DE602005004582T2 - Biuretisierte Polyisocyanate und blockierte, biuretisierte Polyisocyanate - Google Patents

Biuretisierte Polyisocyanate und blockierte, biuretisierte Polyisocyanate Download PDF

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die Biuretisierung von Isocyanaten ist im Stand der Technik bekannt. US 3,903,127 und 3,976,622 beschreiben eine Vielzahl unterschiedlicher Biuretisierungsmittel, einschließlich primärer aliphatischer Amine. CA 2,211,025 beschreibt die Verwendung tertiärer Alkohole oder einer Mischung aus Wasser und tertiärer Alkohole zum Biuretisieren von Isocyanaten. Schließlich beschreibt US 4,220,749 die Verwendung sekundärer Monoamine als Biuretisiermittel. Alle drei Literaturstellen beschreiben die Verwendung von Hexamethylendiisocyanat als Ausgangsisocyanat. In US 4,788,262 ist die Biuretisierung eines Trimer von Hexamethylendiisocyanat nahegelegt, als Beispiel wird aber nur eine Mischung aus Trimeren und Biureten genannt (siehe auch US 6,133,397 ).
  • Die Verwendung von Polyisocyanat-Überzugsmitteln für Überzugszusammensetzungen ist ebenfalls bekannt, wobei Polyisocyanate mit Isocyanat-Funktionalitäten von 3 oder höher besonders bevorzugt sind. US-Anmeldung 2003/0 109 664 beschreibt die Herstellung eines höherfunktionellen Polyisocyanats durch Biuretisierung eines Isocyanuratgruppen enthaltenden Polyisocyanats. Unter den beschriebenen Ausgangsisocyanaten ist ein Trimer von Hexamethylendiisocyanat genannt. Das verwendete Biuretisiermittel ist Wasser. Die Anmeldung besagt, dass beim Vergleich von mit t-Butanol oder einer Mischung aus t-Butanol und Wasser biuretisierten Isocyanaten nur die mit Wasser biuretisierten Trimer enthaltenden Isocyanate eine verbesserte Farbe zeigten und ergaben. Die Anmeldung legt auch ganz breit nahe, dass die Isocyanatgruppen biuretisierter Isocyanate mit Alkoholen, Ketiminen oder Oximen blockiert werden können. Obwohl die in der Anmeldung beschriebenen biuretisierten Isocyanate eine Verbesserung gegenüber biuretisierten Isocyanaten des Standes der Technik darstellen, wäre es zu wünschen, den Gelgehalt und die Beschädigungsbeständigkeit von aus solchen Isocyanaten hergestellten Überzügen noch zu verbessern.
  • Eine breite Vielfalt von Blockiermitteln ist im Stand der Technik bekannt (siehe z. B. "Blocked Isocyanates in Coatings", Potter et al., präsentiert am Water-Borne & Higher-Solids Coatings Symposium, New Orleans, Februar 1986). Unter den beschriebenen Blockiermitteln sind i) Phenol, Kresole und langkettige aliphatische substituierte Phenole (wie Isononylphenol), ii) Amide (wie ε-Caprolactam), iii) Oxime (wie Butanonoxim), iv) aktive Methylengruppen enthaltende Verbindungen (wie Malonate und Acetoacetate) und v) Natriumbisulfit. Verschiedene Blockiermittel sind z. B. auch in USsen 4,324,879 , 4,439,593 , 4,495,229 , 4,518,522 , 4,667,180 , 5,071,937 , 5,705,593 , 5,780,541 , 5,849,855 , 6,051,675 , 6,060,573 , 6,274,693 , 6,368,669 und 6,583,216 beschrieben.
