DE69114008T2

DE69114008T2 - Pulver-beschichtungsmassen.

Info

Publication number: DE69114008T2
Application number: DE69114008T
Authority: DE
Inventors: Stephen Paul Gosforth Newcastle Upon Tyne Ne3 4Rl Cassidy; Andrew George Newcastle Upon Tyne Ne2 3Nt Cordiner; John Ponteland Newcastle Upon Tyne Ne20 9Nf Ring; John David Tyne & Wear Ne40 4Rs Sinclair-Day
Original assignee: Courtaulds Coatings Holdings Ltd
Current assignee: International Paint Ltd
Priority date: 1990-06-01
Filing date: 1991-05-31
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2011-06-01
Also published as: TR26945A; DK0539385T3; BR9106541A; PL167336B1; GB9012315D0; GB2245897B; CA2083829C; AU7960091A; WO1991018951A1; NO308614B1; MX173752B; PT97830A; NO924616D0; PT97830B; GR3018386T3; MY107574A; AU659409B2; CZ292695B6; ZA914141B; GB2245897A

Description

Die Erfindung betrifft Pulverbeschichtungen.
Pulverbeschichtungen umfassen im allgemeinen ein festes filmbildendes Harz, üblicherweise mit einem oder mehreren Pigmenten. Sie können thermoplastisch sein, sind jedoch häufiger warmhärtend und umfassen zwei coreaktive filmbildende Harze oder ein Härtungsmittel für das filmbildende Harz in den Pulverteilchen.
Pulverbeschichtungen werden im allgemeinen durch inniges Mischen der Bestandteile hergestellt, beispielsweise in einem Extruder bei einer Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes des filmbildenden Harzes, jedoch unterhalb der Härtungstemperatur der Zusammensetzung (Extrusionsverfahren) und Zerkleinern des Gemisches auf die gewünschte Teilchengröße in einem geeigneten Mahlgerät (Zerkleinerungsverfahren).
Das Pulver kann durch verschiedene Mittel auf das Substrat aufgebracht werden, beispielsweise unter Verwendung von Fließbetten oder am häufigsten durch eine elektrostatische Spritzpistole, und idealerweise liegt die Teilchengrößeverteilung, die für den größten Teil des handelsüblichen elektrostatischen Sprühgerätes erforderlich ist, zwischen 10 und 120 um, mit einer mittleren Teilchengröße, bezogen auf das Volumen, innerhalb des Bereiches von 15-75 um. (Sämtliche mittleren Teilchengrößen, die hier angegeben sind, beziehen sich auf das Volumen). Im allgemeinen besitzen die Pulver wenigstens 90 Vol.-% an Teilchen zwischen 20 um und 100 um und nicht mehr als 70 % < 50 um und besitzen eine mittlere Teilchengröße von wenigstens 35 um und im allgemeinen von nicht mehr als 60 um, oft im Bereich von 35-55 um, üblicherweise von 35-50 um. Bei dem elektrostatischen Sprühverfahren werden die Teilchen der Pulverbeschichtung elektrostatisch aufgeladen, und die geladenen Teilchen werden von dem Substrat angezogen, das geerdet oder entgegengesetzt geladen ist. Die Pulverbeschichtung, die nicht an dem Substrat haftet, kann für eine Wiederverwendung zurückgewonnen werden, so daß die Pulverbeschichtungen bezüglich der Verwendung der Bestandteile wirtschaftlich sowie im Hinblick auf die Umwelt nicht verschmutzend sind. Das Pulver wird anschießend auf dem Substrat unter Anwendung von Hitze (der Prozeß des Einbrennens) im allgemeinen für einen Zeitraum von 5-30 umuten und im allgemeinen bei einer Temperatur im Bereich von 150-220 ºC gehärtet, obwohl für einige Harze, insbesondere für Epoxidharze Temperaturen bis hinab zu 120 ºC angewendet werden können; die pulverförmigen Teilchen schmilzen und fließen, und es bildet sich ein Film.
Es können verschiedene unterschiedliche Oberflächenlacke, beispielsweise glanzreduzierte und texturierte Lacke erhalten werden.
Die Glanzreduktion in der Pulverbeschichtung, ausgehend von einem vollen Glanz (80- 590 %, gemessen aus einem Blickwinkel von 60º), auf irgendein geringeres Niveau, beispielsweise auf Satinglanz (55-65 % Glanz) oder matt (< 30 % Glanz), wird erreicht, indem eine Oberfläche geschaffen wird, die im mikroskopischen Maßstab rauh ist. Diese Oberflächenrauhigkeit muß ausreichen, um eine Verringerung der Spiegelung von dem Film durch Streuung des einfallenden Lichtes zu bewirken. Ist sie sichtbar, wird in dem Film jedoch ein Texturierungseffekt erreicht. In flüssigen Anstrichfarben wird diese Glanzreduktion im allgemeinen durch Verwendung von Pigment- und/oder Füllstoffteilchen bei hohen Volumenkonzentrationen erreicht. Diese Technik kann jedoch nicht als einziger Weg zur Glanzreduktion in Pulverbeschichtungen angewendet werden, da ein hoher Gehalt an Füllstoffteilchen auch zu einem verringerten Oberflächenfluß während des Härtens führen würde.
Das angewendete Verfähren soll innerhalb des härtenden Filmes Reaktionen festlegen, so daß sich zwei unterschiedliche Geliergeschwindigkeiten innerhalb der Härtungsmatrix aufbauen. Mit Säure-funktionellen Polyestern können ein schnell gelierendes (reagierendes) Pulver und ein langsam gelierendes Pulver getrennt hergestellt und nach der Mikronisierungsstufe vermischt werden, oder häufiger werden die Komponenten vor dem Mikronisieben vermischt. Die schneller gelierenden Bereiche bilden Teilchen, die den Oberflächenfluß des langsamer gelierenden Teiles der Matrix unterbrechen. Zur Produktionsvereinfachung und aus wirtschaftlichen Gründen wird ein Einkomponentenmattlack bevorzugt, jedoch ist die Herstellung eines geeigneten Bereiches von Mattlacken unter Anwendung eines Einkomponentensystems nicht bei allen Harztypen möglich, und es existiert kein einziges Mattierungsmittel, das mit sämtlichen Harztypen verwendet werden kann, um eine breite Variation der Glanzniveaus bereitzustellen.
Für die Textur existiert eine große Anzahl von Mitteln, die den Pulvern zugesetzt werden können, um verschiedene Oberflächeneffekte zu erzielen, und die durch eine Unterbrechung des Flusses des Polymerfilms wirken. Für einen gepunkteten Oberflächenlack wird zerkleinertes PTFE (Polytetrafluorethylen) verwendet. Für einen Knautschlack können Celluloseacetatbutyrat-Harz (CAB) oder Acrylat-Homo- und Copolymere verwendet werden. Ein Beispiel für letzteres ist Acronal 4F (Warenzeichen), das im allgemeinen vor der Extrusion als Fließhilfe zugesetzt wird, das jedoch in zerkleinerter Form zur Texturierung verwendet wird. Für einen Hammerschlag- Oberflächenlack (starke Verbeulungen der Oberfläche) werden ein metallisches Pigment und ein Texturierungsmittel verwendet. Außerdem werden den warmhartenden Pulverbeschichtungen im allgemeinen Texturierungsmittel auf der Basis von hochmolekularen Thermoplasten zugesetzt, wodurch ein gleichmäßig geringer Fluß über die Oberfläche entsteht, der sich selbst als Textur niederschlägt.
PTFE wird der Vormischung vorzugsweise vor der Extrusion zugesetzt und wird vollstandig in das Extrudat eingearbeitet, um die Produktschwankung durch Entmischung so gering wie möglich zu halten. Mikronisiertes PTFE muß jedoch auf besondere Weise hergestellt werden, so daß sich eine Konsistenz von Charge zu Charge ergibt. CAB kann dem fertigen Pulver zugesetzt werden oder, da es als Postadditiv dazu neigt, sich bei Gebrauch abzuscheiden, vorzugsweise während des Vormischstadiums zugesetzt werden. Es schmilzt im Extruder nicht, und die dadurch hergestellte inhomogene Dispersion führt zu der Textur. Einige Texturierungsmittel jedoch, beispielsweise Acronal 4F (T.M.) müssen unbedingt nach der Extrusion zugesetzt werden, da das Extrusionsverfahren sie unwirksam machen würde, indem es sie innig mit der kontinuierlichen Phase des Beschiclitungssystems vermischen würde. Pulver, die Postadditive enthalten, sind anfällig für eine Entmischung, die beim Auftragen des Pulvers zu einer Inkonsistenz in dem Texturierungseffekt führt.
Mehrschichtige Beschichtungen können unter Verwendung von Polymergemischsystemen durch Schichtenbildung oder durch "Flächenabscheidung" von inkompatiblen Phasen während der Filmbildung hergestellt werden. Gemische, beispielsweise aus einem acrylischen Polymer und Polyester, können unter Bildung einer mehrschichtigen Beschichtung verwendet werden, wobei das Acryl-Polymer an die Oberfläche der Beschichtung (zu der Grenzfläche mit der Luft) wandert und der Polyester die untere Schicht auf dem Substrat bildet. Im Vergleich mit reinen Polyestern liefert die mehrschichtige Beschichtung verbesserte Fleckenechtheit, Lösungsmittel- und UV- Beständigkeit, beispielsweise eine Beständigkeit gegenüber einem Abbau durch Sonnenlicht, und eine verbesserte Haltbarkeit und ein verbessertes Witterungsverhalten und im Vergleich mit reinem Acryl ein verbessertes mechanisches Verhalten.
Falls Pulver durch Vormischen beider Polymere vor dem Extrudieren hergestellt werden, ist die Schichtenbildung jedoch von Rezeptur zu Rezeptur oder von Farbe zu Farbe nicht gleichmaßig, so daß die beschnebenen Verbesserungen nicht garantiert werden können. Falls alternativ pulverformige Acryl- und Polyesterbeschichtungspulver vor dem Auftragen vermischt werden, kann die Schichtenbildung durch Bildung von texturierten Filmen aufgrund der Inkompatibilitat der beiden Polymersysteme erschwert werden. Die beiden Pulver sind im festen Zustand auch den Problemen einer Entmi schung der Pulver unterworfen.
Unsere mitanhängige Anmeldung GB 2 226 824 A beschreibt ein Farbmischverfahren für Pulverbeschichtungen, bei dem ausreichend kleine Teilchen, < 20 um in der Größe, und zweckmäßigerweise < 10 um verwendet werden, so daß die auf ein Substrat aufgetragenen Farbgemische ein homogenes Aussehen besitzen.
Vor dem Auftragen auf das Substrat wird das Gemisch im allgemeinen einem Agglomerationsverfahren unterzogen, bei dem Teilchen von Meiner Größe zu Verbundteilchen verschmolzen werden, beispielsweise durch mechanisches Verschmelzen, beispielsweise bei einer Temperatur im Bereich von 60 bis 80 ºC. Dies wandelt das Gemisch von einer fest zusammenhängenden Masse in ein frei fließendes fluidisierbares Pulver um, das durch herkömmliche Mittel aufgebracht werden kann. Die Agglomeration verhindert auch die Entmischung der Bestandteile während des Aufbringens und der Handhabung, die sonst unweigerlich auftritt, beispielsweise während des Aufbringverfahrens selbst (aufgrund der unterschiedlichen elektrischen Ladung) oder während des damit verbundenen Rückgewinnungs- und Wiederverwendungsverfahrens (aufgrund der Unterschiede in der Teiichengröße und/oder Teilchendichte) oder während des Transports, was zu Schwankungen von Charge zu Charge in der resultierenden Beschichtung führt.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß die Bildung eines verschmolzenen oder gebundenen Agglomerates ein geeignetes Verfahren nicht nur zum Farbmischen, sondern auch zur Einführung einer Vielzahl von Additiven in pulverförmige Beschichtungszusammensetzungen sowohl in einschichtigen als auch mehrschichtigen Systemen bereitstellt.
Das Agglomeraüonsverfahren besitzt eine Reihe von Vorteilen:
(i) Erstens stellt das Agglomerationsverfahren eine Ausweitung unseres Farbmischverfahrens dar, um eine Reihe von ästhetischen Effekten zu ergeben.
(ii) Zweitens stellt es wirksam eine dauerhafte Verankerung für bekannte Materialien in der Zusammensetzung bereit, die im festen Zustand leicht zu einer Entmischung während des Handhabungsverfahrens neigen, beispielsweise beim Transport und beim Aufbringen und während der Rückgewinnung von zu viel aufgespritzten Teilchen.
Somit führte sie insbesondere zu der Herstellung von glanzreduzierten und texturierten Beschichtungen, die nicht die vorstehend beschriebenen Nachteile solcher herkömmlichen Beschichtungen aufweisen.
(iii) Drittens wird mit Polymergemischsystemen eine Beschleunigung oder Manipulation der Entmischung (Schichtenbildung) innerhalb des Films während der Filmbildung erleichtert.
Somit führte sie zu der Herstellung von zufriedenstellenderen mehrschichtigen Beschichtungen, die nicht die vorgenannten Nachteile der Systeme vom Stand der Technik aufweisen.
(iv) Viertens stellt die Einarbeitung von Additiven durch Agglomeration statt durch Extrusion das Potential zur Herstellung einer Vielzahl von neuen Produkten bereit, die auf den herkömmlichen Wegen (z.B. Extrusion und Mikronisierung) nicht hergestellt werden konnten, beispielsweise da das Additiv durch das Herstellungsverfahren beschädigt werden würde oder wahrscheinlich selbst die Verfahrensapparatur beschädigen würde.
Metallische Pigmente, wie beispielsweise Aluminium- oder "Goldbronze"-Flocken, werden bei der Pulverbeschichtung verwendet, um der Beschichtungslack Glanz zuzufügen. Das am häufigsten verwendete metallische Pigment ist Aluminium. In einem "Schwimm"-System orientieren sich die Aluminiumflocken selbst in einer kontinuierlichen Schicht oder nahe der Oberfläche des Films und erzeugen einen trüben silberfarbenen Oberflächenlack. Die Pigmente werden im allgemeinen durch Trockenmischen eingearbeitet. Ein Glanzeffekt, der durch das "Schwimmen" des Pigments erreicht wird, kann beispielsweise leicht durch starke Scherkräfte zerstört werden, wie durch diejenigen, die in Extrudern und Mikronizern vorkommen. Jedoch können die losen Metallflocken zu einer unerwünschten elektrischen Entladung innerhalb der Spritzpistole führen, und die Gegenwart von freien metallischen Pigmenten innerhalb des Pulvers (der Pulver) stellt ferner eine deutliche Zunahme der Explosionsgefahr dar.
Diese Probleme wurden durch ein von der Fima Wolstenholme Bronze Powders Ltd. entwickeltes Spezialverfahren gelöst. Das Verfahren umfaßt die mechanische Verschmelzung oder Bindung der einzelnen Flocken des metallischen Pigments an der Oberfläche von herkömmlichen Pulverbeschichtungsteilchen. Sobald das Pulver während des Einbrennens zu schmilzen beginnt, werden die Metallflocken freigesetzt und steigen mit dem Pulverbeschichtungsfilm zu der Oberfläche, wodurch ein guter Schwimmeffekt und ein leuchtender Metallic-Beschichtungslack erzeugt wird. Ferner können eine Reihe von Hammerschlag- und weitere texturierte Metallic-Oberflächenlacken hergestellt werden, indem ein geeignetes Hammerschlag- oder Texturierungsadditiv verwendet wird. In dem Übersichtsgegenstand "Ten Years of Bonded Metallic Powder Coatings", von Keith S. Carter in Polymers Paint Colour Journal, Band 176, Nr. 4179, November 1986, weist der Autor darauf hin, daß, obwohl das Bindungsverfahren hauptsächlich mit flockigen metallischen Pigmenten angewendet wird, weitere Pigmente, wie Pigmente mit Perleffekt, die wie metallische Pigmente nicht extrudiert und gemahlen werden sollten und die einen speziellen Oberflächenlack ergeben, ebenfalls erfolgreich gebunden werden können. Das Verfahren wurde jedoch bisher nicht über das spezielle Gebiet der Metallic - oder Glanzlacke hinaus angewendet, und es hat bisher auch keinerlei Vorschläge dafür gegeben, dies zu tun.
