DE3111023A1

DE3111023A1 - Ueberzugszusammensetzung mit hohem feststoffgehalt an polyester und aminoplast, sowie damit ueberzogenes substrat

Info

Publication number: DE3111023A1
Application number: DE19813111023
Authority: DE
Inventors: Glenn David 19810 Wilmington Del. Thornley
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1980-03-21
Filing date: 1981-03-20
Publication date: 1982-01-14
Also published as: BR8101549A; US4316940A; CA1162681A

Description

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Die Erfindung betrifft eine filmbildende Zusammensetzung mit einem hohen Feststoffgehalt, aus einem Polyester mit niedrigem Molekulargewicht mit einer gesteuerten HydroxyIfunktionaIität und einem Epoxyharz oder Ester des Harzes und einer Monocarbonsäure/ worin der Polyester und Epoxy während der Härtung mit einem Aminoplastharz vernetzt werden.

Übliche Überzugszusammensetzungen auf Polyesterbasis sind auf dem Gebiet der Finish- bzw. Deckschichten bekannt und enthalten häufig eine oder mehrere hydroxylfunktionelle Komponenten bzw. Komponenten mit HydroxyIfunktionen, die mit einem geeigneten Härtermittel unter Bildung eines polymeren Anstrichfilms koreagieren. Beispielsweise zeigt die US-PS 3 994 851 vom 30. November 1976 (Chang) ein spezielles Polyesterpolyol, das mit einem Amin-Aldehyd-Kondensationsprodukt gehärtet wird.

Eine untersuchung des entsprechenden Fachgebiets der Decküberzüge macht jedoch klar, dass es auf dem Gebiet der Polyesterüberzüge häufig notwendig ist, eine der gewünschten Eigenschaften zugunsten einer anderen zu opfern. Beispielsweise ist es häufig schwierig, eine Überzugszusammensetzung bereitzustellen, die nicht nur mit einem hohem Feststoffgehalt anwendbar ist, sondern auch zäh, flexibel und dauerhaft ist. Auch sind Überzugszusammensetzungen, die bei niedrigen Temperaturen härtbar sind, häufig für die industrielle Anwendung unzureichend hart.

Daher besteht bei der gegenwärtigen Betonung der Verringerung von Lösungsmittelemissionen ein wachsendes Bedürfnis nach Überzügen, die nicht nur mit einem niedrigen Lösungsmittelgehalt aufgetragen werden können, sondern die auch bei gewerblich brauchbaren Temperaturen gehärtet werden können, unter Bildung eines dauerhaften, flexiblen, jedoch harten, wetterfesten und fleck- bzw. verschmutzungsfesten Films.

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Durch die Erfindung wird eine Überzugszusammensetzung bereitgestellt aus einem filmbildenden Gemisch und einem Lösungsmittel für das Gemisch, in dem das Gemisch mindestens 50 Gew.-% des kombinierten Gewichts von Gemisch und Lösungsmittel beträgt und im wesentlichen besteht aus

a) 30-70 Gew.-%/ basierend auf dem Gewicht des Gemischs, eines Polyesterpolyols, welches das Reaktionsprodukt ist von

1. Pentaerythrit und mindestens einem verzweigtkettigen Glykol_# worin das Molverhältnis von Glykol zu Pentaerythrit 2:1 bis 6:1 beträgt,

2. einer aromatischen oder aliphatischen Monocarbonsäure oder Gemischen davon, mit nicht mehr als 18 Kohlenstoffatomen , und

3. einem Gemisch einer aromatischen und einer aliphaten Dicarbonsäure, worin das Molverhältnis von aromatischer Säure zu aliphatischen Säure 2:1 bis 6:1 beträgt,

worin das Polyol einen Hydroxylgehalt von 5-9 Gew.-% aufweist,

b) 4-35 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Gemischs eines Epichlorhydrin-Bisphenol A-Epoxyharzes, des Veresterungsprodukts des Harzes mit einer Monocarbonsäure, oder von Gemischen davon; und

c) 25-35 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht der Mischung, eines Aminoplastharzes.

