2 Gew.-9ε des Grundiermittels)· Der j restliche Teil des Acryllatex wurde dann zu der vermahlenen Pigmentpaste gegeben, und dieses Gemisch wurde dann über Nacht zum Entschäumen stehengelassen.

In einem gesonderten Vorgang wurde das Polyester-Polyurethan mit Dimethyläthanolamin neutralisiert und mit dem Vernetzungsmittel in Wasser dispergiert, so daß der Gehalt an nichtfluchtigen Sub-

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stanzen 45 ^r/o bet ing. Diese Dispersion wurde ebenfalls zum Entschäumen stehengelassen· Andererseits kann aus dem Polyester-Polyurethan auch eine Dispersion gebildet oder die wässrige Dispersion ohne Vernetzungsmittel benutzt werden und letzteres dann später dem Grundiermittel zugesetzt werden.

Das entschäumte Latex-Pigment-Gemisch und die entschäumte Polyester-Polyurethan-Dispersion wurden dann in Wasser dispergiert, um ein Grundiermittel zu bilden, das einen Gehalt an nichtflüchtigen Festsubstanzen von 51,9 # und ein Pigment-zuBindemittel-Verhältnis (P/B) von 0,53 hatte.

Beispiel 2

Zwei VergleichsspulenUberzugsgrundiermittel wurden hergestellt, von denen das erste nur Acryllatexbindemittel und das zweite nur

, Polyester-Polyurethan-Bindemittel enthielt. Die Bestandteile der Formulierung für jedes Vergleichsgrundiermittel werden nach- :

, folgend angegeben:

Bestandteile Nichtflüchtige Substanzen (Gew. j Latexgrundiermittel Urethangrundiermittel

Latexs 62,48 ί

ι j

j RHOPLEX MV-1 (49,98 #)

RlIOPLEX MV-17 (12,5O #) j

I ; Polyester-Polyurethan 63»16 j

Hexamethoxymethylmelamin 3,23 13,94 ,

Pigment t

Strontiumchromat 6,86 k,6

Titandioxid 27,42 18,4

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Die Grundiermittel wurden nach einem Verfahren hergestellt, das dem des Beispiels 1 entsprach, Jede iler beiden Vergleichsgrundiermittel enthielt außerdem kleinere Mengen Entschäumer, Pigmentbenetzungsmittel, ein Glykol und Tributylphosphat. Das Latexgrundiermittel hatte einen Gehalt an nichtflüchtigen Festsubstanzen von 56 Gew.-5ε und ein Pigment-zu-Bindemittel-Verhältnis (P/B) von 0,52. Das Urethangrundiermittel hatte einen Gehalt an nichtflüchtigen Fe st substanzen von 39 °/o und ein P/B-Verhältnis von 0,42. Das Urethangrundiermittel war für praktische industrielle Spulenüberzugsoperationen bei einem Gehalt an nichtflüchtigen Festsubstanzen von über etwa UO $ zu viskos.

Beispiel 3

Die beiden Vergleichsgrundiermittel und das Grundiermittel der Erfindung wurden auf saubere (öifreie) Aluminiumplatten mit einer j Filmdicke von etwa 3,8 bis 5t1 Mikron aufgetragen und einer Druck-!

ο
lufttrocknung bei ^ 9 C unterworfen· Ein Decküberzug, da? ein Copo- !

lymerisatvon Butylacrylat, Methancrylsäure, Methylmethacrylat und ! 2-Hydroxyäthylacrylat enthielt, wurde auf alle grundierten Platten'

mit einer Filmdicke von 20,3 bis 22,9 Mikron aufgetragen. Zur Durchführung des Einbrennhärtungsprozesses wurden die Platten für etwa eine Minute bei 216 C (Metallhöchsttemperatur) erwärmt.

Die synergistische Bindemittelkombination gemäß der Erfindung wird in den nachfolgenden Vergleichstests zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit gezeigt.

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Flexibilität und Schlagfestigkeit

Ein Satz von Platten mit jedem Grundiermittel wurde einem 2T-Biegeversuch (eine 180 -Biegung plus 2 weitere Faltungen) unterworfen. Das Latexgrundiermittel und das Grundiermittel der Erfindung zeigten kein Losreißen des Überzugs, während das Urethangrundiermittel eine vollständige Rißbildung zeigte und der gesamte Überzug in dem Biegebereich mit Band abgenommen werden konnte. Bei einem Rückstoß von Sk_tk6 cm.kg zeigte die Latexgrundierung Anzeichen von Rißbildung, wobei etwa 5 °/o des Überzugs mit Band von dem Stoßbereich abgehoben werden konnten. Die Grundierung der Erfindung zeigte demgegenüber keinerlei Anzeichen von Rißbildung, und nichts in dem Stßbereich konnte mit Band abgezogen werden. Die Urethangrundierung wies eine Rißbildung im Stoßbereich von 50 i» auf, und 50 °/ο des Überzugs wurden bei dieser Grundierung

mit Band bei einem Rückstoß von nur 23 cm.kg entfernt. ■

Wasserempfindlichkeit j Die Platten wurden in Wasser bei 38 C für 16 Stunden eingetaucht, J

aus dem Wasser herausgenommen und mit einem Handtuch abgetrocknet· I
Die Federhärte der Decküberzüge auf jeder grundierten Platte wurde dann sofort bestimmt. Der Decküberzug über der Latexgrundierung hatte eine Federhärte von 6B, während der Decküberzug auf der Grundierung der Erfindung eine Federhärte von 2B hatte. Der Deck-Überzug auf der Urethangrundierung hatte eine Federhärte von 11B.