Demgemäß stellt die Erfindung eine Zusammensetzung bereit, die zum Aufbringen als Pulverbeschichtung geeignet ist und die in Form eines verschmolzenen oder gebundenen Agglomerates aus verschiedenen teilchenförmigen Komponenten vorliegt, mit der Ausnahme der in der GB 2 226 824 A beanspruchten agglomerierten Zusammensetzung und den vorstehend beschriebenen gebundenen metallischen Pulveteschichtungen.
Eine Reihe von Pulverbeschichtungsverfahren, die eine Kombination von getrennten Komponenten verwenden, ist bereits vorgeschlagen worden, im allgemeinen mit dem Ziel einer verringerten Blockbildung (Klumpenbildung) in dem Pulver während der Lagerung.
Die schwebenden Anmeldungen EP 0 250 183 A, EP 0 372 958 A und EP 0 389 080 A (Nippon Paint Company Limited) beschreiben die Zugabe von vernetzten Polymerteilchen (im allgemeinen Mikroteilchen, einem anisotropen kristallinen Polymer (im allgemeinen in Form von Mikroteilchen) und von Mikroteilchen von vergleichsweise hoher Tg zu einem Grundharz während irgendeines Herstellungsstadiums. Die Komponenten können beispielsweise während der Misch-, Mähl-, Pulverisierungs- oder Siebstufe kombiniert werden oder können bei einem Naßverfahren miteinander in einem geeigneten Lösungsmittel dispergiert werden oder können in der anschließenden Sprühtrocknungsstufe kombiniert werden.
Die U.S. 4 260 066 (Hannon/Celanese Corporation) beschreibt eine pulverförmige Beschichtungszusammensetzung, die bei der Lagerung nicht agglomeriert und klebrige pulverförmige Teilchen umfaßt die ein thermoplastisches Elastomer und ein Schmelzflußmodifizierungsmittel und auf der Oberfläche davon kleinere Teilchen, die hart und nicht klebrig sind und die ein Schmelzflußmodifizierungsmittel umfassen, umfassen. Der nicht klebrige Feststoff wird mit der pelletisierten klebrigen Zusammensetzung trocken vermischt und zerkleinert. Das Trockenmischen erfolgt durch irgendein den Fachleuten bekanntes Mittel, und die Zerkleinerung erfolgt im allgemeinen bei einer Temperatur von weniger als etwa -30 ºC.
Bei keinem der beschriebenen Verfahren der Firmen Nippon Paint oder Celanese ist die zweite Komponente jedoch fest an der Oberfläche der ersten Komponente fixiert und beständig gegenüber einer Trennung durch mechanische oder elektrostatische Kräfte. Im Gegensatz dazu liegen die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in Form von Verbundteilchen vor, in denen die unterschiedlichen Komponenten miteinander verschmolzen oder zu haltbareren Agglomeraten aneinandergebunden werden.
Somit stellt die Erfindung insbesondere eine pulverförmige Beschichtungszusammen- setzung bereit, in der die Pulverteilchen ein Agglomerat von einzelnen teilchenförmigen Komponenten darstellen, die miteinander zu Verbundteilchen verschmolzen oder verbunden sind, und worin die einzelnen teilchenförmigen Komponenten eine primäre filmbildende Komponente und eine oder mehrere weitere Komponenten umfassen, ausgewählt aus filmbildenden und nicht filmbildenden Komponenten, mit der Maßgabe, daß
- falls das Agglomerat eine Metallic- oder Glanzkomponente und eine fluidisierbare filmbildende Komponente enthält, es auch eine inkompatible filmbildende Komponente oder eine Komponente, die sich nichtfilmbildend verhält, oder zwei oder mehrere solcher Komponenten enthält und
- falls das Agglomerat zwei oder mehrere unterschiedlich gefärbte kompatible filmbildende Komponenten und gegebenenfalls eine ungeüarbte kompatible filmbildende Komponente enthält und die Größe der Teilchen in jeder dieser filmbildenden Komponenten niedrig genug ist, daß, wenn die Pulverbeschichtung auf ein Substrat aufgebracht und unter Bildung einer kontinuierlichen Beschichtung erhitzt wird, die Unterschiede in der Farbe in der gehärteten Pulverbeschichtung, die von den unterschiedlich gefärbten und von den ungefärbten Teilchen herrühren, nicht durch das menschliche Auge unterschieden werden können, es ferner eine inkompatible filmbildende Komponente oder eine nichtfilmbildende Komponente oder zwei oder mehrere solcher Komponenten enthält.
Insbesondere stellt die Erfindung auch eine pulverförmige Beschichtungszusammensetzung bereit, in der die Pulverteilchen ein Agglomerat von einzelnen teilchenförmigen Komponenten darstellen, die miteinander zu Verbundteilchen verschmolzen oder aneinandergebunden worden sind, und worin die einzelnen teilchenförmigen Komponenten umfassen:
A. eine erste gefärbte oder ungefarbte filmbildende Komponente und
B. (i) eine gefärbte oder ungefärbte filmbildende Komponente, die mit der ersten filmbildenden Komponente (A) inkompatibel ist, oder eine nichtfilmbildende Polymerkomponente oder
(ii) ein Additiv, das sich nichtfilmbildend verhält, oder zwei oder mehrere von einer von solchen Komponenten, die in (i) und (ii) definiert worden sind, und/oder
(iii) im Falle einer primären filmbildenden Komponente (A), die gefärbt ist, eine weitere unterschiedlich gefärbte kompatible filmbildende Komponente, wobei die Teilchengrößen dieser beiden Komponenten so sind, daß, wenn die Zusammensetzung auf ein Substrat aufgebracht und unter Bildung eines kontinuierlichen Beschichtungs erhitzt wird, die Unterschiede in der Farbe in der gehärteten Zusammensetzung, die von den unterschiedlich gefärbten Teilchen herrühren, von dem menschlichen Auge unterschieden werden können, oder
(iv) im Falle einer primären filmbildenden Komponente (A), die gefärbt und fluidisierbar ist, eine oder mehrere weitere unterschiedlich gefärbte Komponenten, ausgewählt aus Farbpigmenten und filmbildenden Komponenten, die mit den primären filmbildenden Komponenten kompatibel sind, eine jede von einer solchen Farbe und in einer solchen Menge und von einer Teilchengröße, die klein genug ist, daß, wenn die Zusammensetzung auf ein Substrat aufgebracht und unter Bildung einer kontinuierlichen Beschichtung erhitzt wird, die Unterschiede in der Farbe in der gehärteten Zusammensetzung, die von den uterschiedlich gefärbten Teilchen herrrühren, von dem menschlichen Auge nicht unterschieden werden können.
Die Erfindung stellt ferner eine pulverförmige Beschichtungszusammensetzung bereit, in der die pulverförmigen Teilchen ein Agglomerat von einzelnen teilchenförmigen Komponenten darstellen, die miteinander zu Verbundteilchen verschmolzen oder verbunden worden sind, und worin die einzelnen teilchenförmigen Komponenten umfassen:
A. eine primäre gefärbte oder ungefärbte filmbildende Komponente und
B. (i) eine gefärbte oder ungefärbte filmbildende Komponente, die sich in der Zusammensetzung und/oder Teilchengröße von der primären filmbildenden Komponente (A) unterscheidet, oder
(ii) ein nichtfilmbildendes Additiv, ausgewählt aus Schlagfestmachern, reibungsreduzierenden Additiven, Verstärkungsmitteln, Mikrokapseln, Zink, Sand, Metallcarbiden, Bauxit und weiteren Schleifmaterialien, Katalysatoren, biologischem Material, Intumeszenzpigmenten, thermochromen Pigmenten und weiteren wärmeempfindlichen Materialien, Reibungs- und Coronaaufladenden Additiven und wasserlöslichem Material, oder
(iii) ein nichtfilmbildendes Additiv, ausgewählt aus Texturierungsmitteln, herkömmlichen Glanzreduktionsmitteln und Füllstoffen/Streckmitteln, oder zwei oder mehrere von irgendeiner solchen Komponenten, die in (i), (ii) und
(iii) definiert worden sind, und/oder mit der Maßgabe, daß, falls das Agglomerat zwei oder mehrere kompatible filmbildende Komponenten enthält und die Größe der Teilchen in jedem dieser filmbildende Komponente klein genug ist, so daß, wenn der pulverförmige Beschichtung auf ein Substrat aufgebracht und unter Bildung einer kontinuierlichen Beschichtung erhitzt wird, die Unterschiede in der Farbe in der gehärteten pulverförmigen Beschichtung, die von den unterschiedlich gefärbten Teilchen und irgendwelchen ungefärbten Teilchen herrühren, nicht von dem menschlichen Auge unterschieden werden können, es auch als eine der definierten Komponenten eine filmbildende Komponente, die (i) sich in der Kompatibilität der primären filmbildenden Komponente (A) unterscheiden, oder ein nichtfilmbildendes Additiv (ii) oder (iii) oder zwei oder mehrere solcher Komponenten enthält.
Ein erfindungsgemaßes Agglomerat enthält ein oder mehrere filmbildende Systeme (polymere Bindemittelsysteme) und enthält gewöhnlich auch wenigstens ein Färbemittel. Ein filmbildendes System selbst umfaßt ein festes filmbildendes Harz und ein Härtungsmittel, das dafür erhorderlich ist. (Wir meinen mit filmbildendem Harz/Polymer eines, das als Bindemittel wirkt, d.h. daß es die Fähigkeit besitzt, die Pigmente zu benetzen und Haftfestigkeit zwischen den Pigmentteilchen bereitzustellen, und das das Substrat benetzt oder an das Substrat bindet und während des Härtungs-/Einbrennverfahrens nach Aufbringen des Substrates und unter Bildung eines homogenen Films schmilzt und fließt). Im allgemeinen werden ein Färbemittel oder -mittel (Pigmente und/oder Farbstoffe) und ein Härtungsmittel mit dem oder mit einem oder mehreren der filmbildenden Harze extrudiert, so daß die dadurch gebildeten Teilchen ein filmbildendes Harz und ein Färbemittel oder -mittel und/oder ein Härtungsmittel umfassen. Im allgemeinen enthält wenigstens die Mehrheit solcher Teilchen wenigstens ein Färbemittel. Jedes Färbemittel und jedes Härtungsmittel kann jedoch, sofern gewünscht, als getrennte Komponenten vorhanden sein. Falls gewünscht, können zwei oder mehrere filmbildende Komponenten in dem Agglomerat vorhanden sein, jedes kann gefärbt oder ungefärbt sein.
Ein oder mehrere weitere Additive können, falls gewünscht, in dem Agglomerat enthalten sein. Jedes kann in einer filmbildenden Komponente oder als getrennte Komponenten (eine nichtfilmbildende Komponente) vorhanden sein.
Ein nichtfilmbildendes Additiv, das, falls gewünscht, als getrennte Komponente vorhanden sein kann, kann eines sein, das eine Wirkung auf das Verhalten (ein "Verhaltensadditiv" oder "Funktionsadditiv") und/oder eine ästhetische Wirkung (ein "Ästhetikadditiv"), im allgemeine eine sichtbare Wirkung (ein "Optikadditiv") aufweist. Ein Verhaltensadditiv kann eines sein, das auf die resultierende Beschichtung und/oder auf das Auftrage- oder Härtungsverfahren eine Wirkung ausübt.
In dem Agglomerat können zwei oder mehrere Komponenten miteinander kompatibel oder inkompatibel sein. Beispielsweise kann das Agglomerat zwei kompatible filmbildenden Komponenten, beispielsweise von unterschiedlicher Farbe, oder eine gefärbte filmbildende Komponente und eine ungefärbte (kompatible) filmbildende Komponente (verwendet beispielsweise, um einen zusätzlichen Harzgehalt zur Verbesserung des Flusses bereitzustellen) oder zwei inkompatible filmbildende Komponenten beispielsweise derselben Farbe oder ein gefärbtes und ein ungefärbtes und, falls gewünscht, eine weitere Komponente, die mit einem der anderen beiden Komponenten kompatibel sein kann, umfassen. (Beispielsweise umfaßt das Dreikomponentensystem Acryl, Epoxy und Polyvinylidendifluorid (PVDF) zwei Phasen, wobei das PVDF "kompatibel" mit dem Acryl, jedoch nicht mit dem Epoxy ist).
Falls gewünscht, können eine oder mehrere der filmbildenden Komponenten ein nichtfllmbildendes Additiv, das mit dem filmbildenden Mittel koextrudiert wird, enthalten. Eine getrennte, nichtfilmbildende Komponente kann mit einer filmbildenden Komponente kompatibel oder inkompatibel sein.
Wie nachstehend ausführlicher erklärt, kann das Vorhandensein von inkompatiblen Komponenten oder Komponenten, die eine Inkompatibilität erzeugen (sowohl filmbildende als auch nicht filmbildende), verwendet werden, um eine Glanzreduktion und/oder Textur in der Pulverbeschichtung zu erzeugen: sie wirken als ästhetische Additive.
Die Inkompaflbilitat während der Filmbildung kann beispielsweise erreicht werden durch die Verwendung von Polymeren verschiedener Chemie, die während des Agglomerierens und Härtens unmischbar sind. Beispielsweise sind eine Acrylkomponente und ein Polyester, Epoxy, Polyester-Epoxy oder eine Polyurethankomponente inkompatibel und können nicht unter Bildung einer einzigen (stabilen) Phase gemischt werden. Solche Systeme besitzen derart unterschiedliche Oberflächenspannungen, daß schwerwiegende Fehler zustandekommen, wenn ein Pulver das andere "verunreinigt".
Die Inkompatibilität während der Filmbildung kann auch unter Verwendung von Komponenten erreicht werden, die anfänglich mischbar (kompatibel) sind, die jedoch während des Härtens unmischbar werden. Somit sind beispielsweise zwei Systeme von ähnlicher Chemie und ungefähr derselben Gelierzeit kompatibel, jedoch sind Komponenten mit unterschiedlichen Gelierzeiten anfangs kompatibel, werden jedoch, wenn die Härtung (und die Molekulargewichtszunahme) fortschreitet, inkompatibel.
Materialien, die während der Filmbildung inkompatibel sind, können in verschiedene Phasenbereiche getrennt werden, die Inkompatibilitätseffekte, wie eine Mattierung, entstehen lassen können. Abgesehen davon, kann das Vorliegen von zwei Materialien mit unterschiedlicher Oberflächenspannung an der Oberfläche des Films und in diskreten Bereichen/Domänen zu Oberflächenunterbrechungen (Texturierung) führen.
Alternativ können inkompatible filmbildende Komponenten mit unterschiedlichen Oberflächenspannungen verwendet werden, um mehrschichtige Beschichtungen bereitzustellen: in diesem Fall wirken sie als Verhaltensadditive.

