DE2950373A1

DE2950373A1 - Aus einem druckgefaess zerstaeubbarer zweikomponenten-polyurethanlack und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2950373A1
Application number: DE19792950373
Authority: DE
Inventors: Hans Peter 5600 Wuppertal Barrenstein; Ruth 5650 Solingen Stein
Original assignee: HERMANN WIEDERHOLD GmbH; Hermann Wiederhold 4010 Hilden GmbH; WIEDERHOLD HERMANN GmbH
Current assignee: Ici Lacke Farben 4010 Hilden De GmbH
Priority date: 1979-12-14
Filing date: 1979-12-14
Publication date: 1981-07-02
Also published as: EP0030840B1; DE2950373C2; EP0030840A1; ATE3436T1

Description

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HERMANN WIEDERHOLD GMBH
4010 Hilden

Aus einem Druckgefäß zerstäubbarer Zweikomponenten-Polyurethanlack und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft einen aus einem Druckgefäß zerstäubbaren Zweikomponenten-Polyurethanlack, bestehend aus einer Lack-Grundkomponente in Form eines Hydroxylgruppen enthaltenden, in einem organischen Lösungsmittel gelösten Vorpolymerisats, die zusammen mit einem Treibmittel in einem ersten Druckgefäß enthalten ist, und einer Härter-Komponente auf der Basis eines in einem organischen Lösungsmittel gelösten Polyisocyanats, die zusammen mit einem Treibmittel in einem zweiten Druckgefäß enthalten ist, und erhältlich in gebrauchsfertiger Form durch überführen einer Komponente aus ihrem Druckgefäß in das Druckgefäß der anderen Komponente und Mischen beider Komponenten.

Zweikomponenten-Polyurethanlacke zeichnen sich durch gute Wetter- und Chemikalienbeständigkeit, hohe mechanische Beanspruchsbarkeit und gute Haftung auf dem Untergrund aus. Sie eignen sich daher ausgezeichnet sowohl für Erst- als auch Ausbesserungslackierungen und können im zweiten Fall auch auf alte Einkomponenten-Anstriche aufgetragen werden. Hochwertige Zweikomponenten-Polyurethanlacke können allerdings bisher nur mit der Spritzpistole aufgetragen werden; ein Sprühdosenprodukt steht nicht zur

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Verfügung. Zwar ist aus der US-Patentschrift 3 343 718 bereits ein Zweikomponenten-Polyurethanklebstoff bekannt, bei dem eine Grundkomponente aus Adipinsäure und Hexantriol zusammen mit einem Treibmittel — Propan — in einem ersten Druckgefäß und eine aus einem Polyisocyanat bestehende Härter-Komponente zusammen mit einem Treibmittel — einem Gemisch aus Monofluortrichlormethan und Difluordichlormethan — in einem zweiten Druckgefäß enthalten sind und der gebrauchsfertige Klebstoff dadurch erhältlich ist, daß eine Komponente aus ihrem Druckgefäß in das Druckgefäß der anderen Komponente übergeführt und beide Komponenten vermischt werden; doch läßt sich dieses Prinzip nicht ohne weiteres auf Zweikomponenten-Polyurethanlacke, wie sie beispielsweise aus der DE-AS 1 247 006 bekannt sind, übertragen. Die als Lack-Grundkomponenten verwendeten Vorpolymerisate sind nämlich mit gebräuchlichen Treibmitteln, wie Monofluortrichlormethan (R 11), Difluordichlormethan (R 12), Propan, Butan usw., schlecht verträglich. Vielfach schon vor, spätestens aber nach dem Zusatz des Isocyanathärters bilden sich in Gegenwart der Treibmittel unlösliche Produkte in Form von Schlamm oder Klumpen, so daß der Lack nicht mehr verarbeitbar ist. Es sind zwar einige Vorpolymerisate bekannt, die mit den gebräuchlichen Treibmitteln verträglich sind; diese Vorpolymerisate ergeben jedoch Anstrichfilme, die keine ausreichende Oberflächenhärte, Chemikalien- und Lösungsmittelbeständigkeit haben. Alle bisher bekanntgewordenen Versuche, Zweikomponenten-Polyurethanlacke in Druckgefäßen, wie Sprühdosen, zur Verfügung zu stellen, sind bisher erfolglos geblieben, weil sowohl die Einzelkomponenten in getrennten Druckgefäßen als auch die Mischung der beiden Komponenten in einer einzigen Sprühdose keine für praktische Zwecke ausreichende Lagerbeständigkeit hatten.