  • Kürzlich sind sekundäre Amine wie N-Benzyl-t-butylamin (veröffentlicht in EP 1 375 549 , entsprechend US-Anmeldung mit der Serien-Nr. 10/459,033, eingereicht am 10. Juni 2003) und 3-t-Butylaminomethylpropionat (US-Anmeldung mit der Serien-Nr. 10/874,716, eingereicht am 23. Juni 2004) als geeignete Blockiermittel beschrieben worden.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist auf eine Biuretgruppen enthaltende Polyisocyanat-Zusammensetzung mit einer Isocyanat-Funktionalität von mindestens 4 gerichtet, welche mit einem Verfahren hergestellt wird, wobei man ein Polyisocyanat-Addukt, das
    • a) aus einem aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Diisocyanat hergestellt wird,
    • b) eine Isocyanat-Durchschnittsfunktionalität von mindestens 2,5 aufweist und
    • c) Isocyanuratgruppen enthält,
    mit einem sekundären Monoamin bei einem Isocyanurat-zu-Amin-Äquivalentverhältnis von ca. 4:1 bis ca. 14:1 reagieren lässt, um Biuretgruppen in das genannte Polyisocyanat einzuführen.
  • Die Erfindung ist auch auf eine blockierte Biuretgruppen enthaltende Polyisocyanat-Zusammensetzung mit einer Isocyanat-Funktionalität von mindestens 4 gerichtet, welche mit einem Verfahren hergestellt wird, wobei man
    • A) ein Polyisocyanat-Addukt, das
    • a) aus einem aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Diisocyanat hergestellt wird,
    • b) eine Isocyanat-Durchschnittsfunktionalität von mindestens 2,5 aufweist und
    • c) Isocyanuratgruppen aufweist, mit einem sekundären Monoamin bei einem Isocyanat-zu-Amin-Äquivalentverhältnis von ca. 4:1 bis ca. 14:1 reagieren lässt, um Biuretgruppen in das genannte Polyisocyanat einzuführen, und
    • B) das Biuret-haltige Polyisocyanat mit einem Blockiermittel reagieren lässt.
  • Geeignete Ausgangspolyisocyanate zur Herstellung der Polyisocyanate der vorliegenden Erfindung sind Polyisocyanat-Addukte, die
    • a) aus aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Diisocyanaten, bevorzugt aliphatischen Diisocyanaten und bevorzugter aus 1,6-Hexamethylendiisocyanat hergestellt werden,
    • b) eine Isocyanat-Durchschnittsfunktionalität von mindestens 2,5, bevorzugt von mindestens 2,8 und bevorzugter von mindestens 3,0 aufweisen und
    • c) Isocyanuratgruppen enthalten.
  • Die Ausgangspolyisocyanat-Addukte weisen bevorzugt einen NCO-Gehalt von 10 bis 25, bevorzugter von 12 bis 25 und am meisten bevorzugt von 15 bis 25 Gew.-% und eine Obergrenze der Isocyanat-Funktionalität von 8, bevorzugter von 7 und am meisten bevorzugt von 6 auf. Das Ausgangsmaterial zur Herstellung der Polyisocyanat-Addukte enthält bevorzugt mindestens 70, bevorzugter mindestens 80 und am meisten bevorzugt mindestens 90 Gew.-% aliphatisches Diisocyanat, wobei 1,6-Hexamethylendiisocyanat am meisten bevorzugt ist.
  • Ausgangspolyisocyanat-Addukte, die Isocyanuratgruppen enthalten, sind bekannt und können gemäß den technischen Lehren aus US 4,324,879 hergestellt werden, die durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird. In der vorliegenden Erfindung sind diese Addukte als Ausgangsmaterialien allgemein bevorzugt. Geeignete Beispiele solcher Polyisocyanat-Addukte, die Isocyanuratgruppen enthalten, sind Trimere, die aus aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Diisocyanaten gebildet werden. Trimere aliphatische Diisocyanate, wie das Trimer von 1,6-Hexamethylendiisocyanat, das unter dem Handelsname Desmodur N3390 von Bayer Polymers LLC verkauft wird, sind am meisten bevorzugt.
  • Im Wesentlichen jedes aliphatische und/oder cycloaliphatische Diisocyanat kann zur Bildung des Ausgangspolyisocyanat-Addukts verwendet werden. Geeignete Diisocyanate schließen, ohne darauf eingeschränkt zu sein, 1,6-Hexamethylendiisocyanat, Biscyclohexyldiisocyanat, 1,4-Cyclohexyldiisocyanat, Bis(4-isocyanatocyclohexyl)methan, 3-Isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanat ("Isophorondiisocyanat") und dgl. ein.