Ästhetik-Additive:

Additive, die einen ästhetischen Effekt besitzen, schließen beispielsweise Glanzreduktionsadditive, Texturierungsmittel und Additive zur Erzeugung von glänzenden Oberflächenlacken (z.B. metallische und Glimmerpigmente) ein. Zweckmäßigerweise sind diese als getrennte Komponenten vorhanden.

A Glanzreduktionsadditive:

Wir haben gefunden, daß eine Reihe von Additiven als getrennte Komponenten in den erfindungsgemäßen Agglomeraten zur Glanzreduktion verwendet werden können.
1. Ein inkompatibler Filmbildner; die Komponente kann gefärbt oder ungefärbt sein.
2. Ein nichtfilmbildendes (oder nichtfließendes) Polymer, beispielsweise PTFE, oder ein vernetzter oder hochschmelzender Filmbildner, beispielsweise ein hochschmelzendes Acryl, wie Polymethylmethacrylat (das oberhalb von 200 ºC schmilzt); diese sind zur Zeit der Filmbildung in dem Film unlöslich. Sie können gefärbt oder ungefärbt sein.
3. Herkömmliche Glanzreduktionsmittel, d.h. diejenigen, die zur Glanzreduktion in herkömmlichen pulverförmigen Beschichtungen oder zur Streckung solcher Systeme verwendet werden. Im allgemeinen glauben wir, daß sie durch Erzeugung einer Inkompatibilität während der Härtungsreaktion und/oder durch den Einsatz einer difterentiellen Härtungsreaktion während der Bildung des Beschichtungsfilm wirken. Beispiele lauten wie folgt:
(a) Ein zweiter Katalysator, der eine viel schnellere Gelierzeit als der Hauptkatalysator, der zur Härtung des Filmes verwendet wird, ergibt. Beispiele sind die Ciba-Geigy-Produkte "XG 125" (Zink-N-ethyl-N-phenyldithiocarbamat) und "XB 3329" (Zinksalz plus ein Mattierungswachs), die das Glanzniveau möglicherweise durch Inkompatibilität weiter reduzieren.
(b) Für reine Epoxy- und Epoxy-Polyester-(Hybrid)-Systeme einen Katalysator, der eine chemische Textur aufweist, die beim Härten zu zwei Geliergeschwindigkeiten führt; Beispiele sind in der GB 1 545 780 angegeben und umfassen die Hüls-Produkte B55 und B68, die Addukte von Pyromellithsäure und 2-Phenylimidazalin darstellen.
(c) Für Polyurethansysteme, die Hydroxy-funktionelle Polyester verwenden, die mit einem Isocyanat (typischerweise Isophorondiisocyanat) gehärtet werden, ein Hydroxy-funktioneller Polyester mit einer vollkommen anderen Funktionalität (z.B. ein Hydroxy-funktioneller Polyester mit einer Funktionalität von 7, zugegeben zu einem mit einer Funktionalität von 2).
(d) Eine kleine Portion eines zu Beginn kompatiblen Filmbildners, der eine von derjenigen des Hauptfilmbildners unterschiedliche Gelierzeit aufweist; beispielsweise für Säure-funktionelle Polyester, die zuiii Härten mit Triglycerylisocyanurat bestimmt sind, ein Polyester von ungefähr derselben Farbe oder ungefärbt, jedoch mit einer unterschiedlichen Gelierzeit.
4. Anorganische Füllstoffe von großer Teilchengröße, im allgemeinen von einer Größe bis zu 30 um.
Wir haben gefunden, daß klare "imkompatible" Teilchen einer mittleren Teilchengröße < 5 um, die mit einer herkömmlichen pulverförmigen Komponente oder mit einer filmbildenden Komponente von kleinerer Teilchengröße, beispielsweise von einer ähnlichen Teilchengröße wie diejenige der inkompatiblen Komponente, zu einem Agglomerat verschmolzen sind, zur Herstellung von glanzreduzierten Systemen von sehr speziellem und ungewöhnlichem Charakter (sehr geringer Glanz, guter Fluß und Nivellierung und gute Flexibilität) sehr wirksam sind.
Somit können beispielsweise, wenn eine Acrylkomponente von kleiner Teilchengröße als Nebenkomponente (bis zu 20 Gew.-%) mit einer Polyesterkomponente von 90 Vol.-% einer Teilchengröße < 20 um in einem verschmolzenen Agglomerat verwendet wird, matte Beschichtungen mit sehr geringen Glanzniveaus, zustandegekommen durch Kleinstbereichfilmfehler, erhalten werden. Typischerweise kann der Glanz in einem Polyestersystem durch Zugabe von 12 Gew.-% Acrylkomponente auf etwa 5 % reduziert werden. Diese zweite Komponente kann ungefärbt sein oder beispielsweise dieselbe Farbe wie die erste Komponente besitzen. Das System kann außerdem gemäß Polymerwahl, Gelierzeit, Teilchengröße und Füllstoffkonzentration des Acryls manipuliert werden. Die Coextrusion von solchen Materialiengemischen würde Vollglanzfilme mit einem Grad an Schichtenbildung aus Polyester/Acryl durch den Film ergeben. Im Gegensatz dazu ergibt die Verwendung der Trockenmischungen aus solchen Materialien (nicht verschmolzen) bei Teilchengrößen, die zum elektrostatischen Aufbringen annehmbar sind, Großbereichfilmfehler mit einer gewissen Schichtenbildung, durch die eine höhere Konzentration (relativ zu den zugegebenen Mengen) von Acryl als erwartet an der Oberfläche auftritt. Das agglomerierte Material erleidet jedoch im festen Zustand keine Teilchenentmischung wie das trocken gemischte Produkt und ergibt somit eine Produktgleichmäßigkeit, sogar nach dem Transport und Spritzen, und die ungesprenkelten matten Oberflächenlacke, die unter Anwendung dieser Technik zugänglich sind, besitzen gegenüber den matten Polyesterbeschichtungen, die durch die herkömmliche Techniken hergestellt worden sind, bessere mechanische Eigenschaften. Eine solche "Wirkung" ist beispielsweise bei Anwendungen für nichtreflektierende Zimmerdecken geeignet.
Es sollte jedoch erwähnt werden, daß, wenn die Acrylkomponente in sehr kleinen Anteilen (z.B. 1 %) zugegeben und gut vermischt wird, die Inkompatibilitätseffekte nicht deutlich sein können. Gleichermaßen sind mit filmbildenden Komponenten unterschiedlicher Gelierzeit und kleiner Teilchengröße die Teilchen innig vermischt, und die Inkompatibilität existiert in einem solchen geringen Ausmaß, daß die Inkompatibilitätseffekte nicht bemerkbar sind.
Wir haben ferner gefunden, daß PTFE in den verschmolzenen Agglomeraten ein wirksamer Glanzverringerer ist. Beispielsweise ergeben Zugaben von so wenig wie 10 Gew.-% Filme mit einem Glanz bei 15 % (60º-Glanz). Es wird angenommen, daß dieser Effekt sehr stark von der Teilchengröße des Additivs abhängt. Die gehärteten Filme werden jedoch leicht verunstaltet, beispielsweise kann der Film durch Reiben mit einem Fingernagel, Tuch etc. poliert werden. Wir schreiben diesen Effekt der Entfernung von PTFE an der Oberfläche zu, da das Additiv sehr schlecht an den Polyester bindet: er ist ein hartes, nicht klebriges Material, das bei den Filmbildungstemperaturen nicht weich wird.
Heterogene Katalysatoren, wie XG 125 und B 55, die vorstehend erwähnt worden sind, werden bereits in pulverförmigen Beschichtungen verwendet, um neue Effekte bereitzustellen, beispielsweise als Mattierungsmittel. Der Katalysator wird normalerweise durch spezielle Techniken auf das gemahlene Pulver angewendet, jedoch erlaubt das erfindungsgemäße Agglomerationsverfahren die Einarbeitung eines Katalysators auf heterogene Weise.

B. Texturierungsmittel

In den erfindungsgemaßen Agglomeraten können herkömmliche Texturierungsmittel verwendet werden, jedoch auf eine neue Weise als getrennte Komponenten in dem Agglomerat. Diese umfassen:
1. das nichtfilmbildende Polymer PTFE,
2. CAB oder ein weiteres geeignetes filmbildendes Polymer.
Durch die erfindungsgemäße Agglomerationsbindungstechnik werden die in der früheren Technik unter Verwendung von Texturierungsmitteln angetroffenen Probleme vermieden.
Somit können Mittel, die als getrennte Komponenten in verschmolzenen Agglomeraten verwendet werden, in der Lage sein, als Mattierungs- und/oder Texturieiungsmittel zu wirken, in Abhängigkeit u.a. von der Größe der Komponente. Somit wird beispielsweise, wenn die Größe der PTFE-Teilchen in einer glanzreduzierten Zusammensetzung vergrößert und die Menge der PTFE-Komponente verringert wird, ein texturierter Oberflächenlack hergestellt.
Wir haben gefunden, daß texturierte Filme, die PTFE enthalten, weniger leicht verunstaltet werden als glanzreduzierte PTFE-haltige Systeme, möglicherweise da mehr freies Harz vorhanden ist, um an jedes PTFE-Teilchen zu binden, da im allgemeinen weniger PTFE vorhanden ist und das texturierende PTFE in einer größeren Größe vorliegt und weniger binden des Harz erfordert.
Eine Abänderung der Verwendung vom Stand der Technik von hochmolekularem thermoplastischem Material, das zu einem warmhärtenden System gegeben wird, ist die Verwendung von
3. einem hochmolekularem filmbildenden Polymer, das einen Erweichungspunkt aufweist, der niedriger als die Extrusionstemperatur (90 bis 150 ºC), jedoch höher als die Agglomerationstemperatur (vorzugsweise 60 bis 80 ºC) ist.

C. Metallic-Pigmente

Aluminium und eine Reihe von weiteren Metallen und Legierungen, z.B. Edelstahl, Kupfer, Zinn, Bronze und Messing (Gold ist im allgemeinen zu teuer) können zur Herstellung dessen verwendet werden, was als "Glanz"- oder "Glitzer"-Lacke bezeichnet wird. Am häufigsten werden heutzutage die Aluminiumpigmente verwendet. Schwimm- systeme wurden bereits besprochen. Nichtschwimmende Aluminiumpigmente, die sich in dem gesamten Beschichtungsfilm selbst orientieren, liefern optische Eindrücke, die recht unterschiedlich von den schwimmenden Aluminiumpigmenten sind. Sie sind in ihrer Fähigkeit einzigartig, "Flip"-, Polychromatik- und Glitzereffekte zu liefern. ("Flip" ist die Fähigkeit, die Farbe bei unterschiedlichen Blickrichtungen zu ändern. Diese Fähigkeit ist direkt mit der Flockenorientierung im Film verbunden).
Glimmeipigmente können ebenfalls verwendet werden. Dies sind dünne Plättchen von natürlichem mineralischem Glimmer, überzogen mit Titandioxid und/oder Eisen(III)- oxid. Die Literatur beansprucht, daß die charakteristischen Eigenschaften ihrer flachen Textur, des hohen Brechungsindex und der Transparenz in transparenten Medien Effekte erzeugen, die durch die Mehrfachreflexion des Lichtes mit dem Glanz von Perlen oder von Perlmutt übereinstimmen.

