DE60120448T2

DE60120448T2 - Schmelzlack

Info

Publication number: DE60120448T2
Application number: DE60120448T
Authority: DE
Inventors: Philip Mahieu; Faridoon Qazi; Didier Vanderveken; Raabjerg Kent SORENSEN; Adrianus Martinus KOENRAADT
Original assignee: Akzo Nobel Coatings International BV
Current assignee: Akzo Nobel Coatings International BV
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2021-10-13
Also published as: EP1326934A1; AU2002216963A1; DE60120448D1; RU2303611C2; CZ20031076A3; ES2266293T3; US20020111430A1; CZ296095B6; EP1326934B1; ATE328972T1; WO2002033011A1; US6750300B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine wärmehärtbare Heißschmelz-Lackzusammensetzung und ein Auftragsverfahren solcher Heißschmelz-Lackzusammensetzungen. Heißschmelz-Lackzusammensetzung werden typischerweise zuerst erwärmt, bis die erforderliche Auftragsviskosität erreicht wird. Anschließend werden die Zusammensetzungen aufgetragen und gehärtet, indem man z.B. die Temperatur weiterhin auf die Härtungstemperatur erhöht. Im Allgemeinen sind Heißschmelzbeschichtungen im Wesentlichen frei von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC).
EP-A 0 604 815 offenbart eine lösungsmittelfreie wärmehärtbare Beschichtungszusammensetzung für den Siebdruck. Die Beschichtungszusammensetzung umfasst eine Mischung von flüssigen und festen Epoxyharzen und hat eine hohe Viskosität, wodurch diese Beschichtungszusammensetzung sich zur Verwendung für Auftragstechniken, bei denen eine niedrige Viskosität notwendig ist, wie Lackgießen, als ungeeignet erweist.
Auftragstechniken, wie Lackgießen, sind besonders brauchbar, wenn dünne Schichten aufgetragen werden sollen. Ein spezielles Beispiel eines Auftragens, bei dem dünne Filmschichten notwendig sind, ist die Spiegel-Rückseitenschutzbeschichtung, wenn ein Überzug auf die Rückseite einer reflektierenden metallischen Schicht von Spiegeln aufgetragen werden soll, um sie vor Korrosion und mechanischer und chemischer Einwirkung zu schützen. Diese Spiegel-Rückseitenschutzüberzüge werden typischerweise in Form einer oder mehrerer Schichten aufgetragen, die eine Dicke in der Größenordnung von etwa 20–100 μm haben.
Bisher enthielten Lackzusammensetzungen, die bei Auftragstechniken verwendet wurden, bei denen eine niedrige Viskosität notwendig ist, wie Spiegel-Rückseitenschutzüberzüge, die in EP-A 0 562 660 offenbart werden, Lösungsmittel. Die Verwendung von Lackzusammensetzungen auf Lösungsmittel-Basis ist jedoch mit immer größeren Schwierigkeiten in Bezug auf die Umwelt verbunden. Aus Umweltgründen sowie aus wirtschaftlichen Gründen sollte der Lösungsmittelgehalt minimiert werden. Um antikorrosive Eigenschaften zu erreichen, schließen Spiegel-Rückseitenschutzbeschichtungen typischerweise Korrosionsinhibitoren ein, von denen die meisten für die menschliche Gesundheit oder die Umgebung schädlich sind.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine im Wesentlichen VOC-freie Beschichtungszusammensetzung bereitzustellen, die bei Auftragstemperaturen zwischen 100 und 160 °C oder noch niedrigeren Temperaturen verwendet werden können, wobei man Auftragstechniken verwendet, für die eine niedrige Viskosität erforderlich ist, wie Lackgießen oder Sprühbeschichten.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Heißschmelz-Lackzusammensetzung gelöst, die ein Tg unterhalb von 5 °C, vorzugsweise unterhalb von –20 °C und eine Viskosität von weniger als 2000 mPa·s, vorzugsweise von weniger als 600 mPa·s hat, die bei 80 °C und einer Scherrate von 10 s^–1 gemessen wird. Es wurde gefunden, dass solche Heißschmelz-Zusammensetzungen, im Gegensatz zu Heißschmelzlacken des Standes der Technik, für Auftragstechniken geeignet sind, für die eine niedrige Viskosität erforderlich ist, ohne dass die Zugabe von Lösungsmitteln notwendig ist. Als Ergebnis der niedrigen Viskosität der Heißschmelz-Lackzusammensetzung gemäß der Erfindung können relativ niedrige Auftragstemperaturen, z.B. unterhalb von 120 °C, verwendet werden, während dennoch gute Lackeigenschaften, wie Fließen und Aussehen, beibehalten werden. Die Zusammensetzung gemäß der Erfindung kann bei Raumtemperatur z.B. fest oder flüssig sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Heißschmelz-Lackzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung schließt die Zusammensetzung wenigstens ein amorphes Bindemittel mit einem Tg unterhalb von 5 °C, vorzugsweise unterhalb von –20 °C, und/oder wenigstens ein kristallines oder semikristallines Bindemittel mit einem Schmelzpunkt oder Schmelzbereich unterhalb von 150 °C ein. Semikristalline und/oder kristalline Bindemittel sind im Allgemeinen durch eine deutliche Phasenänderung gekennzeichnet, die sehr niedrige Schmelzviskositäten nach dem Schmelzen ergibt. Auch Kombinationen von amorphen und (semi)kristallinen Bindemitteln können verwendet werden. Durch Kombination von amorphen Bindemitteln mit (semi)kristallinen Bindemitteln kann die Schmelzviskosität der Heißschmelz-Lackzusammensetzung leicht auf den erwünschten Grad eingestellt werden. Gegebenenfalls können die Bindemittel eine hyperverzweigte oder verästelte Struktur haben.
