DE2736542C2 - Wärmehärtbares Spulenüberzugsgrundiermittel zum Grundieren von Metallspulenwerkstoff, Verfahren zu dessen Herstellung und Verfahren zum Auftragen des Spulenüberzugsmittels auf Metallspulenwerkstoffe - Google Patents
Wärmehärtbares Spulenüberzugsgrundiermittel zum Grundieren von Metallspulenwerkstoff, Verfahren zu dessen Herstellung und Verfahren zum Auftragen des Spulenüberzugsmittels auf MetallspulenwerkstoffeInfo
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Description
verbessertes Spulenüberzugsgrundiermittel ergibt
Das wärmehärtbare Spulenüberzugsgrundiermittel der Erfindung enthält eine filmbildende Bindemittelphase und eine Pigmentphase aus korrosionsinhibierendem
Pigment Das Gewichtsverhlltnis von Pigmentphase zu Bindemittelphase (P/B) beträgt 0,05 bis 1,0.
Die Bindemittelphase enthalt wärmehärtbares wasserdispergiertes Polyurethanpolymerisat und eine filmbildende, wasserdispergierbare wärmehärtende und/
oder thermoplastische Latexpolymerisatphase in synergistischer Kombination von 10 bis 85% Polyurethan und
15 bis 90% Latexpolymerisat und/oder -(»polymerisat
»Synergistische Kombination« bedeutet, daß 1.) die
Gesamt- (oder durchschnitttiche^leistungsfähigkeit des
Spulenüberzugsgrundiermittels der Erfindung besser ist als die eines aus jedem der einzelnen Bestandteile gebildeten Spulenüberzugsgrundiermittels, und 2.) die Gesamtieistungsiähigkeit des Spulenüberzugsgrundiermittels der Erfindung überraschend größer ist als die Leistungsfähigkeit, die von dem Pachman aufgrund der bloßen Kombination der einzelnen Komponenten des
Grundierungsmittels zu erwarten war. Die Gesamt (oder durchschnittlichejleistungsfähigkeit eines Spulenüberzugsgrundiermittels wird gemäß derzeitigen Standards auf diesem Gebiet bestimmt durch 1) Flexibilität
und Schlagfestigkeit, 2) Haftvermögen der Grundierung
auf der blanken Metallspule und gegenüber dem nachfolgend aufgebrachten Decküberzug, 3) chemische Beständigkeit und Korrosionsfestigkeit, 4) Feuchtigkeitsund Wasserfestigkeit und 5) äußere Beständigkeit Obwohl ein einziger Leistungskennwert gegenüber einem
Grundiermittel, das nur eine der Komponenten der synergistischen Kombination enthält, gleich oder nur leicht
verbessert sein kann, muß die gesamte (oder durchschnittliche) Leistungsfähigkeit aller vorstehenden Leistungsstandards zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit
der Grundiermittel bewertet werdea
Das wärmehärtbare, wasserdispergierbare Polyurethanpolymerisat kann ein Polyesterpolyurethan, Siliconpolyurethan, Silicon-Acrylpolyurethan, Epoxypolyurethan, Epoxy-Esterpolyurethan, Acrylurethan oder Polyurethan im engeren Sinne sein. Die Polyurethanpolymerisate enthalten Carboxyl- und Hydroxylseiten- bzw.
-endgruppen zum Dispergierbar- und Loslichmachen des Polymerisats in Wasser und zum Härten des Polymerisats. Typische wasserdispergierbare Polyurethanpolymerisate sind z. B. in den US-PS 3412 054,
37 59 873, 39 62 522, 37 73 729, 38 97 377 und 38 60 546 angegeben.