Es stellte sich somit die Aufgabe, einen Zweikomponenten-Polyurethanlack zur Verfügung zu stellen, der nicht nur

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gute Auftrags- und Lackfilmeigenschaften hat, wie gute Wetter- und Chemikalienbeständigkeit, mechanische Beanspruchbarkeit, gute Haftung auf anderen Polyurethanlacken, Unempfindlichkeit des Films gegenüber Luftfeuchtigkeit sowie Spuren von Fetten und ölen, rasches Aushärten zur weitgehenden Vermeidung von Staubansatz, sondern auch mit Treibmitteln verträglich ist, dessen Komponenten bei getrennter Aufbewahrung in eigenen Druckgefäßen lange lagerfähig sind und der nach dem Mischen der beiden Komponenten eine für praktische Zwecke ausreichende Lagerbeständigkeit hat.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Zweikomponenten-Polyurethanlack der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß

a) das Vorpolymerisat aus einem 1 bis 7 Gew.-% Hydroxylgruppen enthaltenden Mischpolymerisat auf der Basis von Styrol, Vinyltoluol, Methacrylsäure- und/oder Acrylsäureestern mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest sowie Hydroxyalkylacrylaten und/oder -methacrylaten mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Gemischen solcher Mischpolymerisate besteht;

b) das Treibmittel in dem ersten Druckgefäß für Vorpolymerisate mit 1 bis 2 Gew.-% Hydroxylgruppen aus Propan, Butan, MonofluortxichlormfitÄan, Difluordichlormethan, Dimethylather, Stickstoff oe[er Gemischen davon und für Vorpolymerisate mit mehr als} 2 Gew.-% Hydroxylgruppen aus Dimethyläther oder einem* Gemisch von Dimethy lather. Propan und/oder Butan besteht;

c) der Härter 10 bis 25 Gew.-% NCO-Gruppen enthält; und

d) die Mengen des in dem ersten Druckgefäß enthaltenen Vorpolymerisats und** des im Weiten Druckgefäß enthaltenen Härters so bemessen sind, daß bei einer Vereinigung

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der beiden Komponenten ein Gemisch entsteht, das, bezogen auf die Feststoffzusammensetzung, 60 bis 96 Gew.-% Lack-Grundkomponente 4 bis 40 Gew.-% Härter-Komponente enthält.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sowie ein Verfahren zum Herstellen des Zweikomponenten-Polyurethanlackes sind in den Unteransprüchen angegeben.

überraschenderweise wurde gefunden, daß Zweikomponenten-Polyurethanlacke der vorstehend angegebenen Zusammensetzung bei Lagerung der Lack-Grundkomponente und der Härter-Komponente in getrennten Druckgefäßen mindestens ein Jahr haltbar sind, während die Mischung der beiden Komponenten in einem einzigen Druckgefäß noch nach zwei bis drei Tagen versprühbar ist. Diese gegenüber dem Stand der Technik wesentliche Verlängerung der Verarbeitungszeit der Zweikomponenten-Sprühdosenlacke gewährleistet ihre Einsatzfähigkeit unter allen üblichen Bedingungen in der Praxis.

Die Lack-Grundkomponente enthält als Vorpolymerisat ein Mischpolymerisat aus Styrol und/oder Vinyltoluol, Methacrylsäure- und/oder Acrylsäureestern mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest sowie Hydroxyalkylacrylaten und/oder Hydroxyalkylmethacrylaten mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest. Beispiele solcher Vorpolymerisate sind Mischpolymerisate aus

1. Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat oder Isobutylmethacrylat und Hydroxyäthyl- oder Hydroxypropyl- oder Hydroxybutylacrylat bzw. den entsprechenden Hydroxyalkylmethacrylaten;

2. Styrol und Hydroxyäthyl- oder Hydroxypropyl- oder Hydroxybutylacrylat bzw. den entsprechenden Hydroxyalkylmethacrylaten; und

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3. Vinyltoluol und den unter 2. genannten Hydroxyalkylacrylaten bzw. -methacrylaten.

Die Komponenten der Mischpolymerisate sind dabei so zu wählen, daß das fertige Mischpolymerisat 1 bis 7 Gew.-%, am besten 1,3 bis 6 Gew.-% Hydroxylgruppen enthält.

Vielfach ist es wünschenswert, die Mischpolymerisate "elastischer" einzustellen, als dies bei den vorstehenden Beispielen 1. bis 3. der Fall ist. Zu diesem Zweck kann man die sogenannten "harten" Monomeren Methylmethacrylat, Styrol und Vinyltoluol bis zu 50 Gew.-% durch Methylacrylat, Äthylacrylat, Butylacrylat oder 2-Äthyl-hexyl-acrylat ersetzen. Solche Mischpolymerisate können beispielsweise folgende Monomer-Zusammensetzung haben :

40 bis 60 Gew.-% Styrol, Vinyltoluol oder Methylmethacrylat;

10 bis 50 Gew.-% Hydroxyäthylacrylat, Hydroxypropyl-

acrylat oder die entsprechenden Methacrylate; und'

10 bis 50 Gew.-% Methylacrylat, Äthylacrylat, Butylacrylat und/oder 2-Äthyl-hexyl-acrylat.

Die Herstellung solcher Mischpolymerisate ist in der DE-AS 1 247 006 beschrieben.