Verhaltensadditive:

Verschiedene Verhaltensadditive, wobei die Mehrheit von ihnen nichtfilmbildende Komponenten sind, umfassen eine Anzahl, die nicht bei der herkömmlichen Pulverbeschichtungsherstellung zugegeben werden konnte. Dadurch, daß die Möglichkeit einer Einarbeitung von Additiven nach der Extrusion zugelassen wird, führt das erfindungsgemäße Agglomerationsbindungsverfahren in vielen Fällen zu neuen Produkten. Beispiele sind:

A. Zerbrechlichkeitsadditive:

1. Schlagfestmacher:

Kautschuk-Schlagfestmacher werden auf dem Gebiet der Verbundmaterialien verwendet, um eine Rißfortsetzung zu verhindern. Um wirksam zu sein, müssen sie eine gute definierte Größe und Form besitzen. Die Extrusion oder Mikronisierung einer Probe könnte ihre Morphologie und darum ihre natürlichen Eigenschaften zerstören, so daß um die Morphologie des Kautschuk-Zähigkeitmittels beizubehalten, es vorzugsweise durch ein Verfahren, außer der Extrusion, eingearbeitet werden müßte. Die erfindungsgmaße Agglomerationsbindungstechnik bietet ein Verfahren der Einarbeitung von Kautschuk-Schlagfestmachern ohne Beeinflussung ihrer Morphologie. Ein Beispiel ist die Zugabe von kautschukartigen Schlagfestmachern zu Acrylharzsystemen, die sehr haltbar, jedoch mechanisch schwach sind.

2. Reibungsreduktionsadditive:

Beschichtungen mit niedriger Reibung verwenden häufig Polytetrafluorethylen(PTFE) oder Nylon-Kügelchen. Die Zugabe dieses Typs von Materialien durch das Agglomerationsbildungsverfähren erlaubt es, daß die Materialien ohne das Risiko einer Beschädigung ihrer Morphologie verwendet werden, was somit zu einer Herstellung von Beschichtungen mit niedriger Reibung führt, die durch ein normales Verfahren der Pulverbeschichtungsherstellung nicht herstellbar waren.

3. Verstärkungsmittel:

Fasern beispielsweise tragen zur Texturfestigkeit von Verbundmaterialien bei, würden jedoch die Extrusion nicht überstehen. Fasern können ebenfalls zur Verbesserung der Leitfähigkeit verwendet werden.

4. Mikrokapseln

Mikrokapseln, die eine Vielzahl von Nutzlasten tragen, können flüssigen Anstrichfarben zugesetzt werden, um unterschiedliche Effekte zustandezubringen. Viele funktionieren, da das Anlegen von Druck oder Belastung den aktiven Bestandteil freisetzt. Diejenigen, die in flüssigen Anstrichfarben verwendet werden, die nun auf dem Gebiet der Pulverbeschichtung als getrennte Komponenten in einem verschmolzenen Agglomerat verwendet werden können, umfassen
- zerreibbare Mikrokapseln, die Parfum enthalten,
- zerreibbare Mikrokapseln, die aggressive Lösungsmittel für selbstabziehende Beschichtungen enthalten
- zerreibbare Mikrokapseln, die Tinte, Farbstoff oder chemische Vorstufen von einem der beiden zum Drucken und zur anderweitigen Markierung enthalten.
Es existieren ferner einige attraktive neue Ideen auf diesem Gebiet. Beispielsweise die Verwendung von
- Mikrokapseln, die Luft enthalten, um die Trübung zu verbesesrn und um vielleicht die Beschichtungen zu verbilligen,
- Mikrokapseln, die Weichmacher tragen, um den Fluß und die Nivellierung (und nicht notwendigerweise nur während des Einbrennens vielleicht auch nach einem Stoß auf den gehärteten Films und somit einen selbstheilenden Beschichtung bereitzustellen) zu fördern,
- Mikrokapseln, die metallisches Zink enthalten, um antikorrosive Beschichtungen ohne die Gefahren der Handhabung von freiem Metallpulver zu erhalten,
- zerreibbare Mikrokapseln, die druckempfindliche Klebstoffe enthalten, beispielsweise kann in nachträglich formbaren Beschichtungen eine durch Beanspruchung hervorgerufene Freisetzung des Klebstoffes die Haftung in Bereichen hoher Verformung verbessern.

B. Materialien. die den Extruder beschädigen oder zu einer Blockierung des Extruders führen können:

1. Schleifmaterialien:

Eine Antirutsch-Pulverbeschichtung, die Sand als Antirutsch-Medium umfaßt, kann einen bedeutenden Markt für solche Dinge, wie Leitern, Gangways, etc. besitzen. Weitere Schleifmaterialien, beispielsweise Metallcarbide, Baux it und bestimmte weitere feste anorganische Materialien/Pigmente können eben falls verwendet werden, um beispielsweise Antirutsch-Beschichtungen, Sandpapier oder abriebfeste Beschichtungen bereitzustellen. Wir haben beispielsweise gefunden, daß durch Einschluß von Bauxit in eine pulverförmige Rezeptur ein Beschichtung erzeugt wird, die eine wesentliche Abriebfestigkeit bietet.
Da diese Materialien hart sind (Bauxit ist extrem hart: 9 auf der Moh-Skala), konnten solche Beschichtungen nicht durch das herkömmliche Verfahren aufgrund des übermäßigen Verschleißes der an den Innen teilen von Extrudern auftreten würde, hergestellt werden.
Das erfindungsgemäße Agglomerationsverfähren ermöglicht die Lösung dieses Problems, was zu der Entwicklung eines neuen Bereiches von Beschichtungen führte.
Außerdem kann das erfindungsgemäße Agglomerationsbindungsverfahren angewendet werden, um den Extruderverschleiß zu verringern, der bei herkömmlichen Pulverbeschichtungen bei Verwendung von bestimmten Füllstoffen oder Streckmitteln, wie Syenex-Streckmitteln, auftritt. Füllstoffe und/oder Streckmittel können nicht nur mit großer Teilchengröße zur Reduktion des Glanzes (siehe vorstehend), sondern auch als teilweiser Ersatz für das Harz zur Kostenreduktion verwendet werden.

2. Katalysatoren:

Katalysator: hochreaktive Katalysatoren und/oder hohe Konzentrationen von Katalysatoren sind gewünscht, um entweder ein schnelles Härten bei den meisten üblichen Einbrenntemperaturen (beispielsweise 170-220 ºC) oder ein Härten bei niedrigeren Temperaturen zu erreichen. Sie führen jedoch auch immer zu einer wesentlichen Härtung bei den Extrusionstemperaturen (im allgemeinen 90-140 ºC), d.h. die Zusammensetzung würde eine kurze Gelierzeit sogar während des Extrudierens aufweisen, und dies könnte zur Bildung von "Stücken" in der fertigen Beschichtung oder sogar zur Blockierung des Extruders führen. Das erfindungsgemäße Agglomerationsbindungsverfahren zur Pulverherstellung vermeidet es, daß der Katalysator einer Extrusion bedarf, und bietet ein Verfahren zur Einarbeitung eines reaktiveren Katalysators und/oder von höheren als den normalen Katalysatorkonzentrationen an.

C. Wärmeempfindliche Materialien:

Hochreaktive Härtungsmittel/Katalysatoren können verwendet werden, um Beschichtungen durch ultra-niedriges Einbrennen (Einbrennen bei wenig mehr als der Extrusionstemperatur) zu erzeugen. Dies erlaubt den Einschluß von sehr wärmeempfindlichen Materialien beispielsweise
- biologischen Materialien (z.B. Fungiziden oder Enzymen),
- Intumeszenzpigmenten und
- thermochromen Pigmenten durch Agglomeration. Pigmente vom Intumeszenztyp schäumen uiid ergeben beim Erhitzen flüchtige Stoffe und können zur Feuerfestigkeit verwendet werden. Solche Materialien können in den erfindungsgemäßen verschmolzenen Agglomeraten eingeschlossen werden, um hitze- oder schallisolierende Beschichtungen zu ergeben. Thermochrome Pigmente werden ebenfalls durch Wärme verändert und werden beispielsweise auf der Außenseite von Brennöfen verwendet, um heiße Flecken aufzuzeichnen. Solche Produkte können auch in den verschmolzenen erfindungsgemäßen Agglomeraten verwendet werden, um neue und nützliche Beschichtungszusammensetzungen bereitzustellen.

Texturierung der Produkte:

In einigen Fällen ist es wünschenswert, die Produkte auf besondere Weise zu texturieren. Dies kann Vorteile bezüglich der Lagerung und des Aufbringens des Produkts bereitstellen.

D. Triboelektrische Ladungs- und Coronaladungsadditive:

Triboelektrische Ladungsadditive sind im allgemeinen als freie Einheiten in dem Produkt vorhanden, und es wichtig, daß sie in der Lage sind, die Ladungsoberfläche in der Auftragepistole zu kontaktieren. Bekanntlich scheiden sie sich jedoch ab und verursachen beim Aufbringen Probleme. Die Einarbeitung dieses Additivs während der letzten Stadien der Agglomeration kann sie an der Oberfläche des Produktteilchens verankern. Coronaladungsadditive können auf ähnliche Weise wirksamer verwendet werden.

E. Oberflächen-Entmischung:

Die Herstellung des Agglomerates auf kontrollierte Weise gibt uns eine einmalige Gelegenheit, die Textur in der Beschichtung zu kontrollieren. Unsere Beobachtungen legen nahe, daß die Schichtenbildung von inkompatiblen Phasen während der Filmbildung sehr stark abhängig ist von der Ausgangsteilchengröße der diskreten Phasen.

1. Hochbeständige Außenbereichssysteme

Die Agglomeration beispielsweise von gemischten größenreduzierten Acryl- und Polyesterpulvern vermeidet nicht nur die Probleme der Entmischung im festen Zustand, die sonst unweigerlich auftreten, sondern es wurde gefunden, daß sie auch die Schichtenbildung in den nicht kompatiblen Phasen im geschmolzenen Zustand (bezüglich der "Extruder-zusammengefügten" Teilchen) verbessern. Diese Kontrolle der Filmtextur bietet einen enormen Umfang für neue und verbesserte Produkte.
Wirksame Mehrschichtensysteme, die die besten Eigenschaften von Polyester- und Acryl-Polymeren enthalten, wurden bereits seit einiger Zeit angestrebt. Obwohl eine zugrundeliegende thermodynamische Triebkraft zur Trennung der beiden Spezies vorhanden ist, so daß das Acryl auf der Oberfläche des Films liegt, bedeuten die kinetische Hemmschwellen und die zeitliche Einschränkung der Filmbildung, daß dies nicht notwendigerweise geschieht. Wir glauben, daß die Verwendung eines erfindungsgemäßen Agglomerates, in dem die beiden Spezies zunächst als größenreduzierte diskrete Phasen vorliegen, die Bedeutung der kinetischen Hemmschwellen herabsetzt.
Weitere sehr haltbare Außenbereichssysteme können gefunden werden. Besonders attraktive verwenden Polyvinylidendifluorid (PVDF). Seine Verwendung ist jedoch durch seine schlechte Haftung auf Aluminiumssubstraten begrenzt, und es kann darum mit Acryl coextrudiert werden, anschließend in der Größe verringert und zu einem Agglomerat mit größenreduziertem Epoxy, Polyester, Polyester/Epoxyhybrid oder mit Polyurethanteilchen zusammengefügt werden. Die Schichtenbildung der PVDF/Acrylkomponente über eine dieser Chemien an der Grenzfläche stellt ein einschichtiges äußerst haltbares selbst-primendes System bereit. Alternativ kann in einigen Fällen PVDF auch als filmbildende Komponente allein, beispielsweise mit Epoxy als weiterer filmbildender Komponente verwendet werden. Epoxy wirkt als Haftbeschleuniger.

2. Nichtklebende Siliconsubstrate und Antihaftmittel:

Nicht klebenden Substanzen vom Silicontyp, wie verwendet in der Technik der Antifouling-Beschichtungen, mangelt es an guten mechanischen Masseeigenschaften. Die Schichtenbildung dieser filmbildenden Komponenten, so daß sich ein dünner oberflächlicher Siliconfilm ergibt, ist für leicht zu reinigende Haushaltsgeräte zweckmäßig. Umgekehrt kann es wünschenswert sein, eine Schichtenbildung eines "Antihaftmittel" auf der Unterseite zu erzielen, um eine abziehbare Beschichtung zu ergeben.