Die erfindungsgemässe Polyester-Überzugszusammensetzung, die sehr geeignet ist als Finish oder Decküberzug für Geräte, allgemeine industrielle Anwendung oder Kraftfahrzeuge, besteht

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vorwiegend aus einem filmbildenden Gemisch und einem Lösungsmittel für das Gemisch. Sie kann jedoch auch Pigmente, einen Reaktionskatalysator zur Verringerung der Härtungszeit und jegliche der zahlreichen Zusätze enthalten, die Vorteilhaft in Überzugszusammensetzungen für industrielle Finish- oder Decküberzüge oder Kraftfahrzeugfinish oder Decküberzüge verwendet werden. Das filmbildende Gemisch besteht im wesentlichen aus einem Polyesterpolyol, einem Epoxyharz oder Epoxyharz/Säureester und einem Aminoplasthärtung- oder -vernetzungsmittel. Das filmbildende Gemisch bildet mindestens 50 %, vorzugsweise 60 - 90 % des kombinierten Gewichts des Gemische und des Lösungsmittels.

Das erfindungsgemäß verwendete Polyesterpolyol bildet 30 - 70 % des Gewichts, vorzugsweise 50 - 70 % des Gewichts und besonders bevorzugt 60 - 65 % des Gewichts des filmbildenden Gemischs. Dieses Polyol ist das Kondensations-Reaktionsprodukt von Penta-, erythrit, einem Glykol, einer Monocarbonsäure und einer aromatischen und einer aliphatischen Dicarbonsäure.

Die erste Gruppe von Reaktionskomponenten, die notwendig ist zur Bildung des erfindungsgemäss brauchbaren Polyesterpolyols, besteht aus Pentaerythrit und mindestens einem Glykol der verzweigtkettigen Sorte. Es wurde gefunden, dass die Einarbeitung eines derartigen Glykols und von Pentaerythrit in den Polyester, dem fertiggestellten gehärteten Film die gewünschte Härte verleiht. Jegliche verzweigtkettigen Glykole sind zur Bildung dieses Polyesters brauchbar, obwohl es bevorzugt ist, wenn diese Glykole nicht mehr als 8 Kohlenstoffatome enthalten. Neopentylglykol und Pinacol sind Beispiele für die bevorzugten verzweigtkettigen Glykole. Ein besonders brauchbares Polyol wird gebildet, wenn das Molverhältnis von Glykol zu Pentaerythrit 2:1 bis etwa 6:1 beträgt. Ein Verhältnis von 3:1 bis 4,5:1 ist bevorzugt.

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Die Monocarbonsäurekomponente des Polyesterpolyols liegt vorwiegend vor, um den Aufbau des Molekulargewichts des Polyols zu verhindern. Zu diesem Zwecke wurde gefunden, dass jegliche aromatische oder aliphatische Monocarbonsäure oder Gemische davon mit 18 oder weniger Kohlenstoffatomen verwendet werden kann. Normalerweise wird diese Säure in einem Molverhältnis von Säure zu Pentaerythrit von etwa 1:1 bis 2,5:1 verwendet.

Beispiele für die bevorzugten aromatischen Monocarbonsäuren sind Benzoesäure, p-tert-Butyl-benzoesäure, Triäthylbenzoesäure, Toluylsäure, Phenylessigsäure und dgl. Beispiele für bevorzugte aliphatische Säuren sind Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Valeriansäure, Capronsäure, Caprylsäure, Pelargonsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure und die ungesättigten Analogen dieser Säuren. Verzweigtkettige aliphatische Monocarbonsäuren können ebenfalls verwendet werden. Besonders bevorzugt sind Benzoesäure, Laurinsäure und Pelargonsäure.

Die zur Bildung des Polyesterpolyols brauchbaren Dicarbonsäuren weisen die allgemeine Formel

O O

Il Il

HO-C-R-C-OH

auf, worin R aliphatisch oder aromatisch ist. Von den aliphatischen Säuren sind die brauchbarsten Alkylen, Vinylen oder cycloaliphatisch.

Bevorzugte Säuren, worin R Alkylen ist, sind solche, worin R 2-10 Kohlenstoff atome aufweist. Besonders bevorzuert von diesen sind Bernsteinsäure,Glutarsäure, Adipinsäure und Pimelinsäure. Wenn R monoungesättigt aliphatisch ist, sind die brauchbarsten Säuren solche, worin R 2 - 8 Kohlenstoffatome aufweist,

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wobei die bevorzugten Säuren Maleinsäure und Itaconsäure sind. Die aromatischen Dicarbonsäuren, die bevorzugt sind, sind Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Uvitinsäure und Kumin- bzw. Kumidinsäure. Wenn R cycloaliphatisch ist, sind Cyclohexan- oder Cyclohexendicarbonsäuren bevorzugt, obwohl auch andere derartige Dicarbonsäuren verwendet werden können.