Um zu untersuchen, ob ein Bindemittel kristallin, semikristallin oder amorph ist, können diese Typen von Phasenänderungen durch Differential-Scanning-Kalorimetrie (DSC) nachgewiesen werden, wie in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Band 4, Seite 482-519, 1986 (Wiley Interscience) beschrieben ist. Ein Bindemittel wird als amorph angesehen, wenn es eine erkennbare Glasübergangstemperatur (Tg) aufweist und weder Kristallisationspeaks noch Schmelzpeaks hat. Ein Harz wird als semikristallin angesehen, wenn es ein erkennbares Tg und wenigstens einen Schmelzpeak aufweist. Wenn im Allgemeinen unterschiedliche Schmelzpeaks in einer DSC-Kurve beobachtet werden, sind diese mehrfachen Peaks durch einen Schmelzbereich spezifiziert. Wenn ein Bindemittel kein Tg bei Erwärmen von –60 °C an aufzeigt, sondern nur einen scharfen Schmelzpeak, wird das Bindemittel als kristallin angesehen.
Das Bindemittel der Heißschmelz-Lackzusammensetzung kann z.B. ein Alkydharz, ein Acrylharz, ein Polyesterharz, ein Urethanöl oder -harz, ein Vinylpolymer, ein Vinylhalogenid-Polymer, ein Phenol-Formaldehyd-Harz, ein Aminoharz, ein Epoxyharz oder Modifikationen und/oder Kombination derselben sein.
Das Bindemittel ist entweder selbstvernetzend oder wird in Kombination mit einem entsprechenden Vernetzungsmittel verwendet, z.B. blockierten oder nicht blockierten Isocyanaten oder aminofunktionellen Vernetzungsmitteln. Geeignete Beispiele von aminofunktionellen Vernetzungsmitteln sind z.B. Melamin-Formaldehyd-Harze, wie Hexamethoxymethylolmelamin (HMMM) oder Trisalkoxycarbonylaminotriazin (TACT) oder Derivate derselben. Im Handel erhältliche HMMM-Harze sind z.B. Beetle^® 370, Beetle^® 3745 und Beetle^® 3747, die alle von BIP erhältlich sind. Geeignete Isocyanate sind z.B. Desmodur^® N3300, das von Bayer erhältlich ist, und Vestanat^® T1890, das von Creanova erhältlich ist.
Bindemittel, die mit diesem Isocyanat oder aminofunktionellen Vernetzungsmitteln reagieren können, sind z.B. Hydroxy-funktionelle Bindemittel. Bevorzugte Hydroxy-funktionelle Bindemittel sind acrylische Polyole, Polyetherpolyole und Polyesterpolyole. Beispiele von geeigneten amorphen Polyesterpolyolen sind Desmophen^® 670, 800, 1155 und Desmophen^® VPLS 2249/1, die alle von Bayer erhältlich sind. Ein geeignetes Beispiel eines verästelten Polyols ist Boltorn^® H10, das von Perstorp Specialty Chemicals erhältlich ist.
Polyol/Isocyanat-Vernetzungssysteme als solche sind hochreaktiv. Ein geeigneter Weg zur Vermeidung einer vorzeitigen Härtung besteht in der Verwendung von innen oder außen blockierten Isocyanaten. Ein Beispiel eines innen blockierten Polyisocyanat-Vernetzungsmittels ist ein cycloaliphatisches Polyuretdion, das auf Isophorondiisocyanat basiert: Vestagon^® EP-BF 1320, das von Creanova erhältlich ist.
Ein anderer Weg zur Vermeidung einer vorzeitigen Härtung solcher hochreaktiven Vernetzungssysteme besteht in der Verwendung von Zweikomponenten-Systemen, für die eine separate Lagerung der reaktiven Komponenten und spezielle Auftragsgerätschaften erforderlich sind. Die reaktiven Komponenten werden kurz vor oder während des Auftragens miteinander vermischt, z.B. in einer Zweikomponenten-Spritzpistole. Eine solche Zweikomponentenanordnung ist nicht nur für Isocyanat/Polyol-Vernetzungssysteme unter Verwendung von nicht blockierten Isocyanaten geeignet, sondern auch für andere hochreaktive Vernetzungssysteme, z.B. für Epoxy/Amin- und Acryloyl/Amin-Vernetzungssysteme.
Heißschmelz-Beschichtungszusammensetzungen, die auf der Polyol/Isocyanat-Chemie basieren, haben den Vorteil der Kombination eines geringen VOC-Gehalts oder sogar eines VOC-Gehalts von Null und eines hohen Grades an Film-Leistungsfähigkeit. Solche Heißschmelz-Beschichtungszusammensetzungen sind z.B. zur Verwendung in der Auto- und Fahrzeug-Nachlackierungsindustrie besonders geeignet.
Eine andere Klasse von geeigneten Bindemitteln besteht aus Epoxyharzen, gegebenenfalls in Kombination mit Verbindungen, die Epoxy-reaktive Gruppen enthalten, z.B. Amine, Polycarbonsäuren und/oder -anhydride.