F. Poröse Beschichtungen

Pulverbeschichtungen mangelt es an einer kontinuierlichen Porosität. Es wird daraus geschlossen, daß aufgrund dessen jeder Effekt, der auf dem Transport durch den Film beruht, zunichte gemacht wird. Dies umfaßt die Verwendung von Korrosionshemmpigmenten, atmungsaktiven Beschichtungen (z.B. für Holz) oder von viele Formen der kontrollierten Freisetzung. Ein Weg zur Vergrößerung der Porosität kann darin bestehen, die Pigmentbeladung - als separate Komponente - weit über die kritische Volumenkonzentration des Pigmentes hinaus zu vergrößern. Beispielsweise besitzen die traditionellen kontrolliert freisetzenden Antifoulings auf Cu&sub2;O-Basis charakteristischerweise eine Pigment-Volumenkonzentration von > 80 %. Die Herstellung von Pulverbeschichtungen, die eine sehr hohen PVC aufweisen, ist derzeit nicht möglich, jedoch kann die Einführung von Porosität durch das Agglomerationsverfahren ermöglicht werden. Eine Möglichkeit besteht in der Verwendung einer löslichen Komponente, beispielsweise Natriumchlorid, oder eines anderen wasserlöslichen anorganischen Produktes in hohen Konzentrationen. Nach der Bildung der pulverförmigen Beschichtung kann das wasserlösliche Produkt aufgelöst werden und läßt Poren zurück.
Wir haben gefunden, daß das erfindungsgemäße Verschmelzungsagglomeraüonsverfähren eine dramatische Zunahme in der Flexibilität des traditionellen Pulverherstellungsverfahrens zustandebringen und die Verwendung einer großtechnischen Einrichtung beschleunigen kann. In unserer GB-Anmeldung 2 226 824 A wurde das Konzept bereits auf die Produktion unterschiedlicher Farben angewendet, jedoch ist es nun klar, das weitere Hauptparameter auf ähnliche Wiese variiert werden können. Beispielsweise können Glanzkontrollmittel, Texturierungsmittel und irgendeines der oben genannten weiteren Additive während der Mischstufe der zwei gefärbten Komponenten eingeführt werden. Die Rezeptur wird im wesentlichen entlang der Fertigungsstraße weiterbewegt. Das erfindungsgemaße Verfahren und die GB Anmeldung 2 226 824 A besitzen auch den Vorteil, daß ein breiter Bereich von Produkten mit unterschiedlichem Aussehen (Farbe, Glanz, Textur, etc.), die aus einer begrenzten Anzahl von Grundfarben erhalten werden, ermöglicht wird. Die Möglichkeit der Einstellung von Pigment- oder Harzgehalt durch Zugabe von Pigment- oder ungefärbten kompatiblen filmbildenden Teilchen als getrennte Komponente unterstützt ebenfalls die Produktvielseitigkeit.

Größe der agglomerierten Teilchen

Die Größe der verschmolzenen Agglomeratteilchen wird durch die Pulver-Handhabungscharakteristika und das Pulver-Aufbringverfahren und durch die gewünschte Dicke des resultierenden Films gesteuert.
Zunächst muß die Größe mit dem geeigneten Massenbildungsverhalten im Einklang stehen, sowohl die Teilchengröße als auch zu einem geringeren Ausmaß die Dichte haben Einfluß darauf, ob ein Pulver fluidisierbar ist oder nicht, und im allgemeinen sind Pulver einer mittleren Teilchengröße von weniger als 15 um nicht leicht fluidisierbar, insbesondere nicht mit einem handelsüblichen elektrostatischen Spritzgerät.
Im allgemeinen sollten die agglomerierten Teilchen fluidisierbar sein. Ein Verfahren zum Messen der Fließeigenschaften eines Beschichtungspulvers ist dasjenige, das am Verfinstituut TNO (Metal Finishing Journal 1974) entwickelt wurde: die Apparatur für dieses Verfahren ist als "Fluidimeter AS 100" erhältlich. Eine Standardmenge an Pulver, 250 g, wird in ein Gefäß, ähnlich einem Fließbett, gegeben, das jedoch mit einer 4-mm-Düse in einer Wand unmittelbar oberhalb der porösen Platte ausgestattet ist. Diese Düse ist zu Beginn geschlossen, und Luft wird durch das Gefäß bei einer Standardgeschwindigkeit von 200 l/Stunde hindurchgeleitet. Das Pulver wird während der Fluidisierung gerührt, bis sich die Höhe des Bettes bei konstantem Niveau, V&sub1;, das in cm gemessen wird, stabilisiert. Die Luftzufuhr wird abgestellt, das Pulver fällt schnell auf das Niveau "Rest" zurück, und die Höhe wird erneut gemessen, V&sub0;. Die Luftzufuhr wird anschließend wieder mit derselben Geschwindigkeit wie zuvor angestellt, und das Pulver wird eine konstante Höhe erreichen gelassen. Anschließend wird die Düse 30 Sekunden lang geöffnet und das Pulver, das herausläuft, wird gesammelt und in g gewogen. Wenigstens fünf Wiederholungsmessungen werden vorgenommen und der Durchschnitt (G) berechnet Der Fließfaktor R wird durch die Formel:
R = G x V&sub1;/V&sub0;
definiert. Es wurde empirisch gefunden, daß dieser Fließfaktor sehr gut mit den praktischen Gebrauchseigenschaften korreliert. Fließfaktor R Freifließ-Eigenschaften sehr gut annehmbar mäßig schlecht
Somit besitzen beispielsweise geeignete agglomerierte Pulver einen Fließfaktor von ≥ 80.
Im allgemeinen sollten für ein verschmolzenes Agglomerat Teilchengrößen von nicht mehr als 1 Vol.-% über 120 um, beispielsweise bis zu 110 um, vorzugsweise bis zu 100 um, jedoch vorzugsweise wenigstens 90 Vol.-% mehr als 5 um, insbesondere wenigstens 10 um, verwendet werden. Eine Agglomeratgröße von bis zu 150 um kann für bestimmte Zwecke geeignet sein, beispielsweise für pulverbeschichtete Verstärkungsstangen in Zement. Die mittlere Agglomerat-Teilchengröße (bezogen auf das Volumen) beträgt im allgemeinen nicht mehr als 80 um, beispielsweise nicht mehr als 75 um, vorzugsweise nicht mehr als 60 um, beispielsweise nicht mehr als 50 um oder nicht mehr als 40 um und im allgemeinen wenigstens 15 um, beispielsweise wenigstens 20 um, vorzugsweise wenigstens 25 um. Ein Mittel im Bereich von 10 bis 50 um sollte besonders erwähnt werden. Somit kann beispielsweise eine Agglomerat-Teilchengrößeverteilung von 0-120 um, vorzugsweise von 5-110 um, insbesondere von 10-100 um, mit einer mittleren Teilchengröße (bezogen auf das Volumen) im Bereich von 15-80 um, vorzugsweise von 20-75 um, insbesondere von 25-50 um, verwendet werden. (Es sollte angemerkt werden, daß die Teilchengrößen, auf die hierin Bezug genommen wird, im allgemeinen durch Lichtstreutechniken gemessen werden).
Was die Dicke des resultierenden Films betrifft, so ist der Film bei vielen gängigen Anwendungen der Pulverbeschichtungstechnologie mit warmhärtenden Harzen ungefähr 50 um dick, jedoch existieren viele gängige Anwendungen für Pulverbeschichtungen, und es werden eine Vielzahl von Filmdicken angewendet. Für Dekorlacke sind Filmdicken von so niedrig wie 20 um bekannt, jedoch ist es üblicher, daß die Filmdicke in den Bereich von 25-120 um fällt, wobei für einige Anwendungen im allgemeinen die Bereiche 30-80 um und 60-120 um oder für andere Anwendungen mehr bevorzugt 60- 100 um betragen, obschon Filmdicken von 80-150 um weniger üblich, jedoch nicht selten sind. Für funktionelle Beschichtungen werden ähnliche Bereiche angetroffen. Es existieren jedoch einige Anwendungen (beispielsweise Beschichtungen für Öl- und Gaspipelines und für Zementverstärkiingsstangen), bei denen Filnidicken von 150-500 um üblich sind, und für einige Einkapselungsanwendungen können Filmdicken in mm gemessen werden. Im allgemeinen jedoch sind dünnere Beschichtungen kostengünstiger und darum bevorzugt.
Somit sollt die Größe des Agglomerates im allgemeinen mit dem Erreichen der kleinstmöglichen geeigneten Filmdicke kompatibel sein.

Größe der Komponententeilchen

Die Größe der einzelnen Komponenten und die Größe des Agglomerates hängen klar voneinander ab, und die Wahl der Agglomerat- und Komponententeilchengrößen wird durch die Anzahl und Identität der Komponenten (und von ihren Anteilen), die in dem Agglomerat vorhanden sind, sowie im Falle der Komponenten durch die gewünschte Agglomeratgröße beeinflußt.
In einem 50:50-Gemisch aus zwei Teilchen beispielsweise kann für wenigstens 90 Vol.-% der Teilchen die maximale Teilchengröße 20-30 um betragen, und sehr oft ist eine viel kleinere Größe geeignet. Sobald die Teilchengröße von einer der Komponenten verringert worden ist, kann die maximale Größe der anderen Komponente vergrößert werden.
Es können auch besondere Anforderungen für die Größe der einzelnen Komponenten existieren, so daß das Agglomerat oft Komponenten von verschiedener Größe enthält.

Farbmischen:

Zum Farb-"Mischen", d.h. wenn zwei oder mehrere unterschiedlich gefärbte Komponenten verwendet werden, wird in der resultierenden Beschichtung eine homogene Farbe erhalten, indem ausreichend kleine Teilchengrößen verwendet werden, so daß der Unterschied in der Farbe der einzelnen Teilchen in der resultierenden Beschichtung mit dem bloßen Auge nicht sichtbar ist. Theoretische Überlegungen geben für diese Größe für die in einer perfekten Mischung vorhandenen Teilchen nicht mehr als 39 um an. In der Praxis ist derzeit eine perfekt geordnete Mischung noch nicht erreichbar, so daß die Teilchengröße viel geringer ist.
Die kritische Größe hängt von einer Reihe von Faktoren ab, einschließlich des Kontrastes in Farbton und Luminanz zwischen den unterschiedlichen Teilchen und des Verhältnisses der unterschiedlich gefärbten Teilchen. Die Leuchtkraft ist etwas wichtiger als die Schattierung, so daß die kritische Größe für ein Gemisch aus schwarzen und weißen Teilchen niedriger ist als für ein Gemisch aus unterschiedlich gefärbten Teilchen von ähnlicher Leuchtkraft. Für irgendein Paar von farbigen Pulvern ist die kritische Größe für ein 1:1-Gemisch am niedrigsten. Die kritische Größe ist ferner sehr von der Natur (wahllose Verteilung) des Mischens abhängig.
Für ein 1:1-Gemisch aus schwarzen und weißen Teilchen beträgt die kritische Größe für sämtliche Teilchen etwa 2,5 um für ein statistisches Gemisch. Wenn jedoch das Gemisch eine perfekte alternierende Anordnung von schwarzen und weißen Teilchen darstellt, so liegt die kritische Größe für sämtliche Teilchen oberhalb von 20 um. Für die Empfindlichkeit der kritischen Größe beim Übergang zu nicht perfekten Gemischen kann die statistische Wahrscheinlichkeit dafür, daß dieselben Teilchen nebeneinander liegen, verantwortlich gemacht werden.
Für statistische 1:1 -Gemische aus blauen und gelben Teilchen beträgt die kritische Größe ebenfalls etwa 2,5 um, obwohl diese für 9:1-Gemische aus Blau und Gelb auf 5,5 um und auf 3,3 um für 1:9-Gemische ansteigt.Für statistische 1:1-Gemische aus roten und gelben Teilchen beträgt die kritische Größe 3,5 um und steigt für 9:1- und 1:9-Gemische auf etwa 5 um an; Gemische aus roten und blauen Teilchen ergeben ähnliche Ergebnisse. Gemische aus weißen und gelben Teilchen besitzen eine kritische Größe im Bereich von 10 bis 15 um. Gemische, die drei oder mehr gefärbte Komponenten aufweisen, besitzen im allgemeinen eine kritische Größe, die derjenigen entspricht oder größer ist als diejenige von Geinischen aus zwei der Komponenten.
Für bestimmte Farbkombinationen hat sich jedoch ein zufriedenstellendes Mischen zur Erzeugung einer homogenen Farbe mit Teilchen von 25 um als praktikabel erwiesen, insbesondere wenn dunkle Schattierungen und Schattierungen von ähnlicher Tönung (beispielsweise dunkel-blaugrün und dunkel-grünblau) vermischt werden.
Zweckmäßigerweise besitzen zum Farbmischen wenigstens 90 Vol.-% der Teilchen von jeder Komponente eine Teilchengröße von ≤ 25 um, beispielsweise von ≤ 22 um, zweckmäßigerweise von < 20 um. Vorzugsweise beträgt die Grenze ≤ 15 um, zweckmäßigerweise ≤ 10 um, beispielsweise ≤ 8 um, beispielsweise ≤ 5 um und im allgemeinen beispielsweise ≥ 5 um, zweckmäßigerweise ≥ 2 um, vorzugsweise ≥ 4 um, insbesondere ≥ 5 um, beispielsweise im wesentlichen 10 um oder im wesentlichen 5 um. 90 Vol.-% der Teilchen in den Bereichen 0,5-10 um, 2-5 um, 5-10 um, 4-8 um und 2-8 um sollten erwähnt werden. Komponenten, in denen wenigstens 75 Gew.-% der Teilchen solche Teilchengrößen aufweisen, sollten ebenfalls erwähnt werden. Im allgemeinen sollten nicht mehr als 1 Vol.-% oberhalb von 35 um liegen, und üblicherweise sollten alle unter 39 um liegen.
Somit liegt beispielsweise für ein homogenes Ergebnis die Teilchengröße der Farbkomponenten zweckmäßigerweise im Bereich von 0,5 bis 15 um, vorzugsweise von 5 bis 10 um oder von 2 bis 5 um, wobei die maximale Ausdehnung von wenigstens 99 Gew.-% der Teilchen vorzugsweise in diesem Größenbereich liegt. Vorzugsweises besitzen sämtliche Teilchen eine maximale Ausdehnung von 10 um oder darunter.
Zweckmäßigerweise liegt die mittlere Teilchengröße für die Farbkoinponenten zum Farbinischen innerhalb des Bereiches von 1,5 bis 12 um, beispielsweise von 1,5 bis 8 um. Die mittleren Größen im Bereich von 2 bis 8 um, beispielsweise von 2 bis 6 um und im Bereich von 8 bis 12 um sind jedoch besonders geeignet. Mittlere Größen von ≥ 3 um und ≤ 5 um sollten ebenfalls erwähnt werden.
Es kann zweckmäßig sein, Standardchargen von einzelnen Komponenten zur Agglomeration für bestimmte Anwendungen nach Bedarf verfügbar zu haben. Daher kann sogar, wo kein Farbmischen stattfindet, eine gefärbte Komponente zur Herstellung verschinolzener Verbundteilchen die obige Teilchengröße aufweisen.