Das Vorpolymerisat ist in der Regel in einem organischen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch gelöst. Geeignete Lösungsmittel sind Toluol, Xylol, höhersiedende aromatische Kohlenwasserstoffe und Gemische dieser Aromaten, Essigsäureester, Ketone, wie Methyläthylketon oder Methylisobutylketon, Esteräther, wie Methyl- oder Äthylglykolätheracetat, und Gemische davon. Als besonders vorteilhafte Lösungsmittel haben sich Methylisobutylketon und Äthylglykolätheracetat erwiesen. Die Konzentration des Vorpolymerisats in der Lösung hängt von der Viskosität der

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Lösung ab. Die Lösung darf nicht zu dünnflüssig sein, da dann die Filmbildung des Lackes unzureichend ist und der Lack leicht abläuft; sie darf aber auch nicht zu dickflüssig sein, weil dann keine ausreichende Zerstäubung erzielt wird, sondern sich mehr oder weniger große Tropfen bilden. Im allgemeinen ergibt eine Konzentration von 50 bis 60 Gew.-% Vorpolymerisat in der Lösung bzw. von 30 bis 60 Gew.-% einschließlich der Lösungsmittel aus der Lackrezeptur eine zufriedenstellende Lackierung.

In der Lösung des Vorpolymerisats können anorganische oder organische Pigmente dispergiert sein. Beispiele anorganischer Pigmente sind Titandioxid, Eisen(III)-oxid (Eisenoxidrot), Eisen(II,III)-oxid (Eisenoxidschwarz), Bariumsulfat, Bleichromat und Kieselsäure; Beispiele organischer Pigmente sind Phthalocyanine, Helioechtschwarz, Permanentgelb und Permanentrot. Die Pigmente können einzeln oder in Form von Gemischen eingesetzt werden. Der Anteil der Pigmente in der Lösung des Vorpolymerisats kann 20 bis 45 Gew.-% betragen.

Außer Pigmenten können noch die üblichen Verlaufmittel, Antiabsetzmittel, Thixotropiemittel, Reaktionsbeschleuniger, Mattierungsmittel sowie sonstige Zusatzmittel in der Lack-Grundkomponente enthalten sein.

Die die Lack-Grundkomponente bildende Lösung des Vorpolymerisats, die noch die vorstehend genannten Pigmente und Zusätze enthalten kann, wird in ein Aerosol-Druckgefäß in Form einer Sprühdose abgefüllt, in die dann in bekannter Weise das Treibmittel eingebracht wird. Bei Vorpolymerisaten, die 1 bis 2 Gew.-% Hydroxylgruppen enthalten, können als Treibmittel Propan, Butan, Monofluortrichlormethan (R 11), Difluordichlormethan (R 12), Dimethyläther, Stickstoff oder Gemische davon verwendet werden. Diese Treibmittel sind auch mit dem Reaktionsgemisch aus Lack-Grund-

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komponente und Härter-Komponente verträglich. Enthält das Vorpolymerisat der Lack-Grundkomponente mehr als 2 Gew.-% Hydroxylgruppen, ist es nicht mehr mit allen der genannten Treibmitteln verträglich; in diesem Fall ist das beste Treibmittel Dimethyläther. Auch ein Gemisch aus Dimethyläther und Propan/Butan ist brauchbar.

Das Füllungsverhältnis von Lack-Grundkomponente zu Treibmittel hängt von dem gewählten Treibmittel und der Viskosität des Gemisches aus Vorpolymerisat und Treibmittel ab. Die Treibmittelmenge muß ausreichen, um eine völlige Entleerung des Lackes aus der Sprühdose zu gewährleisten. Da die Lack-Grundkomponente aus sehr verschiedenen Vorpolymerisaten mit unterschiedlichen Eigenschaften bestehen kann und viele Kombinationen der Treibmittel möglich sind, können Richtwerte für das Füllungsverhältnis von Lack-Grundkomponente zu Treibmittel nicht angegeben werden, doch lassen sich brauchbare Füllungsverhältnisse für die jeweilige Lack-Grundkomponente und das jeweils gewählte Treibmittel durch einfache Sprühversuche rasch ermitteln. Als Anhalt können folgende Füllungsverhältnisse dienen:

30 bis 70 Gew.-% Lack-Grundkomponente mit 1 bis 2 Gew.-%

Hydroxylgruppen 70 bis 30 Gew.-% R 11/12-1090* oder R 11/12-3070*

70 bis 90 Gew.-% Lack-Grundkomponente mit 1 bis 2 Gew.-%

Hydroxylgruppen 30 bis 10 Gew.-% Propan

50 bis 70 Gew.-% Lack-Grundkomponente mit 1 bis 2 Gew.-%

Hydroxylgruppen 50 bis 30 Gew.-% Propan-Butan 10/85**

40 bis 70 Gew.-% Lack-Grundkomponente mit 1 bis 7 Gew.-%

Hydroxylgruppen 60 bis 30 Gew.-% Dimethyläther

20 bis 60 Gew.-% Lack-Grundkomponente mit 1 bis 7 Gew.-%

Hydroxylgruppen

40 bis 20 Gew.-% Propan-Butan 15/85** 40 bis 20 Gew.-% Dimethyläther

* Die beiden ersten Ziffern geben den Prozentgehalt an R 11, die beiden letzten Ziffern den Prozentgehalt an R 12 des Treibmittelgemisches an.