Besonders geeignete Epoxyharze sind z.B. Epikote^® 828, Epikote^® 1001 und Epikote^® 1002. Viskose Epoxyharze, wie z.B. Epikote^® 1004, sollten vorzugsweise in geringeren Mengen verwendet werden, um die erforderliche Viskosität zu erhalten. Alle oben erwähnten Epikote^®-Harze sind von Shell Chemicals erhältlich.
Wenn Epoxyharze in den Heißschmelz-Beschichtungszusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sind, wird es bevorzugt, eine Verbindung zu verwenden, die Cyanamidgruppen und/oder Derivate derselben, wie Dicyandiamid, beschleunigtes Dicyandiamid, substituiertes Dicyandiamid oder cyclische Amidine, enthält. Spiegel-Rückseitenschutzbeschichtungen, die mit Cyanamid-funktionellen Verbindungen formuliert werden, haben den Vorteil, dass sie einen Komplex mit den Silberionen bilden können, die in der reflektierenden Spiegelschicht vorliegen, insbesondere wenn diese Schicht frei von Kupfer ist. Dies verbessert die antikorrosiven Eigenschaften des Überzugs. Die Zugabe von antikorrosiven Pigmenten kann in diesem Fall reduziert oder sogar eliminiert werden. Dicyandiamid ergibt diesbezüglich optimale Ergebnisse. Wenn Cyanamidgruppen und/oder Derivate derselben in der Lackzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Spiegel-Rückseitenschutzauftrag verwendet werden, wird eine verbesserte Haftung an die Silberschichten beobachtet. Dies ermöglicht die Formulierung von Spiegel-Rückseitenschutzüberzügen ohne Silan-funktionelle Verbindungen, die üblicherweise in Systemen des Standes der Technik zur Verbesserung der Haftung verwendet werden.
Die erforderliche Schmelzviskosität der Zusammensetzung kann durch Optimierung der Bindemittel-Eigenschaften eingestellt werden, wie der Molmasse und molekularen Struktur. Vorzugsweise beträgt das Zahlenmittel der Molmasse M_n des Bindemittels oder der Bindemittel 1000–10 000 g/mol, mehr bevorzugt liegt es zwischen 2000 und 6000 g/mol.
Ein anderer Weg zum Einstellen der Viskosität der Zusammensetzung besteht in der Verwendung von reaktiven Verdünnungsmitteln. Reaktive Verdünnungsmittel sind im Allgemeinen niedermolekulare Verbindungen, die eine niedrige Viskosität aufweisen und während der Formulierung und Verarbeitung des Überzugs als Lösungsmittel agieren.
Im Gegensatz zu nicht reaktiven Lösungsmitteln können reaktive Lösungsmittel mit einem Bindemittel oder einem anderen Bestandteil, der in der Heißschmelzzusammensetzung vorliegt, copolymerisieren. Das Zahlenmittel der Molmasse M_n der reaktiven Verdünnungsmittel ist im Allgemeinen kleiner als 1000 g/mol, vorzugsweise kleiner als 500 g/mol. Die Menge an funktionellen Gruppen, die Funktionalität des reaktiven Verdünnungsmittels, ist wenigstens eins, vorzugsweise zwei oder höher, wobei in diesem Fall die reaktiven Verdünnungsmittel als Vernetzungsverstärker agieren können. Beispiele geeigneter reaktiver Verdünnungsmittel sind niedrigviskose Glycidylether, Alkylencarbonate, Oxetane, epoxidierte Öle, Polyole und/oder Modifikationen derselben, wie alkoxydierte Polyole. Geeignete Beispiele von Glycidylethern sind Cyclohexandimethanol-Diglycidylether, wie Araldite^® DY 0395, und Trimethylolpropan-Triglycidylether, wie Araldite^® DY 0396, wobei die beiden Araldite^®-Produkte von Ciba Specialty Chemicals erhältlich sind. Geeignete Beispiele von Polyolen sind Ditrimethylolpropan und alkoxylierte Polyole, wie Polyol TP30^®, ein ethoxyliertes Trimethylolpropan, das von Perstorp Specialty Chemicals erhältlich ist. Geeignete Beispiele von Alkylencarbonaten sind Ethylencarbonat und Propylencarbonat.
Die Zusammensetzung gemäß der Erfindung ist im Wesentlichen VOC-frei. Im Prinzip wird bei der Herstellung der Zusammensetzung kein zusätzliches Lösungsmittel zugegeben. Darüber hinaus sollte der Gehalt an restlichem Lösungsmittel, das aus der Herstellung irgendeines der Inhaltsstoffe stammt, 5 Gew.-% nicht übersteigen.
Wie oben ausgeführt wurde, können hochreaktive Vernetzungssysteme in Zweikomponenten-Heißschmelzsystemen verwendet werden. Heißschmelz-Beschichtungen lassen sich jedoch in Form von Einkomponentensystemen leichter handhaben, indem man ein Vernetzungsmittel verwendet, das mit dem Bindemittel nur bei einer Temperatur oberhalb der Auftragstemperatur reagiert. In solchen Systemen ist ein gutes Gleichgewicht zwischen chemischer Beständigkeit und Reaktivität wesentlich.