Ein bevorzugtes Polyurethanpolymerisat ist ein Polyester-Polyurethanpolymerisat, das im allgemeinen hergestellt wird aus einem Isocyanat, einem Polyol, 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 Diolen gehören Polyactondiole, Polypropylenglykole, Polyätherdiole, Vinyldiole, Epoxydiole und phenolische Diole. Zu typischen Dicarbonsäuren gehören
Adipinsäure, Azelainsäure, Bernsteinsäure, Tetrahydrophtalsäure und Glutarsäure. Typische Glykole sind
Äthylenglykol, Propylenglykol, Butandiol, Hexandiol, Neopentylglykol, Trimethyllolpropanmonoallyläther,
Diäthylenglykol, Dipropylenglykol und Tripropylenglykol. Das Polyurethanpolymerisat enthält ferner eine Diisocyanatkomponente, die vorzugsweise Toluoldiisocyanat ist, wegen der vorteilhaften Eigenschaften, die diese dem Spulenüberzugsgrundiermittel verleiht. Zu an
deren geeigneten typischen Diisocyanaten gehören Isophorondiisocyanat Trimethyl-hexamethylendiisocyanat, Phenolindüsocyanat Diphenylurethandiissocyanat
und Methylendiisocyanat Ein bevorzugtes Polyureth- ^polymerisat enthält außerdem eine dritte Komponente aui Dimethylolpropionsäure (DMPAX die mit der Dicarbonsäure bei Bildung des Polyurethanpolymerisats
reagiert, wobei das Polymerisat dann Carboxybeiten- bzw. -endgruppen in unumgesetzter Form für die Dito spergierbarkeit des Polyurethanpolymerisats in Wasser
enhält
Das Polyurethanpolymerisat kann ein selbsthärtendes Urethan sein, mit einem blockierten oder maskierten Isocyanat, das nach dem Erwärmen zum Härten
is entblockiert wird. Andererseits kann das Polyurethan
mit einem Vernetzungsmittel, wie z. B. einem Aminoplast, wärmegehärtet werden. Zu typischen Aminoplast-Vernetzungsmitteln gehören Melamin, Melamin-Formaldehyd, Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate, Tria-
zin-Formaldehyd und Benzoguanamine. Das Polyurethanpolymerisat wird mit Ammoniak, einem Amin, einem
Aminsalz oder Aminderviat neutralisiert, so daß das Polyurethanpolymerisat in Wasser dispergierbar ist Zu geeigneten Aminen gehören z. B. Ammoniumhydroxid,
Äthylamin, Propylamin, Diisopropylamin und Dimethyläthanolamin.
Der Gewichtsanteil des Polyurethanpolymerisats beträgt 10 bis 85%, vorteilhafterweise etwa 15 bis 60%
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 angegebene Gewichtsverhältnis für die Kombination erhalten wird. Der
Anteil des Polyurethanpolymerisats beträgt im allgemeinen etwa 5 bis 60%, vorzugsweise 10 bis 40% und
insbesondere 15 bis 25%, und der Anteil des Vernetzungsmittels beträgt im allgemeinen etwa 5 bis 25%,
vorzugsweise 5 bis 20% und insbesondere 10 bis 20%,
wobei sich diese Angaben auf das Gewicht der Bindemittelphase beziehen.
Ein besonders geeignetes Spulsnüberzugsgrundiermittel en'ihält in der Bindemittelphase etwa 5 bis 60%
Polyester-Polyurethan und etwa 5 bis 25% Aminoplast
vernetzungsmittel für das Polyester-Polyurethan und in
der Pigmentphase etwa 25 bis etwa 98% Trübungspigment
Die Bindemittelphase des Spulenüberzugsgrundiermittels enthält außerdem wärmehärtbares oder thermo-
plastisches Polymerisat, wie z. B. ein Acryllatex-Polymerisat oder -Copolymerisat Zum geeigneten in Wasser
einarbeitbaren Latexpolymerisaten gehören außerdem modifizierte Acrylpolymerisate, wie z. B. Styrolacrylpolymerisate, in Wasser einarbeitbare Polyester, Copoly-
merisate von Silicon-Acrylverbindungen, Vinylchlorid, Epoxyacrylate, Vinylacetate, Polybutylacrylat, Äthylacrylat-Methylmethacrylat-Copolymerisate und Kombinationen davon. Viele andere Latexpolymerisate für
Spulenüberzüge sind bekannt Die wasserdispergierba
ren Latexpolymerisate sind in einem Anteil von 15 bis 90
etwa 40 bis 85 % und insbesondere von etwa 65 bis 75%
enthalten.