Maatmnantff-Teat Jode Platte wurde einem Mastmaasis-Test (Test zur Ermittlung der Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Essigsäure-Salz-Spray) gemäß

. I

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einer modifizierten Version der Methode nach ASTM B 287-62 unterworfen· Bei dieser modifizierten Methode werden die Platten für 45 Minuten dem lissigsäure-Salz-Spray in einer geschlossenen Kammer und dann einer 2-stündigen Luftspülung der Kammer, wobei die relative Feuchte auf otwa 50 fo gesenkt wird, ausgesetzt. Dann wird die Kammer geschlossen und werden die Platten in der feuchten (relative Feuchte von etwa 90 $) korrodierenden Atmosphäre in der Kammer für 3 Stunden und I5 Minuten gelassen. Dieser 6-Stunden-Zyklus wird dann 60mal wiederholt.

Die Platte mit dem Überzug aus dem Grundiermittel der Erfindung zeigte eine maximale Blasengrößennummer von 7 auf 50 ^CJ> des Randbereichs der Platte und keine Blasen auf der Oberseite der Platte und dem beschriebenen Bereich der Platte. Die mit dem Latexgrundiermittel grundierte Platte zeigte eine maximale Blasengrößennummer von 6 auf 80 $ des Randbereichs, eine maximale Blasengrößennummer von 9 auf 20 ^r/o der Plattenoberseite und eine maximale Blasengrößennummer von 6 auf 50 io des beschriebenen Bereichs. Die Platte mit dem Urethangrundiermittel wies Blasen in einem derart!-

gen Ausmaß auf, daß sie der Bewertung nach bei diesem Test versagt ;

I hatte.

j Salzspravfestjgkeit I

Xn entsprechender Weise überzogene Platten aus verzinktem Stahl ■

wurden einem 500-Stunden-Salzsprayfestigkeitstest gemäß der Methode nah ASTM B 117-64 unterworfen. j

Die Platten mit der Grundierung gemäß der Erfindung hatten einen 25-96-Abriß von etwa 0,08 cm des Überzugs entlang des beschriebenen

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COPY

Bereichs und keine Blasen auf der Oberseite der Platte, üie Platten mit der Latexgrundierung und die Platten mit der Urethangrundierung versagten bei diesem Test.

Test mit Kondensationswasser

ο Aluminiumplatten wurden in einem Winkel von 15 (von der Waagerech·

ο ten) über einem Leitungswasserbad, das bei 60 C gehalten wurde, für ZkO Stunden aufgehängt. Alle Platten zeigten keinen Überzungsfehler nach 2²KD Stunden. Dieser Test wurde mit verzinkten Stahlplatten wiederholt, auf die jeweils eines dor Überzugssysteme aufgetragen worden war. Nur die Platte mit dem Grundiermittel der Erfindung bestand diesen Test mit Kondensationswasser·

Die vorstehenden Ergebnisse zeigen eindeutig den synergistischen Effekt der Bindemittelkombination in dem Grundiermittel der Erfindung. Die gesamte Leistungsfähigkeit des Latexgrundiermittels und des UrethangrundiermittAs war für industrielle Spulonüberzugsoperationen nicht geeignet. Außerdem konnten aufgrund der Ergebnisse der einzelnen Tests mit den Vergleichsgrnndiermitteln die mit dem Grundiermittel der Erfindung erzielten Ergebnisse nicht vorhergesagt werden, Die gesamte Leistungsfähigkeit des Grundiermittels der Erfindung lag völlig innerhalb der von der Industrie akzeptierten Standardwerte. Das Grundiermittel der Er- : findung zeigte außerdem eine solche gute Leistungsfähigkeit mit anderen Decküberzugssystemen und bei Spulen aus anderen Metalltypen·

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Claims

Patentansprüche

1. Warmehärtbares Spulenüberzugsgrundiermittel in wässriger Dispersion zum Grundieren von Metallspulenwerkstoff, dadurch gekennzeichnet. daß es enthält

a) eine fUmbildende Bindemittelphase aus einem wärmehärtbaren, wasserdispergierbaren Polyurethanpolymerisat und einem wasserdispergierbaren, wärmehärtbaren Harzlatex in synergistischer Kombination und

b) eine Hgmentphase aus korrosionsinhibierendem Pigment.

2. Grundiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyurethanpolymerisat ein Polyester-Polyurethan-Polymerisat ist.