Wenn die chemische Beständigkeit nicht optimal ist, z.B. aufgrund einer zu hohen Grenzviskosität, könnte eine vorzeitige Vernetzung erfolgen, d.h. bevor der Überzug auf das Substrat aufgetragen ist, was ein Verstopfen der verwendeten Auftragsgerätschaft und schlechte Beschichtungseigenschaften ergibt.
Eine gute chemische Beständigkeit, die sich aus einer geringen Reaktivität ergibt, kann ein zu langsames Härten ergeben, um den regulären Anforderungen zu genügen. In einem solchen Fall könnte ein Katalysator eingeschlossen werden, um die Reaktivität zu erhöhen. Die Auswahl des Katalysators hängt von den chemischen Vernetzungsreaktionen in der Heißschmelz-Formulierung ab. Durch Auswahl eines geeigneten Katalysators kann ein gutes Gleichgewicht zwischen chemischer Beständigkeit und Reaktivität erhalten werden. Wenn ein Katalysator verwendet wird, liegt er vorzugsweise in einer Menge von 0,5–5 Gew.-% der gesamten Formulierung vor. Eine optimale Menge an Katalysator beträgt 1–3 Gew.-% der gesamten Formulierung. In Abhängigkeit von dem Typ der chemischen Vernetzungsreaktionen der Heißschmelz-Beschichtungszusammensetzung könnte der Katalysator eine Säure, eine Base oder eine Kombination derselben sein.
Vorzugsweise ist der Katalysator latent oder blockiert. Die Verwendung von latenten oder blockierten Katalysatoren ist ein wirksamer Weg, um eine vorzeitige Vernetzung zu vermeiden. Zur Steuerung der Aktivität können unterschiedliche Mechanismen und Blockierungsmittel verwendet werden, wie Alkohole, Wasser, flüchtige Säuren und durch UV zersetzbare Verbindungen. Die Blockierung des Katalysators kann z.B. durch Erhöhung der Temperatur aufgehoben werden. Ein geeignetes Beispiel dafür ist Diaza[4.3.0]bicycloundec-7-en, das mit Benzoesäure oder Ameisensäure blockiert ist, wie in US 5,219,958 beschrieben wird. Ein anderer Katalysator, dessen Blockierung durch Erwärmen aufgehoben wird, ist z.B. Dyhard^® UR 500, das ein auf Amin basierender Katalysator ist, der mit einem Isocyanat blockiert ist. Dieser Katalysatortyp ist besonders geeignet, um die chemische Beständigkeit und die Reaktivität einer Heißschmelz-Beschichtungszusammensetzung auszugleichen, die auf einem Epoxyharz und einem Polyamin wie Dicyandiamid basiert. Geeignete latente Katalysatoren sind z.B. Amidsäuren, die sich von Carbonsäureanhydriden und Diaminen ableiten. Beim Erwärmen unterliegen diese zwitterionischen Amidsäuren einer thermisch induzierten intramolekularen Cyclisierung zu Imiden, die verschiedene Reaktionen katalysieren können.
Die Herstellung dieser latenten Amin-Katalysatoren wird in Catalysts for Epoxy-Carboxy Hybrid Powder Coatings, Investigations on Phase Change Control of Reactivity von S.P. Pappas, V.D. Kuntz und B.C. Pappas, Journal of Coatings Technology, Band 63, Nr. 796, Mai 1991 offenbart.
Wenn die Zusammensetzung auf einem Säure-induzierten Vernetzungsmechanismus basiert, wie Amino/Polylol-Vernetzung, kann die Beschichtungszusammensetzung gegebenenfalls einen Säure-Katalysator umfassen. Beispiele von Katalysatoren vom Säuretyp sind p-Toluolsulfonsäure und Dodecylbenzolsulfonsäure. Ein Beispiel eines blockierten Säure-Katalysators ist Nacure^® 3525, erhältlich von King Industries, das auf Dinonylnaphthalindisulfonsäure basiert.
Die Heißschmelz-Beschichtungszusammensetzung gemäß der Erfindung kann Pigmente und/oder Additive umfassen, wie Füllstoffe, Dispergiermittel, Entgasungsmittel, Haftvermittler, Mattierungsmittel, Tenside, Fließverbesserer oder Wachse.
Die beschriebene Heißschmelz-Beschichtungszusammensetzung kann mit Gerätschaften hergestellt werden, die üblicherweise in der Lackindustrie bekannt sind. Im Allgemeinen werden alle Rohmaterialien, außer den Vernetzungsmitteln und den Katalysatoren, in einem Hochgeschwindigkeits-Dissolver bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur miteinander vermischt. In einem optionalen nächsten Schritt werden die Pigmente in einer hochscherenden Dispergierapparatur, wie einer Perlmühle oder Sandmühle, dispergiert. Schließlich werden die Vernetzungsmittel und gegebenenfalls Katalysatoren zugegeben, und das Ganze wird vermischt, bis eine homogene Mischung erhalten wird. In Fällen, in denen die Kontaktzeit zwischen den reaktiven Komponenten bei einem Minimum gehalten werden sollte, kann eine Dispergierapparatur mit einer kurzen Verweilzeit verwendet werden. Eine geeignete Apparatur, mit der reaktive Komponenten in einer kurzen Zeitspanne sehr wirksam vermischt werden können, ist ein Extruder oder eine andere Gerätschaft, die auf der Rotor/Stator-Technologie basiert.
Die Heißschmelz-Lackzusammensetzung kann durch ein Verfahren aufgetragen werden, das die folgenden Schritte umfasst:

– Erwärmen der Zusammensetzung, bis die Auftragstemperatur erreicht ist,
– Auftragen der Zusammensetzung in Form eines Überzugs auf ein Substrat und
– Erwärmen des aufgetragenen Überzugs wenigstens auf seine Härtungstemperatur bis zur vollständigen Härtung.

Der Erwärmungsschritt kann z.B. in erwärmten Behältern durchgeführt werden, wonach die Zusammensetzung einem erwärmten Auftragsgerät zugeführt wird.
Die Heißschmelz-Lackzusammensetzung gemäß der Erfindung ist besonders für Auftragstechniken brauchbar, bei denen eine niedrige Viskosität notwendig ist, wie Lackgießen, wobei die erwärmte Zusammensetzung durch einen engen horizontalen Schlitz auf ein Substrat fließt, das unterhalb des Schlitzes vorbeigeführt wird. Andere Auftragstechniken, bei denen eine niedrige Viskosität notwendig ist, für die die Beschichtungszusammensetzung verwendet werden kann, sind z.B. erwärmte Walzen oder Heißsprüh-Techniken. Erwärmte Walzen werden z.B. zum Auftragen von Coil-Coating-Lacken verwendet. Andere Auftragstechniken, bei denen die Viskosität von geringerer Bedeutung ist, wie Düsenauftrag, können auch verwendet werden, falls dies erwünscht ist.
Im Falle von Zweikomponenten-Systemen werden die Komponenten vorzugsweise separat erwärmt. Das Erwärmen der Zusammensetzung kann in jeder geeigneten Erhitzungs- oder Schmelzapparatur durchgeführt werden. Die erwärmte Zusammensetzung kann dem Auftragsgerät durch einen erwärmten Schlauch mittels einer geeigneten Pumpe zugeführt werden. Wenn das Zweikomponenten-System verwendet wird, können die Komponenten vor dem Auftragen in jeder gee gneten Schmelzmischapparatur vermischt werden, die ein statischer Mischer oder ein dynamischer Mischer sein kann, z.B. ein Banbury-Mischer oder ein Z-Blattmischer. Alternativ dazu können die Komponenten während des Auftragens vermischt werden. Die Temperatur des Auftragsgeräts liegt im Allgemeinen im Bereich von 50–160 °C, vorzugsweise von 60–120 °C. Für das thermische Härten der aufgetragenen Beschichtungszusammensetzung kann die Härtungstemperatur bis zu 260 °C betragen, und vorzugsweise liegt sie in einem Bereich von 60–170 °C, und zwar in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung, dem Typ des verwendeten Substrats und dem Anwendungsgebiet.
Die Härtungszeit beträgt im Allgemeinen weniger als 30 Minuten. In bestimmten Fällen kann die Härtungszeit sehr kurz sein, wie für Coil-Coating-Lacke, bei denen das Härten ein Blitzhärten von 2 min oder weniger bei 260 °C PMT, Peak-Metalltemperatur, sein kann.
Die Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann in dünnen Schichten aufgetragen werden. Die Dicke der Schichten nach dem Härten kann z.B. geringer als 100 μm sein.
Ein breiter Bereich von Substraten kann mit der Heißschmelz-Lackzusammensetzung der vorliegenden Erfindung beschichtet werden. Aufgrund der niedrigen Schmelzviskosität kann die Beschichtungszusammensetzung auf Metall- und Glassubstrate aufgetragen werden, z.B. Spiegelrückseiten, aber auch auf temperaturempfindliche Substrate, wie Kunststoff und Holz. Die Zusammensetzung gemäß der Erfindung kann auch für Coil-Coating-Lacke verwendet werden.
Obwohl die Heißschmelz-Beschichtungszusammensetzung besonders zur Verwendung als Spiegel-Rückseitenschutzüberzug geeignet ist, ist sie auch für andere Anwendungen geeignet, bei denen z.B. dünne, insbesondere hochleistungsfähige Schichten erforderlich sind, oder wenn die Verwendung von Auftragstechniken erwünscht ist, für die eine geringe Viskosität notwendig ist. Ein spezielles Beispiel ist der Sprühauftrag von Zweikomponenten-Polyol/Isocyanat-Systemen als Decklack auf Metall- oder Kunststoffsubstrate.
Die Erfindung wird weiterhin durch die folgenden Beispiele erläutert. In diesen Beispielen sind die nachstehend aufgeführten Zusammensetzungen verfügbar, wie angegeben ist.