  • Zur Herstellung der Biuretgruppen enthaltenden Polyisocyanate gemäß der Erfindung werden die Ausgangspolyisocyanat-Addukte in der Gegenwart sekundärer Monoamine als Biuretisiermittel zur Reaktion gebracht. Die Herstellung biuretisierter Isocyanate mit sekundären Monoaminen ist in US 4,220,749 beschrieben, deren Offenbarung durch Bezugnahme hierin eingeschlossen wird. Im Allgemeinen weisen die sekundären Amine die allgemeine Formel: (R1)(R2)NH auf, worin R1 und R2, gleich oder verschieden, einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellen. Spezifische geeignete sekundäre Monoamine schließen Dimethylamin, Diethylamin, Dipropylamin, Dibutylamin und Bis(2-ethylhexyl)amin ein. Das Isocyanat und das Amin werden bei einem Isocyanat-zu-Amin-Äquivalentverhältnis von ca. 4:1 bis ca. 14:1 zur Reaktion gebracht, um die Biuretgruppen in das genannte Polyisocyanat einzuführen. Die Reaktion wird bei einer Temperatur von 0 bis 140, bevorzugt von 60 bis 160 und bevorzugter von 70 bis 140°C durchgeführt.
  • Das entstandene Polyisocyanat weist eine Isocyanat-Funktionalität, die im Allgemeinen mindestens 4, bevorzugt mindestens 4,5 und bevorzugter mindestens 4,8 beträgt, und einen NCO-Gehalt von ca. 8 bis ca. 24, bevorzugt von ca. 10 bis ca. 22 und bevorzugter von ca. 10 bis ca. 20 Gew.-% auf, bezogen auf das Gewicht des Polyisocyanats. Die entstandenen Polyisocyanate weisen bevorzugt eine maximale Isocyanat-Funktionalität von 10, bevorzugter von 8 und am meisten bevorzugt von 7 auf. Die Produkte können in geeigneter Weise in einem Lösungsmittel zum Gebrauch verdünnt werden.
  • Das Molekulargewicht des Produkts wird durch GPC mit Polystyrol als Standard berechnet. Das entstandene Biuretgruppen enthaltende Polyisocyanat weist generell ein zahlendurchschnittliches Molekulargewicht von ca. 500 bis ca. 10.000, bevorzugt von ca. 500 bis ca. 5.500 und am meisten bevorzugt von ca. 500 bis ca. 3000 auf.
  • Mit dem Verfahren der Erfindung kann das Biuretgruppen enthaltende Polyisocyanat entweder kontinuierlich oder chargenweise hergestellt werden.
  • Die mit dem vorliegenden Verfahren erhaltenen Produkte zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass sie eine vergleichsweise niedrige Viskosität und ein niedriges Molekulargewicht mit einer hohen Isocyanat-Funktionalität und hohen Reaktivität bezüglich in Überzugsmitteln verwendeten Bindemitteln verbinden, wobei die genannten Bindemittel Isocyanat-reaktive Gruppen enthalten und z. B. Hydroxyl-haltige Polyacrylate sind. Weitere Vorteile beruhen darauf, dass sie leicht herstellbar sind, der Gehalt an flüchtigen Isocyanaten sogar bei verlängerter Lagerung nicht ansteigt, weil diese Verbindungen stabil gegen einen Abbau zu Monomeren sind, sie Standard-Isocyanatgruppen enthalten, die keiner zusätzlichen regulatorischen Klärung bedürfen, und dass die Produkte bezüglich Viskositätssteigerungen lagerstabil und im Wesentlichen farblos sind, was ganz besonders für Klarüberzugssysteme wichtig ist.
  • Die mit dem Verfahren erhaltenen Produkte eignen sich ganz besonders als Härtungsmittel in Überzugszusammensetzungen, besonders in Überzügen für Automobile. In solchen Anwendungen können die Produkte, wie sie sind, verwendet oder mit herkömmlichen Blockiermitteln blockiert werden. Derartige Produkte stellen ebenfalls einen Teil der vorliegenden Erfindung dar.