rendes Pigment und gewünschtenfalls Trübungspigment. Trübungspigmente haben einen Brechungsindex
von mindestens etwa 1,8, hierzu gehören Titandioxid und Zinkoxid. Zu korrosionsinhibierenden Pigmenten
gehören Bariumchromat, Strontiumchromat, BIeichromat,
Zinkchromat, basisches Zinkchromat sowie verschiedene
Molybdat- und Phosphatpigmente. Zu weiteren Füll- und Streckpigmenten gehören Talkate, Ton
und Kieselsäure. Die Pigmentphase des Grundiermittel 5
kann etwa 2 bis 75 Gew.-% korrosionsinhibierendes Pigment und etwa 98 bis 25 Gew.-% Trübungspigment
enthalten. Das Gewichtsverhältnu von Pigmentphase zur Bindemittelphase (P/B) liegt im Bereich von 0,05 bis
1.0 und insbesondere von etwa 0,5 bis 0,53. Vorzugswei- to
se enthält die Pigmentphase etwa 80% Titandicxidpigment
und etwa 20% Strontiumchromat, bezogen auf das Gewicht der Pigmentphase, um dem Grundiermittel eine
gute korrosionsinhibierende Wirkung zu verleihen. Verschiedene andere Modifizierungsmittel können mit
Vorteil in dem Grundiermittel enthalten sein, wozu Dispergiermittel,
oberflächenaktive Mittel, Entschäumer, Weichmacher und Katalysatoren gehören.
Die Verträglichkeit des Polyurethanpolymerisats und Latexpolymerisats in Wasser kann Schwierigkeiten ergeben
hinsichtlich der Stabilität und der Leistungsfähigkeit, je nach den 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 nach Bildung eines Gemisches von Komponenten ein Schaum gebildet, der wahrscheinlich auf die Unverträglichkeit
der verwendeten besonderen Polymerisate zurückzuführen ist Deshalb wird eine gesonderte Entschäumungsstufe
beim Herstellungsverfahren vorgesehen, wie in den Beispielen ausführlich erläutert Göwohl
ein Entschäumen günstig ist, ist eine solche Operation nicht unbedingt notwendig.
Das Grundiermittel hat einen Gehalt an nichtflüchtigen Festsubstanzen von 35 bis 65 Gew.-% und vorzugsweise
von etwa 40 bis 55 Gew.-%.
Das Grundiermittel wird auf die Metallspule nach üblichen Überzugstechniken, wie z. B. durch Aufbürsten,
Aufsprühen, Auf fließen, Tauchen, direkten Walzenauftrag und vorzugsweise Gegenwalzenauftrag, aufgebracht
Die Trockenfilmdicke der Grundierung beträgt meistens etwa 2,54 bis 12,7 μηι. Die Grundierung kann
dann bei einer Metallmaximaltemperatur von etwa 182 bis 243° C wärmegehärtet werden, wonach dann der
Decküberzug auf den gehärteten Grundierfilm aufgetragen wird.
Ein besonders zweckmäßiges Verfahren besteht darin, daß man das Grundiermittel des Spulenwerkstoffs
bei einer Temperatur lufttrocknet, die noch nicht zum Härten des Grundieftnittelfilms ausreicht, einen wärmehärtbaren
Deckübefiugsfilm auf den luftgetrockneten Film aus dem Grundiermittel aufträgt und den grundierten,
mit Decküberz^g versehenen Spulenwerkstoff bei einer Temperatur uHd für eine Dauer erwärmt, die zum
Härten sowohl der (Arundierung als auch des Decküberzugs
ausreichen.