Gesprenkelte Oberflächenlacke:

Alternativ kann ein gesprenkelter Oberflächenlack durch Vermischen von Teilchen, die eine Größe besitzen, die größer ist als diejenigen, die vorstehend diskutiert worden sind, erhalten werden. Somit umfaßt gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung das Agglomerat Komponenten von größenreduzierten Teilchen, die dennoch groß genug sind, daß, wenn sie auf ein Substrat aufgebracht werden, getrennt in der Beschichtung sichtbar sind. Teilchengrößen von > 20 um sollten erwähnt werden. Jedoch sollte die Teilchengröße so sein, daß das resultierende Agglomerat aus zwei oder mehreren solcher Teilchen von geeigneter Größe ist, so daß die Anforderungen für Anwendung und Filmdicke erfüllt werden. Die gewünschte Wirkung ist ein Film, der aus mehreren einzelnen gefärbten Teilchentypen aufgebaut ist, so daß ein gesprenkelter Oberflächenlack reproduzierbar und gegenüber einer Entinischung beständig ist. Derzeit können gesprenkelte Oberflächenlacke nur durch Trockenverinischen von fertigen Pulvern von normaler Teilchengröße hergestellt werden, und diese sind aufgrund der Unterschiede in den Teilchengrößeverteilungen, der Teilchendichte oder -aufladbarkeit beim Transport und bei der Anwendung anfällig für die Entmischung, und sie ergeben darum nichtreproduzierbare Oberflächenlacke.
Zweckmäßigerweise sind für einen gesprenkelten Oberflächenlack in jeder Komponente wenigstens 90 Vol.-% der Teilchen < 50 um, und mehr als 10 Vol.-% der Teilchen sind ≥ 20 um, und die mittlere Teilchengröße liegt im Bereich von 15 bis 35 um, insbesondere von 20 bis 30 um, beispielsweise im wesentlichen 25 um. Vorzugsweise sind weniger als 10 Vol.-% < 10 um.

"Rußige" Pulver - Farbkorrektur:

Die erfindungsgemäße Agglomerationsbindungstechnik kann auch zur Farbtönung oder Korrektur der Farbe einer Charge verwendet werden. Somit kann, falls gefunden wird, daß ein fertiggestelltes gefärbtes Pulver einer Farbspezifikation nicht genügt, es durch Zugabe von einer oder mehreren filmbildenden Komponenten oder Pigment(en) korrigiert werden.
In der Vergangenheit wurde die Farbkorrektur durch Zugabe von Trockenpigmenten und nochmaligem Extrudieren des Pulvers durchgeführt. Die nochmalige Extrusion und das vergrößerte Verhältnis von Feststoffen:Bindemittel kann jedoch die Filmeigenschaften ändern. Unter Verwendung einer gefärbten filmbildenden Komponente oder einer Pigmentkomponente (oder einzelner Pigmentpastenfarbtönen) und unter Zugabe von einer der beiden durch ein erfindungsgemäßes Agglomerationsverfahren wird das Verhältnis von Feststoffen:Bindemittel nicht dramatisch verändert, und die weitere Verarbeitung ist weniger schwer.
Somit umfaßt gemäß einer unterschiedlichen Ausführungsform der Erfindung das Agglomerat gefärbte filmbildende Teilchen von größerer Größe (beispielsweise von herkömmlicher Größe) und kleinere filmbildende oder Pigmenteilchen, beispielsweise die größenreduzierten filmbildenden Teilchen, die vorstehend zum Farbmischen genannt worden sind, verwendet in Mengen von vorzugsweise bis zu 5 Gew.-%, z.B. bis zu 1 Gew.-%, beispielsweise bis zu 0,5 Gew.-%, insbesondere bis zu 0,3 Gew.-%, um die Farbe der Komponente innerhalb eines kleinen Farbbereiches zu verschieben, wobei dies zur Farbtönung oder Farbkorrektur einer Charge angewendet wird. Menge und Größe der kleineren Teilchen sollten so sein, daß sie einzeln in dem resultierenden Film nicht sichtbar sind. Dies würde eine Korrektur der Farbe innerhalb einer Charge ohne das Erfordernis einer erneuten Extrusion ermöglichen.
Zweckmäßigerweise sind die Teilchen von größerer Größe in dem Agglomerat zu mehr als 10 Vol.-% ≥ 50 um und üblicherweise zu nicht mehr als 70 Vol.-% < 50 um, mit einer mittleren Teilchengröße von 15 bis 75 um, üblicher 25 bis 50 um, vorzugsweise 35 bis 50 um, und die Teilchen von kleinerer Größe sind wenigstens zu 90 Vol.-% < 20 um, vorzugsweise < 10 um. Zweckmäßigerweise sind sämtliche kleineren Komponententeilchen < 25 um, und nicht mehr als 3 % sind < 1 um. Vorteilhafterweise liegt die mittlere Teilchengröße dieser Komponente innerhalb des Bereiches von 1,5 bis 12 um, beispielsweise von 2 bis 8 um, vorzugsweise von 2 bis 6 um oder von 8 bis 12 um; mittlere Teilchengrößen von ≥ 3 um und ≤ 5 um sollten besonders erwähnt werden.

Größe der weiteren Additive:

Ein erfindungsgemäßes Agglomerat kann auch (ein) spezielle(s) nicht-filmbildende(s) Additiv(e), wie vorstehend ausführlich beschrieben, umfassen, und diese können zu 90 Vol.-% ≤ 30 um, insbesondere 20-30 um, beispielsweise im wesentlichen 25 um groß sein. Additive, von denn 90 Vol.-% eine Größe von ≤ 25 um oder 20-25 um besitzen, sollten besonders erwähnt werden. Die Größe des Additivs (der Additive) wird jedoch nicht nur durch die Größenanforderungen für das Agglomerat (beeinflußt u.a. durch die Anforderungen für den resultierenden Film), sondern auch durch ihre spezielle Identität und Funktion diktiert. Beispielsweise kann ein Teilchen von > 10 um in der Größe eine sichtbare Wirkung erzeugen; im allgemeinen sollten wenigstens 90 Vol.-% der Komponente unter 10 um liegen, um dies zu vermeiden. Somit kann beispielsweise ein Texturierungseffekt in großem Maßstab mit Sand oder weiteren anorganischen Teilchen bei 90 Vol.-% > 10 um erzielt werden; wenn eine ungefärbte kompatible filmbildende Komponente zur Einstellung des Harzgehaltes verwendet wird, ist sie vorzugsweise zu > 90 Vol.-% < 20 um, insbesondere zu > 90 Vol.-% < 10 um, wie für das Farbmischen, um eine getrennte Sichtbarkeit in der resultierenden Beschichtung zu vermeiden.
Inkompatible filmbildende Komponenten zur Mattierung/Texturierung oder Oberflächenentmischung; nichtfilmbildende Komponenten zur Mattierung oder Texturierung
Wie vorstehend erwähnt, kann eine inkompatible filmbildende Komponente verwendet werden, um eine Glanzreduktion oder Textur bereitzustellen, oder sie kann verwendet werden, um ein Mehrschichtensystem zu erhalten.
Für einen Mattierungseffekt müssen während der Filmbildung diskrete Domänen vorhanden sein. Somit sollten, wie vorstehend angegeben, die Komponenten während der Filmbildung miteinander inkompatibel (unmischbar) sein; zur Glanzreduktion ist ein Unterschied in der Oberflächenspannung äußerst wünschenswert, insbesondere wenn die Größe der Domäne klein ist oder wenn der Hauptfilmbildner hochmolekular ist; für wirklich gute Ergebnisse mit solchen Systemen und zur Texturierung ist wahrscheinlich ein Unterschied in der Oberflächenspannung essentiell.
Mit einer kleinen Domänengröße tritt der erzielte Inkompatibilitätseffekt im allgemeinen mehr hervor, jedoch verstärkt sich der Glanz bei einer zu kleinen Domänengröße bezüglich der Wellenlänge des Lichtes.
Die filmbildenden Komponenten von ähnlicher Chemie, jedoch unterschiedlichen Gelierzeiten liefern während der Filmbildung die Inkompatibilität, jedoch ist zur Bereitstellung verschiedener Oberflächenspannungen ein nichtfilmbildendes Polymer oder ein filmbildendes Polyiner mit einer von dem hauptfilmbildenden Polymer unterschiedlichen Chemie, das damit vor dem Härten inkompaflbel ist, erforderlich. Ein Beispiel für letzteres besteht in der Verwendung von zwei unterschiedlichen warmhärtenden Polymerkomponenten, wie Polyester und Acryl. Wenn die filmbildenden Komponenten unterschiedliche Oberflächenspannungen aufweisen, tritt eine Entmischung ein und verstärkt die Mattierung, so daß es bei demselben Zugabeniveau der zweiten Komponente zu einer größeren Glanzreduktion kommt, oder das Zugabeniveau ist für denselben Effekt geringer.
Der Unterschied in der Oberflächenspannung verhilft zum Transport einer Komponente zu der Oberfläche. Diese Komponente neigt zur Schichtenbildung, falls die diskreten Teilchen zu koaleszieren beginnen, und schließlich wird ein kontinuierlicher Film erzeugt ob die Komponente koalesziert oder nicht, hängt von ihrer Viskosität und Oberflächenspannung ab: eine geringe Viskosität und/oder geringe Oberflächenspannung verstärkt die Koaleszenzneigung.
Beispielsweise kann eine inkompatible filmbildende Komponente von relativ kleiner Teilchengröße verwendet werden, um einen glanzreduzierten Oberflächenlack zu erhalten. Die Natur des Oberflächenlackes variiert je nach Größe der ersten filmbildenden Komponente und den Anteilen der Komponenten. Mit einer Polyesterkomponente von herkömmlicher Größe und 10 Vol.-% einer größenreduzierten Acrylkomponente haben wir beispielsweise einen texturierten in atten Oberflächenlack erhalten; mit denselben Größen, jedoch mit der Hälfte der Menge an Acryl wurde ein "Craquelé"-Effekt erhalten, und mit 10 Vol.-% größenreduzierter Acrylkomponente und einer Polyesterkomponente ebenfalls von kleiner Teilchengröße wurde ein nicht texturierter matter Oberflächenlack erhalten.
Somit umfaßt beispielsweise gemäß einer Ausführungsform der Erfindung das Agglomerat eine filmbildende Komponente von irgendeiner Teilchengröße, wobei jedoch vorzugsweise wenigstens 90 Vol.-% der Teilchen < 20 um sind und wobei eine bevorzugte mittlere Teilchengröße im Bereich von 1,5 bis 12 um, insbesondere von 3 bis 5 um oder 8 bis 12 um liegt und eine inkompatible filmbildende Komponente wenigstens 90 Vol.-% von Teilchen < 20 um, insbesondere wenigstens 90 Vol.-% von < 10 um aufweist und mit einer bevorzugten mittleren Teilchengröße im Bereich von 1,5 bis 12 um, beispielsweise von 3 bis 5 um oder 8 bis 12 um.
Zunahmen in der Quantität der Acrylkomponente, d.h. > 10 % führen zur Entmischung/Schichtenbildung der Acrylkomponente an der Luftgrenzfläche, was durch einen zunehmenden Glanz bewiesen wird. Die Kinetik dieses Verfahrens kann unter Verwendung eines Acrylteilchen von größerer Größe verbessert werden. Der Grad der auftretenden Schichtenbildung hängt ab von der Teilchengröße von sowohl den Polyester- als auch Acryl-Teilchen.
Für eine vergrößerte Grenzflächentrennung für mehrschichtige Oberflächenlacke nehmen wir an, daß die Teilchengröße in jeder der beiden (inkompatiblen) Komponenten größer sein muß und sich wahrscheinlich der maximalen Größe, vergleichbar mit dem Bilden eines geeigneten Agglomerates, nähern muß.
Zweckmäßigerweise sind für solche mehrschichtigen Systeme in jeder Komponente wenigstens 90 Vol.-% der Teilchen < 50 um, und mehr als 10 Vol.-% der Teilchen sind ≥ 20 um, und die mittlere Teilchengröße liegt im Bereich von 15 bis 35 um, mehr bevorzugt von 20 bis 30 um, beispielsweise im wesentlichen 25 um. Vorzugsweise sind weniger als 10 Vol.-% < 10 um.
Das Additiv PTFE, ein nichtfilmbildendes Polymer, wurde als Texturierungsmittel und Glanzreduktionsadditiv (und als Reibungsreduktionsadditiv) erwähnt. Ob ein Texturierungs- oder Mattierungsergebnis erhalten wird, wird durch die Teilchengröße beeinflußt.
Wenn beispielsweise PTFE-Teilchen von mittlerer oder relativ großer Größe mit kleinen oder relativ kleinen filmbildenden Teilchen oder Teilchen mittlerer Größe mit Teilchen mittlerer Größe agglomeriert werden, wird ein texturierter Oberflächenlack erhalten. Somit weist beispielsweise gemäß einer Ausführungsform das PTFE wenigstens 90 Vol.-% seiner Teilchen < 50 um auf, mehr als 10 Vol.-% ≥ 20 um auf und besitzt eine mittlere Teilchengröße im Bereich von 15 bis 35 um, und die filmbildende Komponente besitzt wenigstens 90 Vol.-% von Teilchen < 20 um und vorzugsweise eine miulere Teilchengröße im Bereich von 1,5 bis 12 um, insbesondere von 3 bis 5 um oder von 8 bis 12 um.
Mit kleineren PTFE-Teilchengrößen wird jedoch die Größe der Textur verringert, und wenn die Deformationen klein genug werden, werden glanzreduzierte Oberflächenlacke erhalten.
Ähnliche Texturierungs- oder Glanzreduktionseffekte bei unterschiedlichen Teilchengrößen werden mit CAB, Acronal (Warenzeichen) und vernetzten Polymeren erhalten.