3. Grundiermittel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet. daß die synergistische Kombination von dem Polyurethanpolymerisat und dem Harzlatex eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften verbessert hat: Flexibilität und Schlagfestigkeit, Haftfestigkeit gegenüber dem Spulenmaterial und gegenüber einem auf dem besagten Grundiermittel aufgebrachten Decküberzug, Feuchtigkeits- und Wasserbeständigkeit, äußere Haltbarkeit und chemische Beständigkeit und Korrosionsfestigkeit.

k. Wärmehärtbares Spulenüberzugsgrundiermittel in wässriger Dispersion zum Grundieren von Metallspulenwerkstoff, dadurch ge-Vann^ftlehnet. daß es enthält eine Bindemittelphase, die etwa 10 bis 85 56 eines wärmehärtbaren, wasserdispergierbaren Polyurethanpolymerisats und etwa I5 bis 90 # eines wasserdispergierbaren

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ORIGINAL INSPECTED

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wärmehÄrtenden und/oder thermoplastischen Harzlatex, jeweils bezogen auf das Gewicht der Bindend.ttelphase, enthält, und eine Pigmentphase, die korrosionsinhibierendes Pigment enthält, und daß das Gewichtsverhältnis dieser Pigmentphase zu der Bindemittelphase (P/B) etwa 0,05 bis etwa 1,0 beträgt.

5. Spulenüberzugsgrundiermittel nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyurethanpolymerisat ein Polyester-Polyurethan-Polymerisat ist.

6. Spulenüberzugsgrundiermittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyester-Polyurethan zur Dispergierbarkeit in Wasser aminneutralisiert ist.

7· Spulenüberzugsgrundiermittel nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß etwa 15 bis etwa 60 °ß> von dem Polyester-Polyurethan in der Bindemittelphase enthalten sind.

8. Spulenüberzugsgrundiermittel nach Anspruch 5 t dadurch gekennzeichnet, daß etwa 25 bis etwa 35 ⁰Jo von dem Polyester-Polyurethan in der Bindemittelphase enthalten sind.

9. Spulenüberzugsgrundiermittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der wärmehärtende und/oder thermoplastische Harzlatex ein äthylenisch ungesättigtes Latexpolymerisat und/oder -copolymerisat enthält.

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10. Spulenüberzugsgrundiermittel nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittelphase etwa 5 bis etwa 25 °/o Aminoplastvernetzungsmittel für das Polyester-Polyurethan enthält und das Polyester-Pofyurethan etwa 5 bis etwa 6o fa ausmacht und die Pigmentphase etwa 25 bis etwa 98 ^c/o Trübungspigment enthält.

11. Metallspulenwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß er als Überzug das wärmehärtbare Spulenüberzugsgrundiermittel nach einem der Ansprüche k bis 10 enthält.

12. Metallspulenwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß er einen wärmegehärteten Überzug aus dem Spulenüberzugsgrundiermittel nach einem der Ansprüche h bis 10 enthält.

13. Verfahren zum Auftragen eines wärmehärtbaren Spulenüberzugsgrundiermittels in wässriger Dispersion als Überzug auf Metallspulenwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Film aus dem Grundiermittel auf den Spulenwerkstoff aufträgt, wobei man als Grundiermittel ein solches verwendet, das enthält (a) eine filmbildende Bindemittelphase aus etwa 10 bis etwa 85 $> eines wärmehärtbaren, wasserdispergierbaren Polyurethanpolymerisats und etwa 15 bis etwa 90 % eines wasserdispergierbaren, wärmehärtenden und/ oder thermoplastischen Harzlatex und (b) eine Pigmentphase, die korrosionsinhibierendes Pigment enthält, und den Film aus dem Grundiermittel wärmehärtet.

lU. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß man einen wärmehärtbaren Decküberzug als Film auf das wärmegehärtete

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Grundiormilfcel aufträgt.

15· Verfaliren nach Anspruch 13_f dadurch gekennzeichnet, daß man das Grundiermittel des Spulenwerkstoffs bei einer Temperatur lufttrocknet, die zum Härten des Grundiermittelfilms unzureichend ist, einen wärmehärtbaren Decküberzug als Film auf den luftgetrockneten Film aus dem Grundiermittel aufträgt und den grundierten, mit Decküberzug versehenen Spulenwerkstoff bei einer Temperatur und für eine Dauer erwärmt, welche zum Härten sowohl der Grundierung als auch des üecküberzugs ausreichen.

16. Verfahren zur Herstellung eines wärmehärtbaren Überzugsgrundiermittels in wässriger Dispersion, dadurch gekennzeichnet, daß man

eine vermahlene Pigmentpaste aus korrosionsinhibierendem Pigment, dispergiert in wasscrdispergierbarem wärmehärtendem und/oder thermoplastischem Ilarzlatex, bildet,

sich die Pigment-Latex-Dispersion beim Stehen entschäumen läßt, eine wässrige Dispersion eines wasserdispergierbaren, wärmehärtbaren Polyurethanpolymerisats bildet,

sich die wasserdispergierte Polyurethandispersion beim Stehen entschäumen läßt und die entschäumte Pigment-Latex-Dispersinn mit der wässrigen Polyurethannolymerisatdispersion zu dem Grundiermittel vermischt, so daß das Grundiermittel das korrosionsinhibierende Pigment, daß Polyurethanpolymerisat und den Harzlatex enthält.

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