  • Typische Blockiermittel schließen i) Phenol, Kresole und langkettige substituierte Phenole (wie Isononylphenol), ii) Amide (wie ε-Caprolactam und δ-Valerolactam), iii) Oxime (wie Butanonoxim, Formaldoxim, Acetophenonoxim, Benzophenonoxim, Diethylglyoxim und Methylethylketoxim), iv) Hydrazone, wie Methylethylhydrazon, und v) Pyrazole, wie Dimethylpyrazol, ein. Blockiermittel werden im Normalfall herangezogen, wenn 1-Pack-Überzuge formuliert werden.
  • Die Überzugszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung enthalten im Allgemeinen ein Filmbildungsbindemittel, das ein Isocyanat-reaktives Oligomer oder Polymer oder ein dispergiertes geliertes Polymer und ein oben beschriebenes blockiertes oder unblockiertes Biuretgruppen enthaltendes Polyisocyanat-Härtungsmittel umfasst.
  • Die Überzugszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung werden bevorzugt als flüssige 1- oder 2-Pack-Überzugszusammensetzungen mit Lösungsmittel oder Wasser formuliert. Obwohl die Zusammensetzungen bevorzugt flüssige Überzugsmittel sind, können sie ebenso als Pulverüberzugszusammensetzungen formuliert werden.
  • Die Überzugszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung eignen sich ganz besonders für Finish-Außenüberzüge von Automobilen und Lastwagenkörpern. Abhängig von der Verwendung werden mit der vorliegenden Zusammensetzung Überzüge hergestellt, die dauerhaft sind, schnell härten, ein ausgezeichnetes Haftvermögen auf vorher angestrichenen Substraten, eine überlegene Vernetzung und eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen chemische Angriffe und Bewitterung aus der Umwelt aufweisen und ein überlegenes Glanzerscheinungsbild über verlängerte Zeiträume verleihen.
  • Bei Verwendung der vorliegenden Zusammensetzung als Lösungsmittel-gestützte Überzüge eignen sich die oben beschriebenen Biuret-haltigen Polyisocyanate ganz besonders zur Formulierung schnellhärtender Lösungsmittel-gestützter Überzugszusammensetzungen mit niedrigem VOC und hohem Feststoffgehalt für Klar/Farb-Finish-Überzüge für Automobile und Lastwägen. Die Einbringung kompakter, hochfunktioneller, Biuretgruppen enthaltender Polyisocyanat-Härtungsmittel niedriger Viskosität ergibt: erhöhte Härtungsgeschwindigkeit der Überzüge und eine verbesserte Produktivität, überlegene Vernetzung, verbesserte Beständigkeit gegen chemischen Angriff und Bewitterung aus der Umwelt sowie Formulierungen mit niedrigem VOC-Gehalt, da diese Biurete eine hohe Isocyanat-Funktionalität aufweisen, ohne dadurch hochmolekulare und hochviskose Materialien zu bilden, was eine weitere Verdünnung mit Lösungsmitteln zum Sprühauftrag erforderlich machen würde, um dadurch den VOC-Gehalt der Zusammensetzungen zu erhöhen.
  • Wie oben ausgeführt, eignen sich die Überzugszusammensetzungen ganz besonders zur Verwendung als Klarüberzug in Automobil-Refinish- und -Finish-Überzügen, können aber auch mit herkömmlichen Pigmenten pigmentiert und als Monoüberzug oder als Basisüberzug oder sogar als Unterüberzug wie als Primer oder Versiegelungsmittel verwendet werden. Diese Überzuge können auch in nicht auf dem Automobilsektor liegenden Anwendungen, wie in industriellen und Architekturanwendungen, verwendet werden.
  • Ein besonderer Vorteil der Isocyanate (sowohl der blockierten als auch der unblockierten) der vorliegenden Erfindung beruht darauf, dass die daraus hergestellten Überzüge eine verbesserte Härtung zeigen und ergeben, wie sich dies durch den gesteigerten Gelgehalt bei niedrigen Härtungstemperaturen im Vergleich mit ähnlichen Produkten zeigt, die aus biuretisierten Isocyanaten hergestellt sind, in denen Wasser als das Biuretisiermittel verwendet wird.
