DE3725738A1

DE3725738A1 - Tribopulverlacke

Info

Publication number: DE3725738A1
Application number: DE19873725738
Authority: DE
Inventors: Kurt Weigel
Original assignee: Kurt Weigel
Current assignee: DUROPLAST POWDER CHEMIE N.V., HOUTHALEN, BE
Priority date: 1987-08-04
Filing date: 1987-08-04
Publication date: 1989-02-16

Description

Pulverlacke werden bekanntlich durch elektrostatische oder reibungselektrische Verarbeitungsgeräte verarbeitet. Die Verarbeitung mittels reibungselektrischer Sprühorgane bringt gegenüber corona-elektrodenhaltiger Sprühgeräte beachtliche Vorteile (siehe: WEIGEL, Triboelektrisch abscheidbare Pulverlacke, P 36 00 395.6). Auch Kombinationsverfahren werden angewendet (WEIGEL: Verfahren zur Herstellung von kombinierten duroplastischen Korona-Tribo-Pulverlackschichten, DE 36 00 065 A1).

Tribopulverlacke müssen so zusammengesetzt sein, daß während des Verarbeitungsprozesses und bei wiederholter Rückgewinnung, die elektrischen Eigenschaften sich nicht verändern. Wurde dem Pulverlack trockene, pulverförmige Additive, wie z. B. Aluminiumoxid beigemischt, erhielt man in vielen Fällen eine entsprechende Reibungsaufladung in der Verarbeitungspistole. Nach Verlassen dieses Gemisches trennten sich die Partner aufgrund des spezifischen Gewichtes, der Teilchengröße und der Verarbeitungsbedingungen unregelmäßig. Die Folge waren unbefriedigende Beschichtungsergebnisse. Dazu kam dann noch, daß über die Rückgewinnung beachtliche Teile des Additivs durch Luftsedimention verlorengingen, und diese Materialien die Abluftfilter verstopften.

Andere Tribopulverlacke, hauptsächlich auf Basis Epoxidharz, bekamen gute Reigungsaufladungen und dennoch mitunter schlechte Beschichtungsergebnisse. Schuld ist hier der Zeitraum des Ladungsausgleichs.

Es dürfte bekannt sein, daß von der elektrischen Leitfähigkeit der beteiligten Stoffe es in erster Linie abhängt, in welcher Weise sich eine Ladungstrennung bemerkbar machen kann. Dieser "Spannungszustand" wird umso schneller beseitigt, je besser über die elektrische Leitfähigkeit ein Ladungsausgleich bis zu vollständigen Wiedervereinigung erfolgen kann.

Bei genügend großer Leitfähigkeit der beteiligten Stoffe geht die vollständige Wiedervereinigung praktisch gleichzeitig mit der Ladungstrennung vonstatten. Voraussetzung dafür, daß überhaupt Aufladungen entstehen, ist also, daß mehr Ladungsmengen getrennt als gleichzeitig wiedervereinigt werden, und daß die Ladungstrennung für den Beschichtungszeitraum so ausreichend ist, daß besonders bei schöpfenden Beschichtungsgegenständen das Pulver durch zu schnellen Ladungsausgleich abrieselt und sich in den schöpfenden Teilen ansammelt. Je länger die Ladungstrennung anhält, und die Ladung über 2 µA liegt, desto stärker sind die Adhäsionskräfte vom Pulverkorn zum Beschichtungsgegenstand. Der Schichtaufbau erfolgt schneller, dadurch vorteilhaftere Beschichtungszeiten und weniger "over spray".

Ein guter Tribopulverlack muß deshalb für die Abscheidung folgende Eigenschaften aufweisen:

1. möglichst hohe Reibungsaufladung bei niedriger Förder- und Zerstäuberluft
2. möglichst lange Aufrechterhaltung der Ladungstrennung
3. auch bei mehrmaliger Verarbeitung im Arbeitskreislauf über die Rückgewinnung keine Verschiebung der elektrischen Eigenschaften des Pulverkornes.