** Die Zahl vor dem Bruchstrich gibt die Gewichtsteile Propan, die Zahl nach dem Bruchstrich die Gewichtsteile Butan des Treibmittelgemisches an.

Der Betriebsdruck beträgt bei gebräuchlichen Sprühdosen etwa 3 bis 5 bar bei 20 ⁰C; er ergibt einen mittleren Arbeitsdruck beim Zerstäuben von 2,5 bis 3,0 bar.

Die Härter-Komponente des Zweikomponenten-Polyurethanlackes besteht aus in organischen Lösungsmitteln gelösten Polyisocyanaten, die 10 bis 25 Gew.-% Isocyanatgruppen enthalten. Die polyfunktionellen Isocyanate können aliphatische oder aromatische Isocyanate sein. Als besonders vorteilhaft haben sich ein Reaktionsprodukt aus 3 mol Isophoron-diisocyanat und 1 mol Trimethylolpropan mit 15 bis 16,5 Gew.-% NCO-Gruppen, ein Reaktionsprodukt aus 3 mol Toluylen-diisocyanat und 1 mol Trimethylolpropan mit etwa 17 Gew.-% NCO-Gruppen und ein aliphatisches, Biuretgruppen enthaltendes Triisocyanat mit etwa 21 Gew.-% NCO-Gruppen erwiesen, das durch Umsetzung von 3 mol Hexamethylen-diisocyanat mit 1 mol Wasser erhältlich ist.

Das polyfunktionelle Isocyanat ist in einem organischen Lösungsmittel gelöst. Geeignete Lösungsmittel sind Glykolester der Essigsäure und aromatische Kohlenwasserstoffe. Die Konzentration des Isocyanats in dem Lösungsmittel beträgt zweckmäßigerweise 50 bis 75 Gew-%. Die Isocyanat-Lösung wird in ein Druck-

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gefäß, z.B. eine Druckdose mit einem Überströmventil, abgefüllt, in die dann als Treibgas Stickstoff eingefüllt wird. Das Füllungsverhältnis von Isocyanat-Lösung zu Stickstoff ist nicht kritisch; die Stickstoffmenge muß nur ausreichen, um die Isocyahat-Lösung aus dem Druckgefäß völlig zu entleeren und einen Enddruck zu erreichen, der höher als der Fülldruck der Sprühdose ist, in der sich die Lack-Grundkomponente befindet. Bei gebräuchlichen Druck-Zerstäuber-Dosen für einen zulässigen Innendruck von 20 bar bei 50 ⁰C beträgt der Druck etwa 12 bar bei 20 ⁰C.

Bei getrennter Aufbewahrung der Lack-Grundkomponente und der Härter-Komponente in ihren jeweiligen Dosen sind die Komponenten etwa ein Jahr lagerfähig.

Zur Bereitung eines gebrauchsfertigen Lackes wird die Härter-Komponente in die die Lack-Grundkomponente enthaltende Sprühdose übergeführt. Dieses Umfüllen erfolgt durch Verbinden des Überströmventils des den Härter enthaltenden Druckgefäßes mit einem kombinierten Füll- und Zerstäubungsventil an der die Lack-Grundkomponente enthaltenden Sprühdose. Da in dem den Härter enthaltenden Druckgefäß ein höherer Druck als in der die Lack-Grundkomponente enthaltenden Sprühdose herrscht, treibt der Stickstoff die Härterlösung in die Sprühdose.. Nach beendetem Umfüllen werden die beiden Lackkomponenten durch Schütteln der Sprühdose miteinander vermischt. Der Lack ist dann gebrauchsfertig und kann aufgespritzt werden. Die Haltbarkeit des den Härter enthaltenden Lackes beträgt mindestens 24 Stunden, oft 48 bis 72 Stunden.

Das Mischungsverhältnis von Lack-Grundkomponente zu Härter-Komponente wird so gewählt, daß das Verhältnis der Hydroxylgruppen im Vorpolymerisat zu den NCO-Gruppen in dem polyfunktionellen Isocyanat-Härter 1 : (0,8 bis 1,25) beträgt. Vorpolymerisate, die 1,3 bis 4 Gew.-% OH-Gruppen

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enthalten und mit einem polyfunktioneilen Isocyanat, das 10 bis 25 Gew.-% NCO-Gruppen enthält, in einer solchen Menge kombiniert werden, daß auf eine OH-Gruppe 1,0 bis 1,25 NCO-Gruppen entfallen, ergeben Lacke, die oberflächenharte und gegen Lösungsmittel sehr beständige Filme liefern. Werden Vorpolymerisate mit 4,1 bis 6 Gew.-% OH-Gruppen mit polyfunktionellen Isocyanaten, die 10 bis 25 Gew.-% NCO-Gruppen enthalten, in einer solchen Menge kombiniert, daß auf jede Hydroxylgruppe 1,0 bis 1,25 NCO-Gruppen entfallen, so erhält man Lacke, die oberflächenharte, abriebfeste und gegen Chemikalien sehr beständige Filme liefern.