So kann die Grundierung einer Drucklufttrocknung bei einer Temperatur von etwa 93° C oder weniger ausgesetzt,
dann der Decküberzug aufgebracht und die Grundierung und der Decküberzug gleichzeitig durch
Erwärmen auf eine Metallmaximaltemperatur von etwa 182 bis 243° C in einem konventionellen Einbrennverfahren
gehärtet werden, wobei eine einzige eingebrannte Konfiguration (Netzwerk aus gehärtetem Film) von
Grundierung und Decküberzug erhalten wird.
Die Spule kann z. B. aus Stahl oder Aluminium bestehen, die z. B. verzinkt (galvanisiert), kaltgewalzt oder
elektrogalvanisiert sind. Der stärkste Effekt des Grundiermittels
der Erfindung v/ird festgestellt, wenn es auf verzinktem Stahl oder verzinktem Aluminium aufgetragen
wird, wie in den nachfolgenden Beispielen erläutert Zu Decküberzügen, die auf die Grundierung der Erfindung
aufgetragen werden können, gehören solche at« ölfreien Polyestern, Alkydverbindungen, Urethanen,
Vinylacetaten, polyvinylisierlen Fluoriden, Siliconpolyestern,
Siliconacrylverbindungen, Siliconurethanen und Acrylverbindungen. Im allgemeinen wird der Decküberzug
auf die Grundierung mit einer Filmdicke von etwa 7,62 bis 127 um aufgetragen, wobei eine durchschnittliche
Filmdicke von etwa 10 bis 30 μπι bevorzugt wird.
Die Grundierung der Erfindung zeigt ausgezeichnete Zwischenüberzugshaftfestigkeit (Haftfestigkeit zwischen
der Grundierung und dem Decküberzug) und a ach eine ausgezeichnete Haftfestigkeit auf der Metallspule.
Beispiel 1
Herstellung eines Polyester-Polyurethan-Polymerisats
Herstellung eines Polyester-Polyurethan-Polymerisats
Ein wasserdispergierbares Polyester-Polyurethan wurde aus 0,95 Mol hydriertem Bisphenol A, 032 Mold
Adipinsäure, 0,74 Mol Dimethylolpropionsäure (DMPA) und 1 Mol Toluoldiisocyanat hergestellt Das
hydrierte Bisphenol A, die Adipinsäure und die Dimethylolpropionsäure wurden in einem Reaktionskessel in
Methyläthylketonlösungsmittel dispergiert, und der Inhalt des Kessels wurde bei etwa 80 bis 95° unter Rückfluß
erwärmt Zu dem erwärmten Gemisch wurde innerhalb von 12 Stunden langsam Toluoldiisocyanat 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 Kesse! eingetragen und das Methyläthylketon-Lösungsmittel abdestilliert,
wobei in dem Kessel eine Dispersion von Polyester-Polyurethan mit einem Festsubstanzgehalt von 67 Gew.-%
zurückblieb.
Herstellung des Spulenüberzugsgrundiermittels
Das Spulenüberzugsgrundiermittel wurde aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:
Latex:
Thermoplastischer Acryllatex I
(34,94%)
Thermoplastischer Acryllatex II
(8,74o/o)
Polyester-Polyurethan
Hexamethoxymethylmelamin
(HMMM) (Vernetzungsmittel)
Hexamethoxymethylmelamin
(HMMM) (Vernetzungsmittel)
Pigment:
Strontiumchromat (6,11 %)
Titandioxid (28,42%)
Titandioxid (28,42%)
Nichtflüchtige Festsubstanzen (Gew.-°/o)
43,6
43,6
13,78
8,01
34,53
Der thermoplastische Acryllatex hat folgende Eigenschaften:
1. 45,5—46,5 Gew.-% Harzfestsubstanzen (in Wasser)
2. pH 9,0-10,0
3. 1,019 g/cm3
4. anionisch
5. Mindestfilmbiidungstemperatur 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
Pigmentpaste mit einer Mahlkorngröße von etwa 7 nach Hegman zu erhalten. Diese Pigmentdispersion enthielt
außerdem ein oberflächenaktives Mittel, Äthylenglykol, Tributylphoshat und Dimethyläthynolamin (insgesamt
etwa 2 Gew.-% des Grundiermittels). Der 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 nichtflüchtigen Substanzen 45% betrug. 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-zu-Bindemittel-Verhältnis (P/B) von 0,53 hatte.
Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)
Zwei Vergleichsspulenüberzugsgrundiermittel wurden hergestellt, von denen das erste nur Acryllatexbindemittel
und das zweite nur Polyester-Polyurethan-Bindemittel enthielt. Die Bestandteile der Formulierung für
jedes Vergleichsgrundiermittel werden nachfolgend angegeben:
Bestandteile | Nichtflüchtige |
Substanzen (Gew.-%) | |
Latex- Urethan- | |
grundier- grundier | |
mittel mittel | |
Latex: | 62,48 - |
Acryüatex! (49,98%) | |
Acryllatex H (1240%) | |
Polyester-Polyurethan | - 63,16 |
Hexamethoxymethylmelamin | 3,23 13,94 |
Pigment: | |
Strontiumchromat | 636 4,6 |
Titandioxid | 27,42 18,4 |
mittel hatte einen Gehalt an nichtflüchtigen Festsubstanzen von 39% und ein P/B-Verhältnis von 0,42. Das
Urethangrundiermittel war für praktische industrielle Spulenüberzugsoperationen bei einem Gehalt an nichtflüchtigen
Festsubstanzen von über etwa 40% zu viskos.
Die beiden Vergleichsgrundiermittel und das Grundiermittel der Erfindung wurden auf saubere (ölfreie)
Aluminiumplatten mit einer Filmdicke von etwa 3,8 bis 5,1 μΐη aufgetragen und einer Drucklufttrocknung bei
49° C unterworfen. Ein Decküberzug, der ein Copolymerisat von Butylacrylat, Methacrylsäure, Methylmethacrylat
und 2-Hydroxyäthylacrylat enthielt, wurde auf alle
grundierten Platten mit einer Filmdicke von 20,3 bis 22,9 μηι aufgetragen. Zur Durchführung des Einbrennhärtungsprozesses
wurden die Platten etwa 1 Minute bei 216°C(Metallhöchsttemperatur) erwärmt
Die synergistische Bindemittelkombination gemäß der Erfindung wird in den nachfolgenden Tests zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit verglichen.
Die synergistische Bindemittelkombination gemäß der Erfindung wird in den nachfolgenden Tests zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit verglichen.
Die Grundiermittel wurden nach einem Verfahren hergestellt, das dem des Beispiels 1 entsprach. Jedes der
beiden Vergleichsgrundiermittel enthielt außerdem
kleinere Mengen Entschäumer, Pigmentbenetzungsmittel, ein Glykol und Tributylphosphat Das Latexgrundiermjttel
hatte einen Gehalt an nichtflüchtigen Festsubstanzen von 56 Gew.-% und ein Pigment-zu-Bindemittel-Verhältnis
(P/B) von 0^2. Das Urethangrundier-Flexibilität
und Schlagfestigkeit
Ein Satz von Platten mit jedem Grundiermittel wurde einem 2 T-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 einem Band abgenommen werden konnte. Bei einem Rückstoß von
94,46 cm · kg zeigt die Latexgrundierung Anzeichen
von Rißbildung, wobei etwa 5% des Überzugs mit einem Band von dem Stoßbereich abgehoben werden
konnten. Die Grundierung der Erfindung zeigte demgegenüber keinerlei Anzeichen von Rißbildung, und im
Stoßbereich konnte mit einem Band nichts abgezogen werden. Die Urethangrundierung wies eine Rißbildung
im Stoßbereich von 50% auf, und 50% des Überzugs wurden bei dieser Grundierung mit einem Band bei einem
Rückstoß von nur 23 cm · kg entfernt
Wasserempfindlichkeit
Die Platten wurden 16 Stunden in Wasser bei 38° C eingetaucht aus dem Wasser herausgenommen und mit
einem Handtuch abgetrocknet Die Stifthärte der Decküberzüge jeder grundierten Platte wurde dann sofort
bestimmt Der Decküberzug über der Latexgrundierung hatte eine Stirnhärte von 6 B, während der Decküberzug
auf der Grundierung der Erfindung eine Stifthärte von 2 B hatte. Der Decküberzug auf der Urethangrundierung
hatte eine Stifthärte von 11 B.