Tribopulverlacke die diese Eigenschaftsmerkmale aufweisen, werden wie die herkömmlichen coronaverarbeitbaren Pulverlacke hergestellt, d. h. das schmelzbare Bindemittel wird mit den üblichen Zuschlagstoffen wie Härter, Pigmente, Verlaufmittel, sonstige Additive in einem Mischer vorgemischt. Danach werden die schmelzbaren Anteile des Gemisches in einem Extruder unter Wärmeeinwirkung aufgeschmolzen und die Feststoffe dispergiert. Die den Extruder verlassende warme, flüssige Masse wird gekühlt und danach durch Brechen und Mahlen, evtl. kombiniert mit Sichten, zu der gewünschten Teilchengröße verkleinert. Während des Zerkleinerungsvorganges können zusätzliche Additive zugegeben werden.

Diese erfindungsgemäß hergestellten Beschichtungsmaterialien werden mittels einer triboelektrischen Sprühpistole auf das zu beschichtende Teil aufgetragen.

Der mit Pulverlack beschichtete Gegenstand wird in einem Einbrennofen zwischen 120°C und 250°C 1 bis 35 Minuten erhitzt. Hierbei schmilzt der Pulverlack und es entsteht ein chemisch ausgehärteter duroplastischer Film.

Die Verwendung von kurzwelligem Licht ist ebenfalls anwendbar.

Die schmelzbaren Bindemittel können auf Basis von Epoxidharzen, Epoxid-Polyesterharzen, Polyesterharze-Triglycidylisocyanurat, Polyester-Aminoharzen, Polyurethane und Acrylate beruhen.

Die Erfindung wird jetzt anhand der folgenden, nicht beschränkenden Beispiele erläutert.

Beispiel 1 - Epoxidharz-Polyester-Pulverlack
17,5 kg
Araldit GT 7203 (Ciba-Geigy)
39,8 kg	Uralac P 2450 (DSM)
1,0 kg	Perenol F 30 P mod. (Henkel)
3,7 kg	Lauryltrialkylammoniumsulfat
30,0 kg	Titandioxid
8,0 kg	Bariumsulfat
100,0 kg

In einem Mischer werden nun die vorgenannten Materialien in den Mengenangaben innig gemischt. Dann wird dieses Gemisch extrudiert, z. B. in einem Buß-Ko-Kneter (Wellentemperatur etwa 60°C, erste Zone etwa 60°C, zweite Zone etwa 80 bis 90°C, Produkttemperatur etwa 100 bis 120°C, Verweilzeit im Extruder etwa 60 bis 90 Sekunden). Das erhaltene Extrudat wird dann nach dem Abkühlen mit z. B. einer Mikro-Pul-Mühle zu einem Kornspektrum von 10 bis 150 µm (mit einem Mittelwert von 40 bis 60 µm) feingemahlen.

Diese erhaltene, pulverförmige Beschichtungszusammensetzung wird mittels einer triboelektrischen Pulversprühpistole mit 3 bar Förderluft bei Raumtemperatur versprüht und danach 12 Minuten bei 160°C thermisch vernetzt. Es wird eine Gesamtschichtdicke von etwa 80 µm erhalten.

Beispiel 2 - Polyester-Triglycidylisocyanurat-Pulverlack
55 kg
Grilesta P 7305 (Ems-Chemie)
4 kg	Araldit PT 810 (Ciba-Geigy)
1 kg	Modaflow (Monsanto)
3 kg	Lauryltrialkylammoniumsulfat
17 kg	Eisenoxidgelb (Bayer)
20 kg	Titandioxid-Rutil (Bayer)
100 kg

Die Misch-, Extruderherstellung, Vermahlungs- und Verarbeitungsdaten entsprechen dem Beispiel 1.

