DE2736542C2

DE2736542C2 - Wärmehärtbares Spulenüberzugsgrundiermittel zum Grundieren von Metallspulenwerkstoff, Verfahren zu dessen Herstellung und Verfahren zum Auftragen des Spulenüberzugsmittels auf Metallspulenwerkstoffe

Info

Publication number: DE2736542C2
Application number: DE2736542A
Authority: DE
Inventors: Charles L. Cleveland Ohio Laskin; Timothy I. Strongsville Ohio Memmer
Original assignee: SCM Corp
Current assignee: Akzo Nobel Paints LLC
Priority date: 1976-08-13
Filing date: 1977-08-11
Publication date: 1985-09-12
Also published as: SE7709079L; US4103050A; DE2736542A1; IT1083950B; SE435064B

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

Gew.-°/o der Bindemittelphase, vorteilhafterweise von

etwa 40 bis 85 % und insbesondere von etwa 65 bis 75% enthalten.

Das Grundiermittel enthält ferner korrosionsinhibie-

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

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)

Pigment:

Strontiumchromat (6,11 %)
Titandioxid (28,42%)

Nichtflüchtige Festsubstanzen (Gew.-°/o)
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.

Beispiel 3

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 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

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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.

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Claims

1 2 Spulenüberzugsgrundiermittel werden im allgemei- Patentansprüche: nen auf zusammenhängende Spulen aus blankem Metallwerkstoff aufgetragen, um das unbeschichtete Metall

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 %