Mastmaasis-Test
Jede Platte wurde einem Mastmaasis-Test (Test zur Ermittlung der Widerstandsfähigkeit gegenüber einem
Essigsäure-Salz-Spray) gemäß einer modifizierten Version der Methode nach ASTM B 287-62 unterworfen.
Bei dieser modifizierten Methode werden die Platten 45 Minuten dem Essigsäure-Salz-Spray in einer geschlossenen
Kammer und dann einer 2-stündigen Luftspülung der Kammer ausgesetzt, wobei die relative Feuchte auf
etwa 50% gesenkt wird. Dann werden die Kammer geschlossen und die Platten in der feuchten korrodieren-
den Atmosphäre (relative Feuchte von etwa 90%) 3 Stunden und 15 Minuten belassen. Dieser 6-Stunden-Zyklus
wird dann 60mal wiederholt.
Die Platte mit dem Überzug aus dem Grundiermittel der Erfindung zeigt eine maximale Blasengrößennummer
von 7 auf 50% 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 maxiamale Blasengrößennummer
von 6 auf 80% des Randbereichs, eine maximale Blasengrößennummer von 9 auf 20% der
Plattenoberseite und eine maximale Blasengrößennummer von 6 auf 50% des beschriebenen Bereichs. Die
Platte mit dem Urethangrundiermittel wies Blasen in einem derartigen Ausmaß auf, daß sie sich der Bewertung
nach diesem Test entzog.
Salzsprayfestigkeit
In entsprechender Weise überzogene Platten aus verzinktem Stahl wurden einem 500-Stunden-Salzsprayfestigkeitstest
gemäß der Methode nach ASTM B 117-64 unterworfen.
Die Platten mit der Grundierung gemäß der Erfindung hatten einen 25-%-Abriß von etwa 0,08 cm des
Überzugs entlang des beschriebenen Bereichs und keine Blase auf der Oberseite der Platte. Die Platten mit
der Latexgrundierung und die Platten mit der Urethangrundierung versagten bei diesem Test
30
Test mit Kondensationswasser
Aluminiumplatten wurden 240 Stunden unter einem Winkel vor. 15° (gegenüber der Waagerechten) über
einem Leitungswasserbad (6O0C) aufgehängt Alle Platten
zeigten keinen Überzugsfehler nach 140 Stunden. Dieser Test wurde mit verzinkten Stahlplatten wiederholt
auf die jeweils eines der 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 Gesamtleistungsfähigkeit des Latexgrundiermittels und des
Urethangrundiermittels war für industrielle Spulenüberzugsoperationen nicht geeignet Die Ergebnisse der
einzelnen Tests mit den Vergleichsgrundiermitteln ließen keine Vorhersage für die mit dem Grundiermittel
der Erfindung erzielten Ergebnisse zu. Die Gesaratleistungsfähigkeit
des Grundiermittels der Erfindung lag völlig innerhalb der von der Industrie akzeptierten
Standardwerte. Das Grundiermittel der Erfindung zeigte
auch eine ebenso gute Leistungsfähigkeit mit anderen Decküberzugssystemen und bei Spulen aus anderen
Metall typen.