  • In den folgenden Beispielen sind alle Teile- und Prozentangaben auf das Gewicht bezogen, wenn nichts Anderes ausgesagt ist, und es wurden die folgenden Materialien eingesetzt:
    DESMO 800 – Desmophen 800 – ein Polyester mit einem OH-Gehalt von 8,8%, 100% Feststoffen und mit einer Viskosität von ca. 170.000 cps, erhältlich von Bayer Material Science
    CGL – CGL-052 L2 – ein Hydroxyl-funktionelles Triazin auf Basis eines gehinderten Amin-Lichtabsorbers von Ciba Specialty Chemicals, geliefert mit 60% Feststoffen in PM-Acetat (Propylenglykolmonomethyletheracetat)
    T-12 – Dabco T-12 – Dibutylzinndilaurat – erhältlich von Air Products
    T-928 – Tinuvin 928 – Hydroxyphenylbenztriazol auf Basis eines UV-Absorbers von Ciba Specialty Chemicals
    BYK-370 – eine 25% Feststoff-Lösung eines Hydroxy-funktionellen, Polyester-modifizierten Dimethylpolysiloxan in Xylol/Cyclohexanon/2-Phenoxyethanol/Naphtha (75:7:7:1), geliefert von Byk-Chemie zur Substratbenetzung
    n-BA/PMA/EEP – eine 4:5:6-Mischung aus n-Butylacetat (CAS# 123-86-4), PM-Acetat (CAS# 108-65-6, auch bekannt als Propylenglykolmonomethyletheracetat) und aus Ektapro EEP von Eastman (CAS# 763-69-9, auch bekannt als Ethyl-3-ethoylpropionat)
  • Beispiele
  • In den folgenden Beispielen sind die Beispiele 1, 3 und 5 Vergleichsbeispiele.
  • Polyiso 1 – In einen 5 L-Rundkolben mit Rührer, Stickstoff-Einlass, Thermopaar und Heizgerät wurden 2500 Teile (12,88 Äq) Desmodur N-3300-Polyisocyanat (ein Lösungsmittel-freies Hexandiisocyanat-Trimer mit einem NCO-Gehalt von ca. 22 Gew.-% und einer Viskosität von ca. 2.500 mPa·s bei 25°C, erhältlich von Bayer Material Science), 700 Teile Butylacetat, 5 Teile Dibutylphosphat-Katalysator und 297 Teile (2,30 Äq) N,N-Dibutylamin gegeben und bis zur Homogenität vermischt. Die Reaktion wurde 1 h bei 65°C, dann 1/2 h lang bei 90°C, dann 5 h lang bei 120°C und schließlich 2 h lang bei 140°C erhitzt. Am Ende der Erhitzungsdauer wurde die Reaktion auf Raumtemperatur abgekühlt. Der Isocyanatgehalt betrug 10,5 Gew.-% (theoretisch: 10,0%). Die Viskosität bei 25°C betrug 1.980 cps. Die Funktionalität betrug annähernd 6 Isocyanatgruppen pro Molekül.
  • Polyiso 2 – In einen 5 L-Rundkolben mit Rührer, Stickstoff-Einlass, Thermopaar und Heizgerät wurden 2550 Teile (13,14 Äq) Desmodur N 3300-Polyisocyanat, 450 Teile Butylacetat, 0,128 Teile Dibutylphosphat-Katalysator und 16,60 Teile (0,92 Äq) destilliertes Wasser gegeben und bis zur Homogenität vermischt. Die Reaktion wurde 1 h lang bei 65°C, dann 1/2 h lang bei 90°C, dann 1/2 h lang bei 120°C und schließlich 7 h lang bei 140°C erhitzt. Am Ende der Erhitzungsdauer wurde die Reaktion auf Raumtemperatur abgekühlt. Der Isocyanatgehalt betrug 14,52 Gew.-% (theoretisch: 14,16%).
  • Die Viskosität bei 25°C betrug 6.800 cps. Die Funktionalität betrug annähernd 6 Isocyanatgruppen pro Molekül.
  • Blockiertes ISO 1 – In einen 2 L-Rundkolben mit Rührer, Stickstoff-Einlass, Thermopaar, Heizgerät und Zugabetrichter wurden 321 Teile (0,80 Äq) Polyiso 1 und 245,8 Teile Butylacetat im Kolben zusammengebracht und bis zur Homogenität vermischt. 83 Teile (0,86 Äq) Dimethylpyrazol und 211,5 Teile Butylacetat wurden abwechselnd in Anteilen über eine Dauer von 30 min zugegeben. Die Temperatur stieg auf 35°C an. Das Heizgerät wurde eingeschaltet, und die Temperatur stieg auf 70°C an. Nach 4 h bei 70°C konnten keine NCO-Gruppen mehr mit IR nachgewiesen werden. Die Viskosität bei 20°C betrug 226 cps. Die Dichte betrug 8,52 lbs/gal. Das berechnete Äquivalentgewicht betrug ca. 1077.