Gemische dieser aromatischen und aliphatischen Dicarbonsäuren können ebenfalls verwendet werden. Nichts destoweniger sollte, wenn Gemische jeder Art von Säure verwendet werden oder wenn nur eine jeder Säureart verwendet wird, das Molverhältnis von aromatischer Disäure zu aliphatischer Disäure im Bereich von etwa 2:1 bis 6:1 liegen. Ein Verhältnis von etwa 4:1 ist bevorzugt. Es versteht sich ferner, dass die niedrig-Alkylmono- oder -diester dieser Säuren und die Anhydride, falls vorhanden, dieser Säuren ebenfalls anstelle der Säuren selbst unter äquivalenten Ergebnissen verwendet werden können. Wenn die vorstehend erwähnten Ester verwendet werden, so weisen die Alkylgruppen vorzugsweise nicht mehr als 5 Kohlenstoffatome auf.

Das Polyesterpolyol kann typischerweise gebildet werden durch Beschicken der Reaktionskomponenten, eines geeigneten Lösungsmittels und gegebenenfalls eines Reaktionskatalysators in ein Reaktionsgefäß, das gewöhnlich mit einem Kühler und einem Rührer ausgerüstet ist. Wie erwähnt, ist jedoch die Monocarbonsäure vorwiegend vorhanden, um den Aufbau des Molekulargewichts durch Verringerung der Funktionalität des Pentaerythrits zu verhindern. Dementsprechend ist es anstelle der Reaktion sämtlicher Komponenten des Polyols miteinander, möglich, zuerst ein Präpolymeres durch Reaktion von Säure und Pentaerythrit in den vorstehend erwähnten Molverhältnissen zu bilden. Dieses Präpolymere wird anschliessend mit den anderen Komponenten des Polyols, des verzweigtkettigen Glykols und der Dicarbonsäuren umgesetzt.

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Brauchbare Lösungsmittel für die Herstellung des Polyols sind beispielsweise Xylol, Toluol/ andere substituierte Benzole, Naphthalin und substituierte Naphthaline. Die Reaktionskatalysatoren können in den üblichen Mengen vorhanden sein und umfassen beispielsweise Dibutylzinnoxid, Dibutylzinndilaurat, Schwefelsäure oder eine der Sulfonsäuren.

Das Reaktionsgemisch wird auf seine Rückflusstemperatur, gewöhnlich 100 bis 300⁰C erwärmt und bei dieser Temperatur während 1 bis 8 h gehalten. Während dieses Zeitraums werden die Veresterungs-Nebenprodukte abgezogen. Das Reaktionsprodukt, das PoIyesterpolyol, sollte ein zahlenmittleres Molekulargewicht (bestimmt durch Gelpermeationschromatographie, basierend auf Polystyrol-Standards) von 150 bis 1000, vorzugsweise 250 bis 450 aufweisen. Die Reaktionskomponenten sollten auch derart gewählt werden, dass das Polyesterpolyol einen Hydroxylgehalt von 5 bis 9 Gew.-%, vorzugsweise etwa 7 bis 8 Gew.-% aufweist.

Das filmbildende Gemisch gemäss der Erfindung enthält auch ein Epoxyharz oder einen Epoxyharz/Säureester, der das Veresterungsprodukt des Epoxyharzes und einer Monocarbonsäure ist. Dieser Ester bildet 4 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 15 Gew.-% und besonders bevorzugt 5 bis 10 Gew.-% des filmbildenden Gemische.

Das Epoxyharz selbst ist das Reaktionsprodukt von Epichlorhydrin und Bisphenol A und weist die allgemeine Formel

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CH₂-CH

0 -

OH

-CH₂-CH-CH₂

CH-

CH₃

j—_O-Jy \

0—CHj- CH-CH₂

CH:

auf, worin η ausreichend gross ist, um ein Epoxyharz bereitzustellen, mit einem Epoxyäquivalentgewicht von 450 bis 2000, vorzugsweise 850 bis 1050. Das Epoxyäquivalentgewicht ist die Gewichtseinheit Epoxyharz, die eine Epoxid-Äquivalent-Einheit enthält.