Beispiel 3 - Epoxidharz-Pulverlack
0,1 kg
Benzoin
3,0 kg	Härter B 73 (Chem. Werke Hüls)
52,0 kg	Araldit GT 7004 (Ciba-Geigy)
0,5 kg	Byk-VP 360 P (Byk-Gulden)
0,2 kg	Ionol CP (Shell)
3,0 kg	Lauryltrialkylammoniumsulfat
10,0 kg	Eisenoxidrot (Bayer)
30,2 kg	Bariumsulfat
100,0 kg

Beispiel 4 - Polyurethan-Pulverlack
13,0 kg
IPDI-Addukt B 1065 (Chem.-Werke Hüls)
46,0 kg	Crylcoat 280 M (UCB)
1,0 kg	Perenol F 30 P mod. (Henkel)
0,1 kg	Ionol CP (Shell)
3,0 kg	Lauryltrialkylammoniumsulfat
10,0 kg	Chromoxidgrün, rein, GL (Bruchsaler Farben)
26,9 kg	Bariumsulfat
100,0 kg

Beispiel 5

Pulverlackmischungen nach den Beispielen 1-4, jedoch ohne den "Tribozusatz" (Lauryltrialkylammoniumsulfat) werden wie in Beispiel 1 gemischt, anschließend extrudiert und grob granuliert. Während des Vermahlungsprozesses wird der "Tribozusatz" durch Verdüsung in die Mühle zugegeben.

Beispiel 6

Pulverlackmischungen nach den Beispielen 1-4, jedoch ohne den "Tribozusatz" werden wie in Beispiel 1 gemischt, anschließend extrudiert, grob granuliert und danach verarbeitungsfähig fein gemahlen. Der in diesem Zustand nicht tribo-verarbeitungsfähige Pulverlack erhält den "Tribozusatz" in dem Verarbeitungsgerät zugedüst. Sodann erfolgt Reibungsaufladung.

Alle nach diesen Formulierungen hergestellten Tribopulverlacke lassen sich ebenfalls sehr vorteilhaft positiv wie negativ mit den Corona-Sprühgeräten verarbeiten.

Claims

1. Pulverförmige, duroplastische Beschichtungszusammensetzungen, welche mittels eines triboelektrischen Beschichtungsverfahren auf Substrate zwecks eines Korrosions- und/oder Chemikalienschutzes und/oder des dekorativen Aussehens mit einem triboelektrischen Sprühgerätes keine ausreichend hohe und lange Ladungstrennung (Reibungsaufladung von über 1,5 µA bei gleichzeitiger ausreichender Aufrechterhaltung dieser Ladung für den Beschichtungsaufbau) ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines ammoniumhaltigen Additivs von kationischer und der damit verbundenen extrem hohen Polarität dem Pulverlack zugesetzt wird und somit triboverarbeitungsfähig ist.

2. Pulverförmige, duroplastische Beschichtungszusammensetzungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das "Tribo"-Additiv bereits in der Schmelzphase bei der Harzherstellung eingearbeitet wird.

3. Pulverförmige, duroplastische Beschichtungszusammensetzungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das "Tribo"-Additiv in der Extruder- Pulverlackherstellungsphase eingearbeitet wird.

4. Pulverförmige, duroplastische Beschichtungszusammensetzungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das "Tribo"-Additiv während der Feinvermahlung des Granulates zugegeben wird.

5. Pulverförmige, duroplastische Beschichtungszusammensetzungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das "Tribo"-Additiv während des Verarbeitungs- Sprühvorganges in das Sprühorgan zugegeben wird.

6. Pulverförmige, duroplastische Beschichtungszusammensetzungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das "Tribo"-Additiv eine tertiäre Aminverbindung ist.

7. Pulverförmige, duroplastische Beschichtungszusammensetzungen nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das "Tribo"-Additiv ein Lauryltrialkylammoniumsulfat ist.