60
65
Claims (6)
1. Wärmehärtbares Spulenüberzugsgrundiermit- vor dessen Verarbeitung zu schützen. Dabei wird das
tel in wäßriger Dispersion zum Grundieren von Me- 5 blanke Spulenmetall zunächst von Schutzöl gereinigt
tallspulenwerksioff, dadurch gekennzeich- und dann mit dem Spulenüberzugsgrundiermittel übern e t, daß es besteht au- zogen. Der grundierte Spulenmetallwerkstoff wird dann
gewöhnlich mit einem Decküberzug versehen und viel-
A) einer filmbildenden Bindemittelphase aus fältigen Verabeitungsprozessen und Nachfcrmgebungs-
a) einem wärmehärtbaren, wasserdispergier- io operationen unterworfen, bei denen das Spulenmetall
baren Polyurethanpclymerisat mit Carbox- zu bestimmten Längen geschnitten, mittels Preßformen
yl- und Hydroxylseiten- bzw. -endgruppen, oder Walzen geformt oder gestanzt bzw. gepreßt wird,
das mit Ammoniak, einem Amin, Aminsalz um einen geformten Metallgegenstand zu ergeben. We-
oder Am'inderivat neutralisiert ist, und gen der vielfältigen nachfolgenden Verarbeitungs-,
b) einem wasserdispergierbaren Latexpoly- is Formgebungs- und Biegeoperationen müssen die Spumerisat und/oder -copolymerisat aus ei- lenüberzugsgrundierungen ungewöhnliche Eigenschafnem äthylenisch ungesättigten Monome- ten besitzen, so daß sie das nachfolgende Schneiden,
ren, . Biegen, Pressen, Ziehen und dergl. aushalten können
B) einer Pigmentphase, die ein korrosionsinhibie- und ihre Unversehrtheit und Haftfestigkeit auf dem
rendes Pigment enthält, 20 Spulenwerkstoff beibehalten. Dementsprechend müs-
C) Wasser, ggf. sen Spulenüberzugsgrundierungen Flexibilität und
D) einem Vernetzungsmittel für das Polyurethan Haftfestigkeit aufweisen, so daß sie nachfolgenden Biesowie ggf. geoperationen widerstehen können sowie auch gegen-
E) üblichen Modifizierungsmitteln, über Chemikalien resistent und korrosionsfest und
25 feuchtigkeits- und wasserfest sein, um das grundierte
wobei die Bindemittelphase 10 bis 85% des wärme- Metall bei nachfolgenden Verarbeitungsprozessen
härtbaren, wasserdispergierbaren Polyurethanpoly- schützen zu können. Das Spulenüberzugsgrundiermittel
merisats (a) und 15 bis 90% des wasserdispergierba- muß ferner einen Schutz gegenüber dem fertigen Deckren Latexpolymerisats und/oder -copolymerisats (b), überzug ergeben und gegenüber letzterem Haftfestigjeweils bezogen auf das Gewicht der Bindemittel- 30 keit besitzen und seine Unversehrtheit und sein Haftphase, enthält und das Gewichtsverhältnis der Pig- vermögen gegenüber dem Spulenwerkstoff beibehalmentphase zu der Bindemittelphase (P/B) 0,05 bis 1,0 ten.
und der Gehalt an nichtflüchtigen Festsubstanzen 35 Die US-PS 39 71 745 beschreibt ein homogenes wäß-
bis 65 Gew.-% beträgt. riges Gemisch aus einem Polyurethan und Epoxyharz,
2. Grundiermittel nach Anspruch 1, dadurch ge- 35 das mit Hilfe von Tensiden in der Wasserphase disperkennzeichnet, daß das Polyurethanpolymerisat ein giert wird. Latexpolymerisate sind nicht vorgesehen.