Der Ester, der anstelle eines oder in einem Gemisch mit dem Epoxyharz verwendet werden kann, wird gebildet durch Reaktion des vorstehenden Epoxyharzes mit einer Monocarbonsäure. Zwar ist die Wahl der Säure nicht kritisch, jedoch sind am bevorzugtesten Benzoesäure, p-tert-Butylbenzoesäure und die höheren Fettsäuren, solche mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen. Diese Fettsäuren werden häufig in ihren Glyceridformen in Fetten oder ölen gefunden, die direkt mit dem Epoxyharz umgesetzt werden können, unter Bildung des gewünschten Säureesters. Beispiele sind Kokosnußöl, Rizinusöl, Baumwollsamenöl, Erdnußöl, Tungöl, Leinsamenöl und Sojaöl.

Die Ester können hergestellt werden durch Reaktion der Säure oder der entsprechenden öle und des Epoxyharzes zusammen in einem verschlossenen Gefäss, ausgerüstet mit Rührer, Thermopaar bzw. Wärmefühler und Kühler. Die Temperatur wird all-

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mählich unter Wärmezufuhr auf etwa 230 bis 27O°C während eines Zeitraums von 1 bis 2 h angehoben, wobei mit dem Rühren begonnen wird, sobald das Epoxyharz schmilzt. Diese Temperatur wird beibehalten, bis der resultierende Ester die gewünschte Funktionalität aufweist, die bestimmt werden kann durch Entnahme von Proben zwischendurch, um die Säurezahl des Esters zu messen. An diesem Punkt wird das Reaktionsgemisch gekühlt und kann mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel verdünnt werden.

Die Aminoplastharze sind als Vernetzungs- oder Härtungsmittel bekannt. Besonders geeignet sich die alkylierten Produkte von Aminoplastharzen, wobei die Harzes selbst hergestellt werden durch Kondensation von mindestens einem Aldehyd mit mindestens einem aus der Gruppe von Harnstoff, N,N-Äthylenharnstoff, Dicyandiamid und Aminotriazinen, wie Melamine und Guanamine. Unter den Aldehyden, die geeignet sind, können beispielsweise genannt werden Formaldehyd, rückumwandelbare Polymere davon, wie Paraformaldehyd, Acetaldehyd, Crotonaldehyd und Acrolein. Bevorzugt sind Formaldehyd und dessen rückumwandelbare Polymere. Die Aminoplastharze können alkyliert sein mit mindestens einem bjs zu 6 Alkanolmolekülen, enthaltend 1 bis 6 Kohlenstoffatome. Die Alkenole können geradkettig, verzweigt, cyclisch oder Gemische davon sein. Bevorzugt sind Aminoplastharze, die mit Methanol, Butanol oder einem Gemisch dieser beiden alkyliert wurden. Besonders bevorzugt sind die methylierten Melamin-Formaldehyd-Harze, wie Hexamethoxymethylmelamin. In der Überzugszusammensetzung betragen die Aminoplastharze 25 bis 35 Gew.-% des filmbildenden Gemischs.

Das Polyesterpolyol und Epoxyharz oder Epoxyharz/Säureester, sind normalerweise jedes in Lösung nach ihrer Herstellung und sie sind zur direkten Anwendung zur Bildung der Überzugszusammensetzung gemäss der Erfindung durch Vermischen miteinander und mit dem Härtungsmittel geeignet. Die endgültige Zusammensetzung enthält 50 bis 90 Gew.-% des filmbildenden Gemischs

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und 10 bis 50 Gew.-% eines Lösungsmittels für das Gemisch, wobei diese Prozentangaben auf dem kombinierten Gewicht von Gemisch und Lösungsmittel basieren. Eines der nützlichen Merkmale der Erfindung liegt darin, dass es zweckmässig durch Sprühauftrag angewendet werden kann, selbst bei diesen Feststoffgehalten mit hohem Gewicht. Das Lösungsmittel der endgültigen Zusammensetzung kann ein Gemisch der organischen Lösungsmittel sein, in dem die Bestandteile des filmbildenden Gemischs jeweils gebildet werden.