  • Blockiertes ISO 2 – Das Verfahren war das gleiche wie für das blockierte ISO 1, mit der Ausnahme, dass 303,8 Teile (0,76 Äq) Polyiso 1, 93,2 Teile (1,92 Äq) ε-Caprolactam und 175,5 Teile Butylacetat verwendet wurden. Das ε-Caprolactam wurde anstatt des für das blockierte ISO 1 verwendeten Dimethylpyrazol eingesetzt. Die Viskosität bei 25°C betrug 294 cps. Die Dichte betrug 8,61 lbs/gal. Das berechnete Äquivalentgewicht betrug 554.
  • Blockiertes ISO 3 – In diesem Isocyanat war das Blockiermittel Methylethylketoxim. Das Verfahren war das gleiche wie für das blockierte ISO 1, mit der Ausnahme, dass 301,3 Teile (0,75 Äq) Polyiso 1, 67,1 Teile (0,77 Äq) Methylethylketoxim und 206 Teile Butylacetat verwendet wurden. Die Viskosität bei 25°C betrug 177 cps. Die Dichte betrug 8,24 lbs/gal. Das berechnete Äquivalentgewicht betrug 750.
  • Blockiertes ISO 4 – In einen 2 L-Rundkolben mit Rührer, Stickstoff-Einlass, Thermopaar, Heizgerät und Zugabetrichter wurden 418,0 Teile (1,70 Äq) Polyiso 2 und 100,6 Teile Butylacetat gegeben. Die Materialien wurden bis zur Homogenität vermischt. 195,8 Teile (2,04 Äq) Dimethylpyrazol und 208,4 Teile Butylacetat wurden abwechselnd in Anteilen über eine Dauer von 30 min zugegeben. Die Temperatur stieg auf 35°C an. Das Heizgerät wurde eingeschaltet, und die Temperatur stieg auf 62°C an. Nach 2 1/2 h bei 62°C konnten keine NCO-Gruppen mehr mit IR nachgewiesen werden. Die Viskosität bei 20°C betrug 110 cps. Die Dichte betrug 8,26 lbs/gal. Das berechnete Äquivalentgewicht betrug 466.
  • Blockiertes ISO 5 – Das Verfahren war das gleiche wie für das blockierte ISO 4, mit der Ausnahme, dass 462,8 Teile (1,60 Äq) Polyiso 2, 217,3 Teile (1,92 Äq) ε-Caprolactam und 384,0 Teile Butylacetat verwendet wurden. Die Viskosität bei 25°C betrug 333 cps. Die Dichte betrug 8,63 lbs/gal. Das berechnete Äquivalentgewicht betrug 554.
  • Blockiertes ISO 6 – Das Verfahren war das gleiche wie für das blockierte ISO 4, mit der Ausnahme, dass 491,7 Teile (1,70 Äq) Polyiso 2, 177,7 Teile (2,04 Äq) Methylethylketoxim und 372,6 Teile Butylacetat verwendet wurden. Die Viskosität bei 25°C betrug 302 cps. Die Dichte betrug 8,22 lbs/gal. Das berechnete Äquivalentgewicht betrug 511.
  • In Tabelle 1 sind die getesteten Überzugszusammensetzungen und in Tabellen 2 bis 5 sind die daraus erhaltenen Ergebnisse angegeben. Die Zusammensetzungen wurden mit einer Binks 95 Typ-Siphon-Pistole bis zu einem Nassfilmaufbau von ca. 4 mils aufgetragen. Nach Blitzauftrag über 15 min wurden die Paneele gemäß ihren gewünschten Temperaturbereichen gehärtet.