Araldite^® DY 0396: Trimethylolpropantriglycidylether mit einem Tg von weniger als –50 °C, erhältlich von Ciba Specialty Chemicals
Baysilon^® OL 17: Fließmittel, das im Handel von Bayer erhältlich ist
Beetle^® 370: lösungsmittelfreies Hexamethoxymethylolmelamin-Harz mit einem Tg von weniger als –50°C, das im Handel von BIP erhältlich ist
Benzoin: Entgasungsmittel, das im Handel von DSM, Niederlande erhältlich ist
Byk^® A 530: Verlaufmittel, das im Handel von Byk erhältlich ist
Byk^® 165: Dispergiermittel, das im Handel von Byk erhältlich ist
Desmophen^® 670: amorphes Polyesterpolyol mit einem Tg von weniger als –50 °C, das im Handel von Bayer erhältlich ist
Desmophen^® VPLS 2248: amorphes Polyesterpolyol mit einem Tg von weniger als –50 °C und einer Viskosität von 154 mPa bei 70 °C und einer Scherrate von 10 s^–1, das im Handel von Bayer erhältlich ist
Desmophen^® 1155: amorphes Polyesterpolyol mit einem Tg von weniger als –50 °C und einer Viskosität von 84 mPa bei 70 °C und einer Scherrate von 10 s^–1, das im Handel von Bayer erhältlich ist
Desmodur^® N3300: Polyisocyanat mit einem Tg von weniger als –50 °C, das im Handel von Bayer erhältlich ist
Dyhard^® 100SF: Dicyandiamid, das im Handel von SKW Trostberg AG erhältlich ist
Dyhard^® UR 500: blockierter Amin-Katalysator, der im Handel von SKW Trostberg AG erhältlich ist
Epikote^® 828: Epoxy-funktionelles Harz mit einem Tg unterhalb von –50 °C, das im Handel von Shell Chemicals erhältlich ist
Epodil 750: difunktioneller Glycidylether mit einem Tg unterhalb von –50 °C, das im Handel von Air Products erhältlich ist
Kronos^® 2310: Titandioxid-Pigment, das von Kronos International Inc. erhältlich ist
Nacure^® 3525: Dinonylnaphthalinsulfonsäure, Katalysator, der von King Industries erhältlich ist
Polyol^® 30: TPethoxyliertes Trimethylolpropan, reaktives Verdünnungsmittel, das im Handel von Perstorp Specialty Chemicals erhältlich ist