Die Zusammensetzung geraäss der Erfindung kann etwa 0,01 bis 2 Gew.-%, besierend auf dem Gewicht des filmbildenden Gemischs, eines Hartungskatalysators enthalten. Besonders geeignet sind Säurekatalysatoren, wie organische Sulfonsäuren, saure Phosphate, wie Methyl- und Butyl-saures-Phosphat, saure Pyrophosphate, wie Dimethyl-saure-Pyrophosphate, und organische saure Sulfatester. Bevorzugt sind die Sulfonsäuren, wie p-Toluolsulfonsäure und Dinonylnaphthalin-disulfonsäure. Die Sulfonsäuren können neutralisiert sein mit einem Amin, vorzugsweise einem tertiären Amin.

Die erfindungsgemässe Überzugszusammensetzung kann pigmentiert sein, wobei sie eine Menge an Pigment in einem Pigment/Filmbildner-Gewicht sverhältnis von etwa 0,005/1 bis 100/1 enthält. Geeignete Pigmente sind beispielsweise Metalloxide, wie Titandioxid oder Zinkoxid; Metallhydroxide; Metallflocken; Sulfide; Sulfate; Carbonate; Ruß bzw. Kohlenstoffruß; Siliciumdioxid; Talkum; Kaolin; und organische Farbstoffe.

Die Pigmente können in die Überzugszusammensetzung eingarbeitet werden, dadurch, dass man zuerst eine Mahlbasis mit dem PoIyesterpolyol bildet. Die Mahlbasis kann gebildet werden, beispielsweise durch übliche Sandvermahl- oder Kugelmahltechniken und anschliessend kann vermischt werden durch einfaches Rühren oder Bewegen mit den anderen Bestandteilen der überzugs-

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zusammensetzung.

Die Uberzugszusammensetzung kann darüber hinaus wahlweise enthalten als Stabilitätserhöher einen Ultraviolettlichtstabilisator / ein Antioxidationsmittel oder beide. Der Ultraviolettlichtstabilisator kann vorhanden sein in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht des filmbildenden Gemischs; das Antioxidationsmittel kann vorhanden sein in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht des fumbildenden Gemische.

Typische Ultraviolettlichtstabilisatoren sind Benzophenone, Triazole, Triazine, Benzotriazole, Benzoate, niedrig-Alkylthiomethylen-enthaltende-Phenole, substituierte Benzole, Organophosphorsulfide bzw. Organophosphorigesulfide und substituierte Methylenmalonitrile. Besonders geeignet sind gehinderte Amine und Nickelverbindungen, wie sie in der US-PS 4 061 616 (6. Dezember 1977) beschrieben werden.

Typische Antioxidantien sind Tetra-kis-alkylen-(dialkylhydroxyaryl)-alkylesteralkane, das Reaktionsprodukt von p-Aminodiphenylamin und Glycidylmethacrylat und Alky!hydroxyphenylgruppen, gebunden durch Carboalkoxybindungen an ein Stickstoffatom eines heterocyclischen Kerns, enthaltend eine Imidodicarbonylgruppe oder eine Imidodithiocarbonylgruppe.

Eine bevorzugte Kombination von Ultraviolettlichtstabilisator und Antioxidationsmittel ist 2~Hydroxy-4-dodecyloxybenzophenon oder ein substituiertes 2-(2'-Hydroxyphenyl)-benzotriazol und Tetra-kis-methylen-3-(3',5·-dibutyl-4'-hydroxyphenyl)-propionatmethan.

Die Überzugszusammensetzung kann auf eine Vielzahl von Substraten aufgetragen werden, nach jeglicher üblichen Auftragsmethode, wie Sprühen, Tauchen, Aufstreichen bzw. Bürsten oder Fliess-

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beschichtung. Substrate, die vorteilhaft erfindungsgemäss überzogen werden können, sind beispielsweise Metall, Stahl, Holz, Glas oder Kunststoffe, wie Polypropylen, Polystyrol, Copolymere von Styrol und dgl. Der überzug ist besonders geeignet zum Auftrag über ein grundiertes oder nichtgrundiertes Metall oder Stahl. Typische Anwendungszwecke sind für die Beschichtung von Stahl, der mit Zinkphosphat oder Eisenphosphat behandelt wurde, für Metallsubstrate, vorbeschichtet mit üblichen Alkyd- oder Epoxygrundierungen und für galvanisierten Stahl.