Um durch einfaches Mischen der Lack-Grundkomponente mit der Härter-Komponente in der Sprühdose einen gebrauchsfertigen Lack zu erhalten, wird die Menge des in der Sprühdose enthaltenen Vorpolymerisats und die Menge des in dem zweiten Druckgefäß enthaltenen Isocyanat-Härters so bemessen, daß beim Vereinigen der beiden Komponenten ein Gemisch entsteht, das 60 bis 96 Gew.-% hydroxylgruppenhaltiges Vorpolymerisat und 4 bis 40 Gew.-% polyfunktionelles Isocyanat enthält, beide Angaben bezogen auf die Feststoffzusammensetzung des Gemisches.

Die beschriebenen Anstrichstoffe trocknen nach dem Zerstäuben aus der Sprühdose in etwa 90 bis 100 Minuten zur Montagefestigkeit und vernetzen dann bei Raumtemperatur in ein bis sieben Tagen. Die völlige Belastbarkeit wird nach etwa sieben Tagen erreicht.

Die Lackfilme haben eine gute Wetter- und Chemikalienbeständigkeit, die mit steigendem Hydroxylgruppengehalt des Vorpolymerisats zunimmt. Sie sind mechanisch hoch beanspruchsbar, haften gut auf Ein- und Zweikomponenten-Anstrichen und zeigen beim Auftragen auf Einkomponenten-Anstrichen kein Hochziehen dieser Anstriche. Beim Verarbeiten sind die Zweikomponenten-Polyurethanlacke unempfindlich gegen Zug-

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luft, Luftfeuchtigkeit sowie Fett- und ölspuren auf dem Untergrund. Da sie rasch trocknen, wird eine Verschmut- ' zung durch Staub weitgehend vermieden. An die Vorbehandlung des Untergrundes werden keine hohen Anforderungen gestellt; bei Altanstrichen genügt beispielsweise leichtes Anschleifen und Reinigen. Dank des raschen Antrocknens, der guten Füllkraft und der Standfestigkeit des aufgesprühten Lackes werden viele Fehler des Untergrundes überdeckt.

An Hand nachstehender Beispiele wird die Erfindung veranschaulicht, Sie ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.

BEISPIEL 1 Zweikomponenten-Sprühdosenlack, weiß, seidenglänzend

Ausgangsmaterial für die Lack-Grundkomponente war eine 60%ige Lösung in Xylol und Butylaeetat eines Vorpolymerisats aus

11 Gew.-% Hydroxyäthylmethacrylat 35 Gew.-% Styrol

15 Gew.-% Vinyltoluol

19 Gew.-% Butylacrylat und

20 Gew.-% 2-Äthyl-hexyl-acrylat.

Die 60%ige Lösung des Vorpolymerisats enthielt 1,36 Gew.-% Hydroxylgruppen und eine 50%ige Lösung des Vorpolymerisats hatte eine Viskosität von etwa 90 s Auslaufzeit, gemessen im DIN-Becher mit einer Auslaufdüse von 4 mm 0 bei 20 ⁰C. 40 g der 60%igen Lösung wurden mit 42 g eines Pigmentgemisches aus Titandioxid und Bariumsulfat auf einem Walzenstuhl abgerieben, mit den genannten Lösungsmitteln auf einen Festkörper-

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gehalt von ca. 66 Gew.-% verdünnt und in eine erste Sprühdose abgefüllt. Sodann wurde in die Sprühdose die gleiche Gewichtsmenge R 11/12-1090 als Treibmittel eingefüllt. Das Produkt hatte eine Lagerstabilität von mindestens einem Jahr.

SäE^er-Komponente

7 g einer 67%igen Lösung eines aromatischen Triisocyanats auf der Basis von 1 mol Trimethylolpropan und 3 mol ToIuylen-diisocyanat mit einem NCO-Gehalt von etwa 17 Gew.-%/ bezogen auf das lösungsmittelfreie Produkt, in fithylglykolacetat/Xylol (1:1 nach Gewicht), wurden in ein zweites Druckgefäß gefüllt, das dann mit Stickstoff als Treibmittel auf etwa 10 bis 12 bar Druck bei 20 ⁰C aufgefüllt wurde. .Das Produkt hatte eine Lagerbeständigkeit von mindestens einem Jahr.

Der Inhalt des zweiten Druckgefäßes (Härter-Komponente) wurde in das erste Druckgefäß (Sprühdose) umgefüllt und durch Schütteln mit der Lack-Grundkomponente vermischt. Die Mischung konnte bis zu 72 Stunden nach der Herstellung versprüht und einwandfrei verarbeitet werden. Sie ergab einen weißen, seidenglänzenden Lackfilm mit allen Eigenschaften eines hochwertigen Zweikomponenten-Polyurethanlackes.