Verschiedene Agglomerattypen

Zur Unterstützung des Verständnisses der Diversifikationen und des Potentials der erfindungsgemäßen verschmolzenen Agglomerate können die Konzept-Agglomerate, bestehend aus mehreren unterschiedlichen Kombinationen von Komponentengrößen, erwähnt werden.
(I) Das Agglomerat umfaßt eine filmbildende Komponente von größerer Größe und eine oder mehrere Komponenten von kleinerer Größe, im allgemeinen eine filmbildende oder nichtfilmbildende Komponente von kleiner oder relativ kleiner Größe oder zwei oder mehrere Komponenten von einer solchen Größe. Ein Beispiel für ein solches System ist das vorstehend beschriebene Farbkorrektur- system.
(II) Das Agglomerat umfaßt zwei Komponenten mittlerer Größe, von denen wenigstens eine filmbildend ist, wie beispielsweise in dem gesprenkelten Oberflächenlack oder in dein vorstehend beschriebenen Mehrschichtensystem. Zusätzlich können kleine oder Komponenten von relativ kleiner Größe vorhanden sein.
(III) Das Agglomerat umfaßt zwei oder mehrere kleine oder Komponenten von relativ kleiner Größe, wovon wenigstens eine filmbildend ist, wie das vorstehend beschriebene Farbmisch- oder Mattierungssystem.
(IIIA) Das Agglomerat umfaßt eine große Komponente oder eine Komponente von mittlerer Größe und eine oder mehrere Komponenten von kleinerer Größe, wobei wenigstens eine der Komponenten von kleinerer Größe filmbildend ist, wie beispielsweise in dem vorstehend beschriebenen texturierten Oberflächenlack.
Insbesondere besitzen diese Agglomerattypen Teilchengrößen wie folgt:
(I) Komponente (i): mehr als 10 Vol.-% ≥ 50 um, bevorzugte mittlere Teilchengröße 25-50 um
jede Komponente (ii): wenigstens 90 Vol.-% < 20 um, bevorzugte mittlere Teilchengröße 1,5 bis 12 um
(II) jede Komponente: wenigstens 90 Vol.-% < 50 um, mehr als 10 Vol.-% ≥ 20 um, mittlere Teilchengröße 15-35 um
(III) Jede Komponente: wenigstens 90 Vol.-% < 20 um, bevorzugte mittlere Teilchengröße 1,5-12 um.
(IIIA) Komponente (i): mittlere Größe z.B. wenigstens 90 Vol.-% < 50 um, mehr als 10 Vol.-% ≥ 20 um, mittlere Teilchengröße 15-35 um oder von großer Größe
jede Komponente (ii): wenigstens 90 Vol.-% < 20 um, bevorzugte mittlere Teilchengröße 1,5-12 um.
Vorzugsweise besitzen die Komponenten in den Typ-III-Agglomeraten und die Komponenten (ii) von kleiner Größe in den Agglomeraten der Typen I und IIIA Teilchengrößen von wenigstens 90 Vol.-% < 15 um, insbesondere < 10 um, oft < 2 um. Im allgemeinen sind alle Teilchen < 25 um, und in einer filmbildenden Komponente kann ein Maximum, beispielsweise 3 Vol.-% < 1 um sein. Bevorzugte mittlere Teilchengrößen liegen im allgemeinen im Bereich von 1,5 bis 12 um, beispielsweise von 1,5 bis 8 um, vorzugsweise von 2 bis 8 um, beispielsweise von 2 bis 6 um, insbesondere von 3 bis 5 um oder von 8 bis 12 um.
Vorzugsweise besitzen die Komponenten in den Typ-II-Agglomeraten und die Komponenten (i) von mäßiger Größe in den Typ-IIIA-Agglomeraten Teilchengrößen von wenigstens 90 Vol.-%, im wesentlichen 25 um und vorzugsweise auch weniger als 10 Vol.-% < 10 um. Bevorzugte mittlere Teilchengrößen liegen im Bereich von 20 bis 30 um, insbesondere im wesentlichen 25 um. Komponenten von großer Größe in den Typ-IIIA-Agglomeraten können in Abhängigkeit von dein gewünschten Effekt von einer beträchtlichen Größe sein. Beispiele sind metallische Pigmente und Sand, wo das Additiv nicht ohne einen Funktionsverlust größenreduziert werden kann.
Vorzugsweise sind Komponenten von großer Größe (i) in den Typ-I-Agglomeraten Pulverbeschichtungsteilchen von herkömmlicher Größe. Im allgemeinen besitzen die Komponenten wenigstens 90 Vol.-% im Bereich von 20 bis 100 um und nicht mehr als 70 Vol.-% < 50 um, mit einer mittleren Teilchengröße im allgemeinen von wenigstens 35 um, beispielsweise im Bereich von 35 bis 60 um, häufiger von 35 bis 55 um, beispielsweise 35 bis 50 um. Alternativ können größenreduzierte Komponenten verwendet werden und Teilchengrößen, beispielsweise wenigstens 90 Vol.-% < 70 um, beispielsweise wenigstens 90 % < 70 um, beispielweise wenigstens 90 % < 60 um oder wenigstens 90 % < 50 um sollten erwähnt werden. Bevorzugte mittlere Teilchengrößen liegen im Bereich von 25 bis 55 um, insbesondere von 25 bis 50 um. Somit kann beispielsweise die Komponente allein fluidisierbar sein.
Filmbildende Komponenten in den Typ-II-Agglomeraten oder in den Typ-III-Agglomeraten besitzen vorzugsweise dieselben oder ähnliche Teilchengrößeverteilungen.
Füller und weitere inerte Teilchen, die zur Erzeugung einer Glanzreduktion oder Texturierung verwendet werden, Texturierungsmittel (z.B. PTFE, CAB, Acroanol 4F (Warenzeichen)), Fasern und insbesondere metallische Pigmente und Glimmer und Schleifmittel (insbesondere Sand und Metallcarbide) sind im allgemeinen relativ große Teilchen und können darum in die Agglomerate von Typ II oder Typ IIIA (worin die Teilchen von größerer Größe sind) eingearbeitet werden.
Die für verschiedene Qualitätgrade von Glimmerpigmenten angegebenen Teilchengrößen betragen 5-20 um, < 15 um, 10-50 um, 10-60 um, 5-100 um, 30-100 um, 40-200 um, 5-50 um, 10-100 um. Aus den zugänglichen Daten würde es scheinen, daß die verschiedenen Qualitätsgrade von Aluminiumpigementen ähnliche Teilchengrößen wie die Glimmerpigmente besitzen.
Die Größe dieser Additive, die eine Textur oder einen gehämmnerten Oberflächenlack ergeben, wird durch ihre ästhetische Funktion beeinflußt und kann beispielsweise 20-30 um für CAB, das mit einem metallischen Pigment verwendet wird, um einen Hammerschlag-Oberflächenlack zu erzielen, betragen; die Reduktion auf eine viel kleinere Teilchengröße könnte ihre Fähigkeit, das gewünschte Aussehen zu erzeugen, nachteilig beeinflussen oder sogar zerstören. Weitere Texturierungsmittel sind im allgemeinen herkömmlicherweise von feiner Teilchengröße. CAB, Acronal oder PTFE beispielsweise können als die kleinere Komponente in einem Typ-I-Agglomerat, beispielsweise in einer Menge von < 2 Vol.-%, im allgemeinen von etwa 1 Vol.-%, verwendet werden. Bei größerer Teilchengröße können CAB und Acronal verwendet werden, um neue Texturierungseffekte zu erzielen.
Es sollte angemerkt werden, daß für eine nicht gleitende Oberfläche ein glatter Film nicht erforderlich ist und, obschon das Beschichten mit dein Bindemittel erforderlich ist, das Emporragen von einem Teil des Sandes oder einem anderen Additiv über die Oberfläche nicht nur erlaubt, sondern erwünscht ist (Aufhebung einer Einschränkung bezüglich der Komponentengröße). Teilchen von einer beträchtlichen Größe (z.B.: etwa 150 um) könnten agglomerieren, mit der Maßgabe, daß sie einen kleinen Anteil des Gemisches darstellen. In solchen Fällen ist der Sand die Komponente von größerer Größe in einem Typ-IIIA-Agglomerat. Sand von eher kleinerer Teilchengröße kann natürlich zur Glanzreduktion oder Texturierung verwendet werden.
Pigmente, heterogene Katalysatoren, Kautschuk-Schlagfestmacher, Katalysatoren, biologisches Material, Intumeszenzpigmente und thermochrome Pigmente und triboelektrisch aufladende und Corona-aufladende Additive sind im allgemeinen in nur kleinen Mengen relativ zu der filmbildenden Komponente erforderlich (beispielsweise können die triboelektrisch aufladenden Additive bei 2 % oder weniger, im allgemeinen 1 % oder weniger zugesetzt werden, Katalysatoren ebenfalls zu 2 % oder weniger), und/oder sie sind bei kleiner Teilchengröße wirksam (beispielsweise sind Kautschuk-Schlagfestmacher etwa bei einer Größe von 1 um wirksam). Diese sind darum im allgemeinen in dem Agglomerat als relativ kleine Teilchen vorhanden und können darum in die Agglomerate der Typen I, III und IIIA (worin sie eine Komponenten von kleinerer Größe sind) eingearbeitet werden.
Für Kautschuk-Schlagfestmacher sollte die Einarbeitung in ein Typ-III-Agglomerat besonders erwähnt werden.
Texturierungsmittel, wie PTFE, CAB und Acronal, können, falls sie als sehr kleine Teilchen beispielsweise in Typ-I- und III-Agglomeraten verwendet werden, einen glanzreduzierenden Effekt besitzen.
Mikrokapseln, reibungsreduzierende Additive, nichtfilmbildenden mattierende Polymere und weitere glanzreduzierende Mittel, Füllstoffe und/oder Streckmittel, die als Teilersatz für Harz, nicht klebrige Siliconsubstanzen und Anithaftmittel verwendet werden, und wasserlösliche Produkte zur Einführung von Porosität können in verschiedenen Teilchengrößen verwendet werden und können darum in Agglomerate der Typen I, II, III und IIIA eingearbeitet werden. In den Typ-II- und IIIA-Agglomeraten erzeugen auch Füllstoffe und/oder Streckmittel eine Glanzreduktion, wie vorstehend beschrieben.
Als Alternative zu seiner Verwendung in Mikrokapseln kann Zink, das, wenn es nicht eingekapselt ist, aufgrund seiner Gleitfähigkeit zu Problemen führen würde, als große Komponente in dem Typ-IIIA-Agglomerat vorhanden sein. Es wird somit von der kleineren fllmbildenden Komponente wirksam eingekapselt.
Reibungsreduzierende Additive können in der Größe beispielsweise von 1 bis 30 um oder mehr, insbesondere von 2 bis 30 um reichen. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden mit Teilchen von 25 um im Durchmesser erhalten.
Die Einarbeitung von nicht klebenden Siliconsubstanzen und Antihaftmitteln in ein Typ- II-Agglomerat und von Mikrokapseln in Typ-I- und Typ-II-Agglomerate sollte besonders erwähnt werden.
Die Größe von Natriumchlorid oder der wasserlöslichen Komponente zur Herstellung der porösen Beschichtungen sollte sorgfältig gewählt werden und hängt von der Größe der erforderlichen Poren und von den Eigenschaften der erforderlichen Beschichtung ab, beispielsweise von der Wasserdampf-Durchlaßgeschwindigkeit, Sauerstoff-Durchlaßgeschwindigkeit, etc. Typ-II- und III-Agglomerate sollten besonders erwähnt werden.
Auf die Verwendung von Epoxy- und PVDF-Systeme wurde bereits Bezug genommen. PVDF kann das innere Teilchen in den Typ-IIIA- oder Typ-I-Agglomeraten sein, mit einer sehr geringen Menge an Epoxy. Bei der Filmbildung wandert ein Teil des Epoxids zu der Oberfläche, wo es sich schnell zersetzt und einen schnellen, jedoch geringfügigen Glanzverlust verursacht. Das restliche Epoxid dient zur Beschleunigung der Haftung von PVDF an dem Substrat und unterstützt auch die Ladung und die Ladungsretention des Pulvers und seine Aufbringung auf das Substrat. Die Menge eines Verhaltens- und Ästhetikadditivs in dem Agglomerat hängt ab von der gewünschten Wirkung und auch von der Textur des Agglomerats, einschließlich der bestimmten Größen der Komponente.
Mit einem Typ-I-Agglomerat kann beispielsweise im Durchschnitt mehr als eine Schicht kleiner Teilchen pro großes Teilchen vorhanden sein, und vorzugsweise sollte das große Teilchen vollständig überzogen sein. Mit einer zu großen Menge an Additiv nimmt die Qualität des Mischens ab.
Somit kann beispielsweise in einem Typ-I-Aggloinerat jedes Additiv im Verhältnis zu der Komponente von größerer Größe in einer Menge von bis zu 2 Vol.-% des gesamten Agglomerates vorhanden sein. Die Gesamtmenge eines solchen Additivs (solcher Additive) kann beispielsweise bis zu 30 Vol.-% betragen.
In einem Typ-II-Agglomerat können beispielsweise wenigstens 20 Vol.-%, vorzugsweise wenigstens 30 Vol.-% einer jeden Komponente und im allgemeinen 30 bis 50 % Additiv für ein Zweikomponentensystem vorhanden sein.
In einem Typ-III- oder IIIA-Agglomerat können beispielsweise bis zu 30 Vol.-% nichtfilmbildende Komponente oder Komponenten insgesamt vorhanden sein.
Gesprenkelte Agglomerate sind mit einem Typ-III-Agglomerat sowie mit einem Typ-II- Agglomerat möglich, und für diese und für die Farbkorrektur mit Typ-I-Agglomeraten und Typ-III-Agglomeraten, die zum Farbmischen verwendet werden, hängen die Anteile der filmbildenden Komponenten von dem gewünschten Aussehen ab.
Füllstoffe sollten im allgemeinen aus nicht mehr als 30 Vol.-% des Agglomerats, vorzugsweise aus nicht mehr als 20 % bestehen, und vorzugsweise bilden Füllstoff und Pigment zusammen nicht mehr als 30 Vol.-%. Im allgemeinen stellt der Füllstoff selbst nicht mehr als 5 Vol.-% dar.
Gleichermaßen kann eine gefärbte oder ungefärbte inkompatible filmbildende Komponente, die als Mattierungsgrundlage in irgendeinem Agglomerattyp verwendet wird, bis zu 30 %, vorzugsweise bis zu 20 %, insbesondere bis zu 15 Vol.-% des gesamten Agglomerates und insbesondere wenigstens 5 Vol.-% betragen. Mit < 5 Vol.-% der inkompatiblen filmbildenden Komponente kann ein texturierter Oberflächenlack hergestellt werden. Nichtfilmbildende Polymere stellen zweckmäßigerweise bis zu 20 %, vorzugsweise bis zu 10 %, beispielsweise bis zu 5 % des gesamten Agglomerates dar. Herkömmliche Glanzreduktionsadditve können bis zu 10 %, beispielsweise bis zu 5 Vol.-% des Agglomerates betragen.
Mit einer zunehmenden Menge der Acrylkomponente nimmt der Glanz eines Polyester-, Epoxy-, Polyester-Epoxy- oder Polyurethanfilms zu, da die Acrylkomponente zur Koaleszenz neigt. Das Ausmaß der Glanzzunahme/Koaleszenz ist eine Funktion der Konzentration der Komponente, und die Geschwindigkeit, mit der sie die Oberfläche erreichen kann, ist selbst eine Funktion ihrer ursprünglichen Größe und ihrer Oberflächenspannung gegenüber dein viskosen Zug aus der umgebenden filmbildenden Hauptkomponente.
In einem Mehrschichtensystem können die Verhältnisse der entmischten Komponenten, beispielsweise 90:10 bis 50:50, zweckmäßigerweise wenigstens 85:15, vorzugsweise 80:20, bis 50:50, insbesondere wenigstens 75:25, beispielsweise wenigstens 70:30, beispielsweise im wesentlichen 70: 30, betragen.
Die Erfindung stellt insbesondere eine Zusammensetzung bereit, die zum Aufbringen als Pulverbeschichtung geeignet ist und die in Form eines verschmolzenen Agglomerates von verschiedenen teilchenförmigen Komponenten vorliegt, umfassend eine erste filmbildende Komponente und eine zweite filmbildende Komponente oder nichtfilmbildende Komponente, wobei Identität, Menge und Teilchengröße dieser Komponenten so sind, daß, wenn die Pulverbeschichtung auf ein Substrat aufgetragen und unter Bildung einer kontinuierlichen Beschichtung erhitzt wird, die Komponenten inkompatibel sind und ein Mattierungseffekt erhalten wird.
Die Erfindung stellt weiterhin eine Zusammensetzung bereit, die zum Aufbringen als Pulverbeschichtung geeignet ist und die in Form eines verschmolzenen Agglomerates von unterschiedlichen teilchenförmigen Komponenten vorliegt, die eine erste filmbildende Komponente und eine zweite filmbildende Komponente, die mit der hauptfilmbildenden Komponente inkompatibel ist, umfaßt, wobei Identität, Menge und Teilchengröße dieser Komponenten so sind, daß, wenn die Pulverbeschichtung auf ein Substrat aufgebracht und unter Bildung einer kontinuierlichen Beschichtung erhitzt wird, sich die beiden Komponenten entmischen und ein mehrschichtiges System bilden.