Die Zusammensetzung kann durch Erwärmen bei 120 bis 200⁰C während 10 bis 30 Minuten gehärtet werden. Eine besonders bevorzugte Zusammensetzung härtet in 15 Minuten bei 150 C oder in 30 Minuten bei 135°C zu einem Film, der hart, dauerhaft, kratz- und fleckenbeständig und chemisch beständig ist. Die Zusammensetzung ist beispielsweise geeignet zur überzugsbildung von Kraftfahrzeugen bzw. Automobilen, Lastkraftwagenkörpern, Zug- bzw. Eisenbahnausrüstungen, Geräten bzw. elektrischen Geräten und jeglicher industrieller Ausrüstung bzw. Vorrichtung.

Gemäss einem weiteren Merkmal ist es möglich, die erfi idungsgemässe Überzugszusanunensetzung als Zweier -Beschichtungs-System aufzutragen, bei dem ein erster pigmentierter überzug wie vorstehend beschrieben über das Substrat aufgetragen wird und anschliessend mit einem zweiten nichtpigmentierten überzug überlegt wird. Dies kann dem Endüberzug bzw. Finish einen Glanz oder ein Aussehen verleihen, der verbessert ist im Vergleich mit dem der unter Verwendung eines einzelnen Überzugs-Systems erreicht wird. Dies 1st besonders günstig, wenn der überzug als Automobil- bzw. Kraftfahrzeugüberzug verwendet wird. Wenn ein derartiges Zweier-Überzugssystem angewendet wird, sollte jedoch der erste Überzug bis zu einem Punkt härten können, wo er klebefrei ist, bevor der zweite Überzug aufgetragen wird. Dies verhindert normalerweise, dass

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das Lösungsmittel des zweiten Überzugs den ersten überzug angreift. Dieser Angriff oder das Einschlagen (strike-in)'kann ζ ir Kombination der Filmbildner der beiden überzüge an ihrer G enzflache führen, wodurch die Verbesserung des Glanzes oder Aassehens verhindert wird.

Das folgende Beispiel dient zur weiteren Erläuterung der Erfindung in Form einer besonders günstigen Ausführungsform.

Beispiel

Folgende Bestandteile werden wie folgt hergestellt:

1. Präpolymerlösung

Pentaerythrit Benzoesäure Dibutylzinnoxid Xylol

Die Reaktionskomponenten werden in ein Reaktionsgefäss, ausgerüstet mit einem Rührer und einem Dampfkondensator, eingebracht und langsam zum Rückfluss erwärmt. Das Gemisch wird anschliessend gehalten, bis die Reaktion fertig ist, was bestimmt wird durch Überwachen des Wasserstroms aus dem Kühler. Nach dem Abkühlen weist das Gemisch einen Feststoffgehalt von etwa 91 % auf.

Gew.-Teile	,2
435	,8
780	,2
1	,0
85

130 06 2/^6.6

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2. Polyesterpolyollösung

	Gew.-Teile
Teil 1
Neopentylglykol	1331,2
Bestandteil 1 (91 Gew.-% Feststoffe)	1210,8
Isophthalsäure	664,0
Phthalsäureanhydrid	592,0
Adipinsäure	292,0
Dibutylzinnoxid	3,9
Xylol	75,0
Teil 2
2-Äthylhexanol	180,0
Amylacetat	105,0
Xylol	80,0

Der Teil 1 wird in ein Reaktionsgefäss, ausgerüstet mit einem Rührer und einem Dampfkondensator eingebracht und langsam zum Rückfluss erwärmt. Die Rückflussbedingungen werden beibehalten, bis die Reaktion fertig ist, was bestimmt wird durch überwachen des Wasserstroms von der Veresterung aus dem Kühler. Das Gesamtwasser, das gesammelt wird, beträgt etwa 303 Gew.-Teile. Das Gemisch, wird auf 80⁰C gekühlt, und der Teil 2 wird zugesetzt. Das Gemisch wird anschliessend 1 h gerührt und anschliessend filtriert. Das resultierende Reaktionsprodukt, das Polyesterpolyol, weist einen Hydroxylgehalt von etwa 7,7 Gew.-% (basierend auf dem Produktfeststoffgewicht) und ein zahlenmittleres Molekulargewicht (Gelpermeationschromatographie)· von 340 auf. Die Lösung besitzt eine Gardner-Holdt-Viskosität von 8-8 und einen Feststoffgehalt von 87 Gew.-%.