BEISPIEL 2 Zweikomponenten-Sprühdosenlack, gelborange, glänzend

Ausgangsmaterial für die Lack-Grundkomponente war eine 60%ige Lösung in Äthylglykolacetat eines Vorpolymerisats aus

11 Gew.-% Hydroxyäthylmethacrylat

35 Gew.-% Styrol

15 Gew.-% Vinyltoluol

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19 Gew.-% Butylacrylat und

20 Gew.-% 2-Xthyl-hexyl-acrylat.

Die 60%ige Lösung des Vorpolymerisats enthielt 1,36 Gew.-% Hydroxylgruppen, und eine 50%ige Lösung des Vorpolymerisats hatte eine Viskosität von etwa 90 s Auslaufzeit, gemessen im DIN-Becher mit einer Auslaufdüse von 4 mm 0 bei 20 ⁰C. 46 g der Lösung des Vorpolymerisats wurden mit 27 g eines Pigmentgemisches aus Permanentgelb, Bleichromat und Kieselsäure auf einem Walzenstuhl abgerieben, mit dem angegebenen Lösungsmittel auf einen Festkörpergehalt von ca. 55 Gew.-% verdünnt und in eine Sprühdose gefüllt. Als Treibmittel wurde die gleiche Gewichtsmenge R 11/12-3070 eingefüllt. Das Produkt war mindesten ein Jahr lagerbeständig.

11g einer 75%igen Lösung eines Biuretgruppen enthaltenden, aliphatischen Triisocyanats, das durch Umsetzen von 3 mol Hexamethylen-diisocyanat und 1 mol Wasser erhältlich ist und einen NCO-Gehalt von etwa 21 Gew.-%, bezogen auf das lösüngsmittelfreie Produkt, hat,-wurde in ein zweites Druckgefäß gefüllt, das dann mit Stickstoff auf einen Druck von etwa 10 bis 12 bar bei 20 ⁰C aufgefüllt wurde. Das Produkt war mindestens ein Jahr lagerbeständig.

Zweikomgonenten^Sprühdosen-Mischung Der Inhalt des zweiten Druckgefäßes wurde wie im Beispiel 1 mit der Lack-Grundkomponente in dem ersten Druckgefäß vereinigt. Die Mischung konnte bis zu 72 Stunden nach der Herstellung versprüht und einwandfrei verarbeitet werden. Sie ergab einen gelborangefarbenen, glänzenden Lackfilm mit den Eigenschaften eines hochwertigen Zweikomponenten-Polyurethanlackes .

In den vorstehenden Beispielen wurden niedrigvernetzende Lacke beschrieben. Die nachstehenden Beispiele betreffen hochvernetzende Lacke.

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BEISPIEL 3 Zweikomponenten-Sprühdosenlack, olivgrün, matt

Als Vorpolymerisat diente ein Mischpolymerisat aus

49 Gew.-% Hydroxypropylmethacrylat 11 Gew.-% Methylmethacrylat und 40 Gew.-% Styrol.

Die 60%ige Lösung des Vorpolymerisats enthielt 5,8 Gew.-% Hydroxylgruppen, und eine 50%ige Lösung in Xthylglykolacetat hatte eine Viskosität von 160 s, gemessen im DIN-Becher mit einer Auslaufdüse von 4 mm 0 bei 20 ⁰C. 34 g der 60%igen Lösung dieses Vorpolymerisats in Äthylglykolacetat wurden mit 43 g eines Pigmentgemisches aus Eisenoxidrot, Eisenoxidgelb, Chromoxid, Helioechtschwarz und Bariumsulfat auf einem Walzenstuhl abgerieben, mit 23 g der genannten Lösungsmittel verdünnt und in eine Sprühdose gefüllt. Zu 70 Gew.-% dieser Lack-Grundkomponente wurden dann 30 Gew.-% Dimethyläther als Treibmittel zugesetzt. Die Lagerstabilität des Produktes betrug mindestens ein Jahr.

Die Härter-Komponente bestand aus 20 g einer 75%igen Lösung eines aliphatischen, Biuretgruppen enthaltenden Triisocyanats, das durch Umsetzen von 3 mol Hexamethylendiisocyanat und,1 mol Wasser erhältlich ist und etwa 21% NCO-Gruppen enthält. Der Härter war mit Stickstoff als Treibmittel in einem zweiten Druckgefäß mit einem Fülldruck von etwa 10 bis 12 bar bei 20 ⁰C enthalten und hatte eine Lagerbeständigkeit von mindestens einem Jahr.

^weikomgonenten-Sprühdosen-Mischung Durch Vereinigen der Lack-Grundkomponente und der Härter-Komponente in der Sprühdose wurde ein Lack erhalten, der

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bei Raumtemperatur bis zu 48 Stunden versprühbar war und einen Lackfilm mit den Eigenschaften eines Zweikomponenten-Polyurethanlackes ergab.