  • Die durchgeführten Tests waren die folgenden:
    MEK-Doppelreibungen: Ein 2 Pound-Kugelfinnenhammer wird mit einigen Schichten Nesseltuch umwickelt. Das Tuch wird mit MEK gesättigt. Der Hammer wird unter einem 90°-Winkel zur Oberfläche angeordnet und über eine 4''-Fläche hin- und herbewegt. Das Tuch wird alle 25 Reibungen mit MEK erneut gesättigt. Der Test wird so lange durchgeführt, bis der Überzug beschädigt ist, oder bis 200 Reibungen erreicht sind. Die zur Beschädigung des Überzugs benötigte Anzahl von Reibungen wird erfasst.
    Gelgehalt: Freie Überzugsfilme mit bekanntem Gewicht werden auf Edelstahl-Drahtgeflechte aufgebracht. Diese werden dann in siedendes Aceton 7 h lang gegeben, um jegliche extrahierbaren Materialien zu entfernen. Die Überzugsfilme werden dann erneut gewogen, um den Gesamtgewicht-Festkörperrückbehalt zu bestimmen und anzugeben.
    Pendelhärte: Überzogene Glasplatten werden auf ein Koenig-Pendel-Härte-Testgerät gegeben und die Anzahl der Schwingungen des Pendels erfasst, bevor dessen Ablenkwinkel zu niedrig wird. Alle Überzüge werden mit der Härte von Glas (172–185 Schwingungen) verglichen.
    Kratzen und Beschädigen: Der Test wurde an einem Atlas AATCC-Beschädigungsmessgerät, Modell CM-5, durchgeführt. Ein Wollfilztuch (Atlas 14-9956-00) wurde direkt auf den Acrylfinger gegeben. Bon Ami-Reiniger wurde dann auf die überzogene Platte aufgebracht, und der Überschuss wurde abgewischt. 10 Hin- und Herreibvorgänge wurden auf der überzogenen Platte durchgeführt, worauf die Platte gewaschen und getrocknet wurde. Die Beschädigungsbeständigkeit wurde durch den Prozentrückbehalt von Glanz 20 bei Ablesung in senkrechter Richtung zu den Reibvorgängen ermittelt und bestimmt. Tabelle 1
    Beispiel 1 2 3 4 5 6
    blockiertes ISO 4 1 5 2 6 3
    pbw, blockiertes ISO 393,57 476,36 412,13 477,65 428,79 497,1
    pbw, Desmo 800 155,72 121,83 148,6 118,38 142,57 122,03
    pbw, T-12 3,92 3,98 3,96 4 4 3,9
    pbw, CGL 6,53 6,63 6,6 6,66 6,66 6,44
    pbw, T-928 39, 19 39, 76 39,59 39, 95 39, 98 38, 95
    pbw, Byk-370 29,04 29,46 29,33 29,6 29,63 4
    pbw, n-BA/PMA/EEP 201,63 163,8 197,88 169,58 194,86 156,39
    Tabelle 2
    Beispiel 1 2 3 4 5 6
    Härtungstemp. °F, Doppelreibungen
    235 klebrig 79 10 30
    245 klebrig 96 39 25
    248
    250 25
    255 128 117 62 65
    260 25
    265 172 83 105 84
    270 75
    275 147 142 164 76
    280 144
    290 163
    295 5
    305 25
    315 27
    325 191
    335 170
    • °C = 5/9 (°F – 32)
    Tabelle 3
    Beispiel 1 2 3 4 5 6
    Härtungstemp. °F, Gel
    235 83 79,1 25,3 57,9
    245 89,6 90,6 91,3 48,4
    248
    250 28
    255 99,3 94 91,7 77,6
    260 71
    265 99 96, 9 96,3 93, 8
    270 89,1
    275 99,7 98,4 97,8 95,1
    280 100
    290 100
    295 klebrig
    305 0,3
    315 73,3
    325 100
    335 100
    Tabelle 4
    Beispiel 1 2 3 4 5 6
    Härtungstemp. °F, Härte
    235 7 7 1 2
    245 9 16 10 2
    248
    250 klebrig
    255 75 32 19 5
    260 klebrig
    265 74 58 30 36
    270 31
    275 76 54 66 24
    280 52
    290 87
    295 klebrig
    305 klebrig
    315 6
    325 100
    335 79
    Tabelle 5
    Beispiel 1 2 3* 4 5 6
    Härtungstemp. °F, Kratzen
    175
    194
    212
    230
    235 klebrig 96 13 92,7
    245 58,2 93,2 97,8 91,8
    248
    255 89,4 88,4 100 95,7
    265 90,7 91,1 99,5 100
    275 93,1 91 100 100
    295 klebrig
    305 klebrig
    315 17,6
    325 88
    335 82
    • *nicht getestet