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3. Mahlbasis

Gew.-Teile

Polyesterpolyollösung

(Bestandteil 2) 108,85

Amylacetat 50,0"

Pigmentdispergiermittel
(Copolymeres von Methylmethacrylat/2-Äthylhexylacrylat, im Gew.-Verhältnis
62,5/37,5 in einem Toluol/
Methylisobutylketon/Methyläthylketon-Lösungsmittel,
Copolymer/Lösungsmittel-Gewichtsverhältnis von 1/1) 11,0

TiO₂, welsses Pigment 300,0

Die Bestandteile werden in ein Mischgefäss gefügt und 1 h vermischt. Das Gemisch wird anschliessend in eine Sandmühle eingebracht und bei einer Temperatur von etwa 35°C gemahlen.

Anschliessend fertigt man eine überzugszusammensetzung mit den folgenden Bestandteilen:

Gew.-Teile Teil 1

Polyesterpolyollösung

(Bestandteil 2) 79,6

Mahlbasis
(Bestandteil 3) 64 7,3

Epoxyharz/Säureester

(45 Gew.-% Lösung des Ver-

esturungsprodukts eines

Epichlorhydrin/Bisphenol A-

Epoxyharzes, Epoxyäquivalentgewicht von 875-1025, und

Rizinusöl-Fettsäuren in

einem Methyläthylketon-

Lösungsmittel 64,3

Dispergiermittel (4,78 Gew.-Teile Cab-0-Sil, Handelsprodukt, 40,6 129 6

Teile Polyester-polyollösung, '

43,3 Teile Hexamethoxymethylmelamin, 11,32 Teile Butylacetat)

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Teil 2

Dinonylnaphthalin-disulfonsäure (40 Gew.-% in Isobutanol)

Ν,Ν-Dimethyl-äthanolamin

Gew.-Teile

10,3 1,0

Teil 3

Hexamethoxymethylmelamin

67,9

Teil 1 wird in ein rostfreies Stahlgefäss gefügt und 15 Minuten vermischt, worauf Teil 2 zugesetzt wird, wobei weitere 5 Minuten vermischt wird. Schliesslich wird Teil 3 in das Gefäss gefügt, wobei man eine Überzugszusammensetzung erhält, in der das filmbildende Gemisch (Polyesterpolyol, Epoxyharz/Säureester und Hexamethoxymethylmelamin) etwa 70 % der kombinierten Gewichte von filmbildendem Gemisch und Lösungsmittel beträgt. Einschliesslich der Pigmente weist die Zusammensetzung etwa 83 Gew.-% Feststoffe auf.

Die Zusammensetzung wird (DeVillbis Luftpistolen, unter Anwendung eines Drucks von 4,8 bar bzw. 70 psi) auf "Bonderite 1000"-Bleche (kaltgewalzter Stahl mit Eisenphosphatschicht) gesprüht, und die so überzogenen Bleche werden 30 Minuten bei 135°C gebrannt. Der gehärtete überzug weist eine Dicke von etwa 35,56 pm (1,4 mil) auf. Bei der Untersuchung weist der überzug eine Bleistifthärte von 5H, eine Tukonhärte von 20,3 bei 25°C und von 4,4 bei 70°C auf.

Einige der überzogenen Bleche werden mit einem Nagel bis auf das Metall gekratzt und in eine Salzsprühkammer eingebracht, wo sie einem Nebel einer NaCl-Lösung (5 Gew.-%) in Wasser ausgesetzt werden. Nach 300 h beträgt das Kriechen von der Kratzlinie 3 mm.

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Die Überzüge auf derartigen Blechen erwiesen sich als beständig gegenüber Fleckenbildung durch übliche Substanzen wie Senf, Lippenstift und Orange-Farbstoff und als immun gegenüber dem Angriff von Lösungsmitteln/ wie Toluol, Xylol und Methyläthylketon.