BEISPIEL 4

Zweikomponenten-Sprühdosenlack, hellelfenbein, seidenglänzend

Das Vorpolymerisat wurde aus

49 Gew.-% Hydroxypropylmethacrylat 11 Gew.-% Methylmethacrylat und 40 Gew.-% Styrol

erhalten. Die 60%ige Lösung des Vorpolymerisats enthielt 5,8 Gew.-% Hydroxylgruppen, und eine 50%ige Lösung in Äthylglykolacetat hatte eine Viskosität von 160 s, gemessen im DIN-Becher mit einer Auslaufdüse von 4 mm 0 bei· 20 ⁰C. 40 g der 60%igen Lösung dieses Vorpolymerisats in Äthylglykolacetat wurden mit 36 g eines Pigmentgemisches aus Titandioxid, Eisenoxidgelb, Eisenoxidrot und Bariumsulfat auf einem Walzenstuhl abgerieben. Nach dem Verdünnen mit 24 g der angegebenen Lösungsmittel wurden 70 Gew.-% der Lack-Grundkomponente und 30 Gew.-% Dimethyläther als Treibmittel in eine Sprühdose abgefüllt. Das Produkt hatte eine Lagerfähigkeit von mindestens einem Jahr.

Härter-Komgonente

Die Härter-Komponente bestand aus 25 g des im Beispiel 3 angegebenen Produktes.

Der gebrauchsfertige Lack wurde wie im Beispiel 3 erhalten und war bis zu 48 Stunden verarbe'ltbar. Der daraus gebildete Lackfilm hatte alle Eigenschaften eines hochwertigen Zweikomponenten-Polyurethanlackes.

BEISPIEL 5 Zweikomponenten-Sprühdosenlack, hellgrün, hochglänzend

54 g einer 60%igen Lösung des in Beispiel 4 beschriebenen Vorpolymerisats in Äthylglykolacetat wurden mit 21 g eines Pigmentgemisches aus Titandioxid und Phthalocyaningrun auf einem Walzenstuhl abgerieben, mit 25 g der angegebenen Lösungsmittel verdünnt und in eine Sprühdose gefüllt. Zu 70 Gew.-% dieser Lack-Grundkomponente wurden 30 Gew.-% Dimethyläther als Treibmittel zugesetzt. Das Gemisch hatte eine Lagerfähigkeit von mindestens einem Jahr.

Als Härter diente der in Beispiel 3 beschriebene Härter, von dem jedoch 33 g in einem zweiten Druckgefäß mit Stickstoff als Treibmittel abgefüllt war.

Der durch Vereinigen der beiden Komponenten in der Sprühdose erhaltene Lack war bei Raumtemperatur bis zu .48 Stunden versprühbar und ergab Lackfilme mit allen Eigenschaften eines hochwertigen Zweikomponenten-Polyurethanlackes.

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Claims

COHAUSZ & FLOR AC!K PATENTANWALT S B tr RO 23503/3 8CHUMANNSTR. Θ7 . D-4000 DÜSSELDORF Telefon: (0211) 683346 Telex: 08586513 cop d PATENTANWÄLTE: Oipl.-lng. W. COHAUSZ ■ Dipl. ,. ,.R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirtich.-lng. A. GERBER ■ Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ Patentansprüche

1. Aus einem Druckgefäß zerstäubbarer Zweikomponenten-Polyurethanlack, bestehend aus einer Lack-Grundkomponente in Form eines Hydroxylgruppen enthaltenden, in einem organischen Lösungsmittel gelösten Vorpolymerisats, die zusammen mit einem Treibmittel in einem ersten Druckgefäß enthalten ist, und einer Härter-Komponente auf der Basis eines in einem organischen Lösungsmittel gelösten Polyisocyanats, die zusammen mit einem Treibmittel in einem zweiten Druckgefäß enthalten ist, und erhältlich in gebrauchsfertiger Form durch überführen einer Komponente aus ihrem Druckgefäß in das Druckgefäß der anderen Komponente und Mischen beider Komponenten, da durch gekenn z. eichnet, daß

a) das Vorpolymerisat aus einem 1 bis 7 Gew.-% Hydroxylgruppen enthaltenden Mischpolymerisat auf der Basis von Styrol, Vinyltoluol, Methacrylsäure- und/oder Acrylsäureestern mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest sowie Hydroxyalkylacrylaten und/oder -methacrylaten mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest oder Gemischen solcher Mischpolymerisate besteht;

b) das Treibmittel in dem ersten Druckgefäß für Vorpolymerisate mit 1 bis 2 Gew.-% Hydroxylgruppen aus Propan, Butan, Monofluortrichlormethan, Difluordichlormethan, Dimethylather, Stickstoff oder Gemischen davon und für Vorpolymerisate mit mehr als 2 Gew.-% Hydroxylgruppen aus Dimethyläther oder einem Gemisch von Dimethyläther, Propan und/oder Butan besteht; _13OO27/om

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c) der Härter 10 bis 25 Gew.-% NCO-Gruppen enthält; und

d) die Mengen des in dem ersten Druckgefäß enthaltenen Vorpolymerisats und des im zweiten Druckgefäß enthaltenen Härters so bemessen sind, daß bei einer Vereinigung der beiden Komponenten ein Gemisch entsteht, das, bezogen auf die Feststoffzusammensetzung, 60 bis 96 Gew.-% Lack-Grundkomponente und 4 bis 40 Gew.-% Härter-Komponente enthält.