Claims (16)

  1. Biuretgruppen enthaltende Polyisocyanat-Zusammensetzung mit einer Isocyanat-Funktionalität von mindestens 4, die mit einem Verfahren hergestellt wird, wobei man ein Polyisocyanat-Addukt, das a) aus einem aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Diisocyanat hergestellt wird, b) eine Isocyanat-Durchschnittsfunktionalität von mindestens 2,5 aufweist und c) Isocyanuratgruppen enthält, mit einem sekundären Monoamin bei einem Isocyanat-zu-Amin-Äquivalentverhältnis von ca. 4:1 bis ca. 14:1 reagieren lässt, um Biuretgruppen in das genannte Polyisocyanat einzuführen
  2. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin das genannte Addukt eine Isocyanat-Durchschnittsfunktionalität von mindestens 2,8 und nicht mehr als 8 aufweist.
  3. Zusammensetzung gemäß Anspruch 2, worin das genannte Addukt eine Isocyanat-Durchschnittsfunktionalität von mindestens 3,0 und nicht mehr als 6 aufweist.
  4. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin das genannte Addukt einen NCO-Gehalt von 10 bis 25 Gew.-% aufweist.
  5. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin die Komponente a) ein aliphatisches Diisocyanat ist.
  6. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin das genannte Monoamin die Formel aufweist: (R1)(R2)NH, worin R1 und R2, gleich oder verschieden, einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellen.
  7. Zusammensetzung gemäß Anspruch 6, worin das genannte Monoamin Dibutylamin ist.
  8. Blockierte Biuretgruppen enthaltende Polyisocyanat-Zusammensetzung mit einer Isocyanat-Funktionalität von mindestens 4, die mit einem Verfahren hergestellt wird, wobei man: A) ein Polyisocyanat-Addukt, das a) aus einem aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Diisocyanat hergestellt wird, b) eine Isocyanat-Durchschnittsfunktionalität von mindestens 2,5 aufweist, und c) Isocyanuratgruppen enthält, mit einem sekundären Monoamin bei einem Isocyanat-zu-Amin-Äquivalentverhältnis von ca. 4:1 bis ca. 14:1 reagieren lässt, um Biuretgruppen in das genannte Polyisocyanat einzuführen, und man B) das Biuret-haltige Polyisocyanat mit einem Blockiermittel reagieren lässt.
  9. Zusammensetzung gemäß Anspruch 8, worin das genannte Addukt eine Isocyanat-Durchschnittsfunktionalität von mindestens 2,8 und nicht mehr als 8 aufweist.
  10. Zusammensetzung gemäß Anspruch 9, worin das genannte Addukt eine Isocyanat-Durchschnittsfunktionalität von mindestens 3,0 und nicht mehr als 6 aufweist.
  11. Zusammensetzung gemäß Anspruch 8, worin das genannte Addukt einen NCO-Gehalt von 10 bis 25 Gew.-% aufweist.
  12. Zusammensetzung gemäß Anspruch 8, worin die Komponente a) ein aliphatisches Diisocyanat ist.
  13. Zusammensetzung gemäß Anspruch 8, worin das genannte Monoamin die Formel aufweist: (R1)(R2)NH, worin R1 und R2, gleich oder verschieden, einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellen.
  14. Zusammensetzung gemäß Anspruch 13, worin das genannte Monoamin Dibutylamin ist.
  15. Zusammensetzung gemäß Anspruch 8, worin das genannte Blockiermittel aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Phenol, Kresol, langkettigen aliphatischen substituierten Phenolen, Amiden, Oximen, Hydrazonen und aus Pyrazolen.
  16. Zusammensetzung gemäß Anspruch 15, worin das genannte Blockiermittel aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Dimethylpyrazol, ε-Caprolactam und aus Methylethylketoxim.
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