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Claims

DR.-ING. WALTER ABITZ DR. DIETER F. MORF blPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER Patentanwälte München. 20. März 1981 Postanschrift / Postal Address Fostfach θβΟΙΟΘ. βΟΟΟ München Βθ Flenzenauerstrafie 28 Telefon 08 3329 Telegramme: Chemlndus München Telex: (O) 633009 FF 7578 A E. I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY Wilmington, Delaware, V.St.A. überzugszusairanensetzung mit hohem Feststoffgehalt an Polyester und Aminoplast, sowie damit überzogenes Substrat . . . . Pateritansprüche

1. Überzugszusaiiunensetzung aus einem filmbildenden Gemisch und einem Lösungsmittel für das Gemisch, in dem das Gemisch mindestens 50 Gew.-% des kombinierten Gewichts von Gemisch und Lösungsmittel bildet und im wesentlichen besteht aus

a) 30 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Gemischs, eines Polyesterpolyols, das das Reaktionsprodukt ist von

1. Pentaerythrit und mindestens einem verzweigtkettigen Glykol, worin das Molverhältnis von Glykol zu Pentaerythrit 2:1 bis 6:1 beträgt,

2. einer aromatischen oder aliphatischen Monocarbonsäure oder Gemischen davon mit nicht mehr als 18 Kohlenstoffatomen und

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3. einem Gemisch aus einer aromatischen und einer aliphatischen Dicarbonsäure, worin das Molverhältnis von aromatischer Säure und aliphatischer Säure 2:1 bis 6:1 beträgt,

worin das Polyol einen Hydroxylgehalt von 5-9 Gew.-% aufweist;

b) 4 bis 35 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht des Gemischs, eines Epichlorhydrin-Bisphenol A-Epoxyharzes, des Veresterungsprodukts des Harzes mit einer Monocarbonsäure oder von Gemischen von diesen; und

c) 25 bis35 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht des Gemischs, eines Aminoplastharzes.

2. überzugszusammensetzung nach Anspruch 1, in der 50 - 70 Gew.-% (a), 4 - 15 Gew.-% (b) vorliegen und worin (b) das Veresterungsprodukt ist.

3. überzugszusammensetzung nach Anspruch 2, worin das verzweigtkettige Glykol Neopentylglykol ist und die Monocarbonsäure des Polyesterpolyols ausgewählt ist aus der Gruppe von Benzoesäure, Laurinsäure, Pelargonsäure und Gemischen von diesen.

4. überzugszusammensetzung nach Anspruch 3, worin die aromatische Dicarbonsäure ausgewählt ist aus der Gruppe von Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure und Gemischen von diesen, und die aliphatische Dicarbonsäure ausgewählt ist aus der Gruppe von Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure und Gemischen von diesen.

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5. Uberzugszusammensetzung nach Anspruch 4, worin das Polyosterpolyol das Reaktionsprodukt ist von Benzoesäure, Pentaerythrit, Neopentylglykol, Isophthalsäure, Phthalsäure und Adipinsäure.

6. Überzugszusammensetzung nach Anspruch 5, worin die Monocarbonsäure des Veresterungsprodukts eine Fettsäure mit 8-18 Kohlenstoffatomen ist.

7. Überzugszusammensetzung nach Anspruch 6, worin das Aminoplastharz Hexamethoxymethy!melamin ist.

8. Überzugszusammensetzung nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, die zusätzlich Pigment enthält.

9. Überzugszusammensetzung nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, die zusätzlich einen Ultraviolettlichtstabilisator, ein Antixodationsmittel oder beide enthält.

10. Substrat, überzogen mit einer ersten gehärteten Überzugszusammensetzung nach Anspruch 1, die überschichtet ist mit einer zweiten gehärteten Überzugszusammensetzung nach Anspruch 1, worin die erste Zusammensetzung Pigment enthält und die zweite Zusammensetzung nicht pigementiert ist.

11. Substrat nach Anspruch 10, worin die erste gehärtete Zusammensetzung zusätzlich einen Ultraviolettlichtstabilisator enthält.

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12. Substrat nach Anspruch 11, worin die erste gehärtete Zusammensetzung zusätzlich ein Antioxidationsmittol enthält.

13. Substrat nach Anspruch 12, worin die zweite gehärtete Überzugszusammensetzung einen Ultraviolettlichtstabilisator, ein Antioxidationsmittel oder beide enthält.