2. Zweikomponenten-Polyurethanlack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Härter-Komponente aus einem Reaktionsprodukt von 3 mol Isophoron-diisocanat und 1 mol Trimethylolpropan besteht und 15 bis 16,5 Gew.-% NCO-Gruppen enthält.

3. Zweikomponenten-Polyurethanlack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Härter-Komponente aus einem Reaktionsprodukt aus 3 mol Toluylen-diisocynat und 1 mol Trimethylolpropan besteht und etwa 17 Gew.-% NCO-Gruppen enthält.

4. Zweikomponenten-Polyurethanlack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Härter-Komponente aus einem aliphatischen, Biuretgruppen enthaltenden Triisocyanat besteht, das durch Umsetzen von 3 mol Hexamethylen-diisocyanat und 1 mol Wasser erhältlich ist und etwa 21 Gew.-% NCO-Gruppen enthält.

5. Zweikomponenten-Polyurethanlack nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lack-Grundkomponente anorganische und/oder organische Pigmente, Verlaufmittel, Antiabsetzmittel, Thixotropiemittel, Reaktionsbeschleuniger, Mattierungsmittel und andere Zusätze enthält.

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6. Zweikomponenten-Polyurethanlack nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorpolymerisat mit 1 bis 2 Gew.-% Hydroxylgruppen in dem ersten Druckgefäß in einer Menge von 30 bis 70 Gew.-% der Gesamtfüllung enthalten ist und der Rest der Füllung aus Monofluortrichlormethan, Difluordichlormethan oder einem Gemisch von 10 bis 30 Gew.-% Monofluortrichlormethan und 90 bis 70 Gew.-% Difluordichlormethan besteht.

7. Zweikomponenten-Polyurethanlack nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorpolymerisat mit 1 bis 2 Gew.-% Hydroxylgruppen in dem ersten Druckgefäß in einer Menge von 70 bis 90 Gew.-% der Gesamtfüllung enthalten ist und der Rest der Füllung aus Propan besteht.

8. Zweikomponenten-Polyurethanlack nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenz.eichnet, daß das Vorpolymerisat mit 1 bis 2 Gew.-% Hydroxylgruppen in dem ersten Druckgefäß in einer Menge von 50 bis 70 Gew.-% der Gesamtfüllung enthalten ist und der Rest der Füllung aus einem Gemisch von 15 Gewichtsteilen Propan und 85 Gewichtsteilen Butan besteht.

9. Zweikomponenten-Polyurethanlack nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorpolymerisat mit 1 bis 7 Gew.-% Hydroxylgruppen in dem ersten Druckgefäß in einer Menge von 40 bis 60 Gew.-% der Gesamtfüllung enthalten ist und der Rest der Füllung aus Dimethyläther besteht.

10. Zweikomponenten-Polyurethanlack nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorpolymerisat mit 1 bis 7 Gew.-% Hydroxylgruppen in dem ersten Druckgefäß in einer Menge von 20 bis

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60 Gew.-% der Gesamtfüllung enthalten ist und der Rest der F üllung zu 20 bis 40 Gew.-% aus einem Gemisch von 15 Gewichtsteilen Propan und 85 Gewichtsteilen Butan sowie zu 20 bis 40 Gew.-% aus Dimethyläther besteht.

11. Zweikomponenten-Polyurethanlack nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in dem die Härter-Komponente enthaltenden Druckgefäß höher als der Druck in dem die Lack-Grundkomponente enthaltenden Druckgefäß ist.

12. Zweikomponenten-Polyurethanlack nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in dem die Lack-Grundkomponente enthaltenden Druckgefäß 3 bis 5 bar bei 20 ⁰C und der Druck in dem die Härter-Komponente enthaltenden Druckgefäß etwa 12 bar bei 20 ⁰C beträgt.

13. Zweikomponenten-Polyurethanlack nach einem der- Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibmittel für die Härter-Komponente Stickstoff ist.

14. Verfahren zum Herstellen eines aus einem Druckgefäß zerstäubbaren Zweikomponenten-Polyurethanlackes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lack-Grundkomponente zusammen mit dem Treibmittel in ein erstes Druckgefäß und die Härter-Komponente zusammen mit unter Druck stehendem Stickstoff in ein zweites Druckgefäß abgefüllt werden und die Härter-Komponente vor dem Gebrauch des Lackes in das die Lack-Grundkomponente enthaltende Druckgefäß übergeführt und mit der Lack-Grundkomponente vermischt wird.

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