Polyester-Polyurethan-Polymerisat ist Die bekannten Gemische sind für andere Zwecke wie
3. Grundiermittel nach Anspruch 2, dadurch ge- Textilimprägnierungen bestimmt.
kennzeichnet, daß 15 bis 60% von dem Polyester- Bisher sind in der Hauptsache Spulenüberzugsgrun-
Polyurethan in der Bindemittelphase enthalten sind. 40 diermittel auf Lösungsmittelbasis verwendet worden.
4. Grundiermittel nach Anspruch 2, dadurch ge- Aufgrund wirtschaftlicher Erwägungen und im Hinblick
kennzeichnet, daß 25 bis 35% von dem Polyester- auf Umweltsbelange ist es jedoch für den industriellen
Polyurethan in der Bindemittelphase enthalten sind. Einsatz sehr erwünscht, wäßrige Spulenüberzugsgrun-
5. Verfahren zur Herstellung des wärmehärtbaren diermittel zur Verfügung zu haben. Bisher bekannte
Überzugsgrundiermittels nach Anspruch 1, dadurch 45 wäßrige Grundiermittel sind jedoch hinsichtlich der Angekennzeichnet, daß man eine vermahlene Pigment- forderungen an Korrosionsverhinderung und Bildung
paste aus korrosionsinhibierendem Pigment, disper- einer geeigneten Grundierung auf der blanken Metallgiert in dem wasserdispergierbaren Latexpolymeri- spule sowie der erforderlichen Flexibilität, Schlagfestigsat und/oder -copolymerisat (b), bildet, die Pigment- keit, Haftfestigkeit gegenüber der Metallspule, chemi-Latex-Dispersion beim Stehen entschäumen läßt, ei- so sehen Beständigkeit und Korrosionsfestigkeit, Feuchtigne wäßrige Dipersion des wasserdispergierbaren, keits- und Wasserfestigkeit und äußeren Haltbarkeit sowärmehärtbaren Polyurethanpolymerisats (a) bildet, wie der Haftfestigkeit zwischen Grundiermittel und ferdie wasserdispergierbare Polyurethandispersion tigern Decküberzug unbefriedigend.
beim Stehen entschäumen läßt und die entschäumte Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verPigment-Latex-Dispersion mit der wäßrigen Polyu- 55 bessertes härtbares Spulenüberzugsgrundiermittel zum
rethanpolymerisatdispersion zu dem Grundiermittel Grundieren von Metallspulenwerkstoff auf wäßriger
vermischt, so daß das Grundiermittel das korro- Dispersionsbasis bereitzustellen,
sionsinhibierende Pigment, das Polyurethanpolyme- Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch das in Anrisat und den Latex enthält. spruch 1 angegebene Spulenüberzugsgrundiermittel
6. Verfahren zum Auftragen eines wärmehärtba- 60 mit bevorzugten Ausgestaltungen nach den Ansprüchen
ren Spulenüberzugsgrundiermittels in wäßriger Di- 2—4 gelöst. Anspruch 5 beinhaltet ein bevorzugtes Herspersion als Überzug auf Metallspulenwerkstoffe, stellungsverfahren für das Grundiermittel und Andadurch gekennzeichnet, daß man ein Grundiermit- spruch 6 ein Verfahren zum Auftragen des Grundier-
tel na h einem der Ansprüche 1 bis 4 auf den Spulen- mittels auf Metallspulenwerkstoff.
werkstoff aufträgt und den Film aus dem Grundier- 65 Es wurde gefunden, daß ein wäßriges Spulenüber- ζί
mittel wärmehärtet. zugsgrundiermittel auf Basis eines wärrnehärtbaren fi
wasserdispergierbaren Polyurethanpolymerisats in syn- ζί
ergistischer Kombination mit dem Latexpolymerisat ein %
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