In den Beispielen werden die folgenden Abkürzungen verwendet:

DBTDL: Dibutylzinndilaurat
PA/DEP: Amidsäure, die auf Phthalsäureanhydrid und N,N-Diethylaminopropylamin basiert
Tg: Glasübergangstemperatur

In den Beispielen sind alle Mengen in Gramm angegeben, falls nichts Anderweitiges angegeben ist.
Beispiele 1 bis 7
In den Beispielen 1 bis 7 wurden Heißschmelz-Beschichtungszusammensetzungen aus den in der Tabelle 1 angegebenen Rohmaterialien hergestellt.
Tabelle 1
In den Beispielen 2 bis 6 wurde Epikote^® 828 als hauptsächliches Bindemittel verwendet, während im Beispiel 1 nur eine geringe Menge dieser Verbindung als Haftvermittler verwendet wurde.
Beetle^® 370 und Dyhard^® 100 SF wurden als Vernetzungsmittel in den Zusammensetzungen verwendet. DBTDL, Dyhard^® UR 500, Nacure^® 3525 und PA/DEP wurden als Katalysatoren verwendet.
Alle Rohmaterialien, außer den Vernetzungsmitteln und Katalysatoren, wurden zuerst in einem Hochgeschwindigkeits-Dissolver bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur miteinander vermischt.
Anschließend wurden die Pigmente in einer Perlmühle 40 Minuten lang bei 2500 U/min und Raumtemperatur dispergiert. Danach wurden die Vernetzungsmittel und Katalysatoren zugegeben, und das Ganze wurde 10 Minuten bei 2500 U/min vermischt.
Die Zusammensetzungen der Beispiele 1 bis 7 wurden auf eine Temperatur von 80 °C erwärmt, falls die Viskosität für einen Auftrag zu niedrig war, und anschließend auf eine Spiegel-Rückseite bei einer Temperatur von 80 °C aufgetragen und in einem Infrarot-Umluftofen 5 Minuten lang bei einer Ofentemperatur von 150 °C gehärtet.
Die folgenden Testmethoden wurden verwendet, um die Viskosität und Tg der Zusammensetzungen zu testen:

Viskosität (80 °C, 10 s^–1) ISO 53229

Tg_ungehärtet DSC, 10°C/min
Die Filmeigenschaften wurden unter Verwendung der folgenden Testmethoden getestet:

Glanz ISO 2813, Messwinkel von 85°

Haftung ISO 2409

Persoz-Härte ISO 1522

Tg_{gehärteter
Film} DSC, 10°C/min
Die Randkorrosion wurde gemäß dem CASS-Test, wie er in ISO 1456 definiert ist, und durch den Salzsprühtest, wie er in DIN 50021 definiert ist, getestet. Die Beständigkeit gegenüber Wasserdampf wurde gemäß dem Feuchtigkeitstest des Industriestandards DIN 50017 getestet.
Die Testergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 aufgeführt.
Tabelle 2
Beispiel 8
Im Beispiel 8 wurde die Zusammensetzung gemäß Beispiel 2 ohne Bleicyanid hergestellt. Die Randkorrosion gemäß dem CASS-Test war 400 μm.
Beispiel 9
Zweikomponenten-Heißschmelz-Beschichtungszusammensetzung
Eine lösungsmittelfreie Zweikomponenten-Heißschmelz-Beschichtungszusammensetzung wurde auf folgende Weise hergestellt. In einem Dissolver wurde eine erste Komponente A aus 35,08 g Desmophen^® VPLS 2248, 0,2 g Byk^® A 530, 0,1 g Baysilon^® und 0,1 g DBTDL bei einer Temperatur von 70 °C hergestellt.
Separat dazu wurde eine zweite Komponente B, bestehend aus 64,52 g Desmodur^® N3300 auf eine Temperatur von 70 °C erwärmt und mit der ersten Komponente A kurz vor dem Auftragen vermischt. Die Mischung wurde auf ein phosphatiertes Stahlblech (Bonder^® 26560 OC) gesprüht und 30 Minuten bei 60 °C gehärtet. Die Trockenschichtdicke betrug etwa 50 μm.
Die folgenden Testmethoden wurden verwendet:

Schlagzähigkeit ASTM D 2794-93

MEK-Beständigkeit ISO 2812
Der Glanz, Tg_ungehärtet der Komponente A, Tg_gehärteter Film und die Viskosität der Komponenten A und B vor dem Vermischen wurden gemäß den Methoden getestet, die für die Beispiele 1–8 verwendet wurden.
Der erhaltene Klarlack hatte die in der Tabelle 3 aufgeführten Eigenschaften.
Tabelle 3

Claims

Wärmehärtbare Heißschmelz-Lackzusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißschmelz-Beschichtungszusammensetzung ein T_g von weniger als 5 °C und eine Viskosität unterhalb von 2000 mPa·s hat, die bei 80 °C und einer Scherrate von 10 s^–1 gemessen wurde.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung wenigstens ein amorphes Bindemittel mit einem T_g von weniger als 5 °C und/oder wenigstens ein kristallines oder semikristallines Bindemittel mit einem Schmelzpunkt oder Schmelzpunktsbereich unterhalb von 150 °C einschließt.
Zusammensetzung gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung wenigstens ein Epoxy-funktionelles Harz und wenigstens ein Polyamin mit Cyanamidgruppen einschließt.
Zusammensetzung gemäß den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung wenigstens einen Katalysator in einer Menge von 0,5–5 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Formulierung, umfasst.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein blockierter oder latenter Katalysator verwendet wird, der bei einer erhöhten Temperatur unterhalb der Härtungstemperatur der Beschichtungszusammensetzung deblockiert oder aktiviert wird.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der blockierte oder latente Katalysator ein blockiertes oder latentes Amin ist.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der latente Amin-Katalysator eine Aminsäure ist, die sich von Carbonsäureanhydriden und Diaminen ableitet.
Zusammensetzung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung wenigstens ein Aminoharz umfasst.
Zusammensetzung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung eine Komponente eines Zweikomponentensystems ist, das entweder ein oder mehrere Vernetzungsmittel oder ein Bindemittel umfasst.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zweikomponentensystem eine erste Komponente einschließt, die ein Polyisocyanat-Vernetzungsmittel umfasst, und eine zweite Komponente einschließt, die ein oder mehrere Bindemittel mit Isocyanat-reaktiven Gruppen umfasst.
Zusammensetzung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung ein reaktives Verdünnungsmittel enthält.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das reaktive Verdünnungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die Glycidylether, epoxidierte Öle, Polyole oder Modifikationen derselben einschließt.
Verwendung der Beschichtungszusammensetzung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12 als Beschichtung auf einer Spiegelunterlage.
Verwendung der Beschichtungszusammensetzung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12 zum Beschichten eines Metalls oder eines wärmeempfindlichen Substrats.