Zusammensetzung der filmbildenden Systeme

Ein filmbildendes Harz kann ein warmhärtendes Harz oder ein thermoplastisches Harz sein. Wird ein warmhärtendes Harz verwendet, so umfaßt das festes polymere Bindemittelsystem im allgemeinen ein festes Härtungsmittel für das warmhärtende Harz. Alternativ könne zwei koreacktive filmbildende warmhärtende Harze verwendet werden.
Außer wenn anderweitig für einen Spezialeffekt oder für ein Spezialergebnis erforderlich, sollten die zwei oder die mehreren filmbildenden Komponenten (gleich, ob gefärbt oder ungefärbt) einen ähnlichen Schmelzpunkt, Schmelzviskosität, Oberflächenspannung und weitere rheologische Eigenschaften besitzen, so daß sie im selben Ausmaß fließen und sich egalisieren, wenn die Pulverbeschichtung auf ein Substrat aufgebracht wird, und außer, wo anderweitig zur Oberflächenentmischung erforderlich, basieren die zwei oder die mehreren filmbildenden Komponenten auf demselben Bindemittelsystem, im allgemeinen von ähnlicher Zusammensetzung, außer für die Pigmentierungs- oder Gelierzeit.
Beispiele für Pigmente, die in den filmbildenden Grundkomponenten oder als separate Komponenten verwendet werden können, sind anorganische Pigmente, wie beispielsweise Titandioxidweiß, rote und gelbe Eisenoxide, Molybdatrot, Chromgelb und Ruß und organische Pigmente, wie beispielsweise Phthalocyanin-, Azo-, Anthrachinon- Thioindigo-, Isodibenzanthron-, Triphendioxan- und Quinacridonpigmente, Küpenfarbstoffpigmente und Lacke von sauren, basischen und Beizenfarbstoffen. Die Farbstoffe können anstelle oder ebenso wie Pigmente verwendet werden. Jede gefärbte filmbildende Komponente der Beschichtungszusammensetzung kann ein einziges Färbemittel (Piginent oder Farbstoff) enthalten oder kann mehr als ein Färbemittel enthalten.
Ein Pigmentgehalt von < 40 Gew.-% des Gesamtpigment- und Füllstoffgehaltes (wobei der Füllstoff zur Unterstützung der Deckfähigkeit zugegeben wird, während die Kosten niedrig gehalten werden) kann verwendet werden. Im allgemeinen wird ein Pigmentgehalt von 25-30 % verwendet, obwohl mit dunklen Farben eine Deckfähigkeit mit < 10 Gew.-% Pigment erhalten werden kann.
Die Pulverförmige Beschichtungszusammensetzung kann beispielsweise auf einem festen polymeren Bindemittelsystem basieren, umfassend ein Carboxy-funktionelles filmbildendes Polyesterharz, das mit einem Epoxy-funktionellen Hartungsmittel verwendet wird, wie beispielsweise einem Epoxidharz, beispielsweise einem kondensierten Glycidylether aus Bisphenyol A, oder einer niedermolekularen trifunktionellen Epoxid- Verbindung, beispielsweise Triglycidylisocyanurat, oder einem β-Hydroxyalkylamid, oder einen Hydroxy-funktionellen Polyester, der mit einem Isocyanat-funktionellen Härtungsmittel verwendet wird, oder ein Epoxidharz, das mit einem Amin-funktionellen Härtungsmittel, wie beispielsweise Dicyandiimid, verwendet wird, oder ein funktionelles Acrylharz, beispielsweise ein Carboxy-, Hydroxy- oder Epoxy-funktionelles Harz, das mit einem geeigneten Härtungsmittel verwendet wird. Das Bindemittel kann ein thermoplastisches Harz sein, wie beispielsweise ein Fluorharz, beispielsweise Polyvinylidenfluorid oder ein Ethylen/Tetrafluorethylen-Copolymer oder Polyphenylensulfid.
Es können Gemische aus coextrudierten filmbildenden Bindemitteln verwendet werden. Beispielsweise kann ein Carboxy-funktioneller Polyester mit einem Carboxy-funktionellen Acrylharz und einem Härtungsmittel, wie beispielsweise β-Hydroxyalkylamid, verwendet werden, das zur Härtung beider Polymere dient.
Ein oder mehrere Additive, wie beispielsweise ein Fließförderungsmittel, Weichmacher, Stabilisator, beispielsweise ein Stabilisator gegen UV-Zersetzung oder ein Füllstoff, oder zwei oder mehrere von solchen Additiven können in der Beschichtungszusammensetzung vorhanden sein, wobei sie mit einer filmbildenden Komponente (Komponenten) vor oder in dein Extruder vermischt werden oder als getrennte Komponenten in dem Agglomerat vorhanden sind. Einige Additive jedoch sind zur Coextrusion ungeeignet und müssen als separate Komponenten vorliegen.

Herstellung der Agglomerate

Die filmbildende(n) Komponente(n) und die nichtfilmbildende(n) Komponente(n) können, wo angebracht, durch allgemein in der Herstellung von Pulverbeschichtungen bekannte Verfahren hergestellt werden, wo angebracht mit einer End-Zerkleinerungsstufe, die eine geringe Teilchengröße erzeugt.
Im allgemeinen können die filmbildenden und nichtfilmbildenden Teilchen von irgendeiner Form sein. Beispielsweise müssen sie nicht kugelig sein. Fasern, Mikrokapseln, Gleit- und Antirutschadditive und metallische Zusatzstoffe sind jedoch im allgemeinen von spezieller Form.
Die Zerkleinerung kann beispielsweise durch Mahlen in einer Strahlmühle durchgeführt werden. Strahlmühlen funktionieren durch Zusaminenstoß der Teilchen in einem Hochgeschwindigkeitsgasstrom, im allgemeinen Luft. Teilchen von einem Durchmesser von weniger als 5 um werden leicht aus einem Substrat einer mittleren Teilchengröße von 50 um erhalten. Strahlmühlen besitzen den Vorteil, daß die Zusammensetzung durch den Gasstrom kontinuierlich gekühlt wird. Bei einem alternativen Verfahren können die einzelnen Komponenten vorzugsweise bei einer Teilchengröße unterhalb von 500 um in einem Nichtlösungsmittel für die Bestandteile der Komponente, beispielsweise Wasser, dispergiert und durch für das Naßaufbringen bekannte Techniken, beispielsweise in einer Hochgeschwindigkeitskeitsperl- oder Kugelmühle dispergiert werden. Herkömmliche Zerkleinerungsgeräte, die im allgemeinen Schneidblätter aus Metall verwenden, sind zur Nerstellung von Sub-10-um-Teilchen weniger wirksam, da es schwierig ist, ein Verschmelzen des wärmeeinpfindlichen Pulvers zu verhindern.
Das Mischen der verschiedenen Komponenten kann durch verschiedene Techniken durchgeführt werden.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Vermischen von filmbildenden und anderen Teilchen besteht im Trockenmischen der Pulver in einem Mischer mit hoher Scherkraft. Pulver einer Teilchengröße unter 15 um, beispielsweise von 0,5 bis 10 um, verhalten sich als fest zusammenhängende, nicht belüftbare Pulver. Vorrichtungen, die einen Zerhacker mit hoher Scherkraft enthalten, erzeugen beispielsweise zufriedenstellende Geinische aus im wesentlichen sämtlichen Komponenten dieser Teilchengröße. Hochgeschwindigkeitskräfte können erforderlich sein, um unerwünschte Agglomerate von Teilchen aufzubrechen, die sich während der Lagerung und Handhabung der Komponenten bilden.
Ein einfaches Beispiel eines geeigneten Mischers mit hoher Scherkraft ist die Modifikation des Typs von Küchenmixer, der als Verflüssiger bekannt ist. In der Mischkammer etwa oberhalb des Niveaus der rotierenden Klingen ist ein Einlaß angebracht. Der Einlaß ist für einen Hochgeschwindigkeitsgasstrom, vorzugsweise für Luft, vorgesehen, um zu gewährleisten, daß das Pulver hinter den Blättern im Umlauf gehalten wird. Ein weiteres Beispiel für einen geeigneten Mischer mit hoher Scherklaft ist in der GB-Patentschrift 2 132 128 beschrieben, in dem ein Desintegrator oder Zerhacker, der um die horizontale Achse rotiert, oberhalb einer Scheibe angebracht ist, die um eine vertikale Achse rotiert, die als Hauptrührer für den Mischer dient. Mischer dieses Typs werden von der Firma Freund Industriell Co. Ltd. vertrieben.
In weiteren Beispielen für geeignete Hochgeschwindigkeitsmischer werden Paddelmesser in einem Zylinder montiert, so daß sie sich um die Achse des Zylinders drehen und die Innenfläche des Zylinders abschaben, so daß das gesamte Pulver, das gemischt wird, kontinuierlich um und entlang des Zylinders bewegt wird. Die Messer können in Form von Pflugscharen vorliegen, um das Mischen des Pulvers entlang der Länge des Zylinders zu verbessern. Hackmesser werden etwa auf der Hälfte entlang des Zylinders montiert, so daß sie im rechten Winkel zu der Zylinderachse rotieren. Solche Mischer sind der Herfeld-Mischer und derjenige, der von der Firma Lodige-Morton Machines Ltd. als "Lodige Ploughshare"-Mischer und von der Firma Winkworth Engineering Ltd. unter dein Warennamen "RT Mischer" verkauft werden.
Alternativ können, wo angebracht, das Zerkleinern der filmbildenden Komponente(n) und weiterer Komponente(n) und das Mischen gleichzeitig durchgeführt werden, indem ein Gemisch der Komponenten in ein Zerkleinerungsgerät eingespeist wird, wie beispielsweise eine Strahlmühle, oder indem ein solches Gemisch in wäßriger Dispersion in eine Perl- oder Kugelmühle eingespeist wird. Hinsichtlich der Reinigung des bei diesem Verfahren verwendeten Zerkleinerungsgerätes können Probleme auftreten, insbesondere, wenn das Naßmahlen angewendet wird.
Bei einem alternativen Mischverfahren werden, wo angebracht, die filmbildenden und weiteren Komponenten durch eine elektrostatische Mischtechnik vermischt. Bei diesem Verfahren wird eine Pulverkomponente, beispielsweise die Farb-Komponenten, elektrisch geladen, und eine zweite Komponente, beispielsweise eine ungefärbte oder eine zweite Farb-Komponente, ist nicht geladen oder ist auf ein unterschiedliches Potential aufgeladen, und die Pulver werden vermischt. Beispielsweise kann ein Pulver elektrisch positiv und das andere Pulver elektrisch negativ geladen sein. Da die geladenen Teilchen sich mit den entgegengesetzt geladenen Teilchen oder den ungeladenen Teilchen kombinieren, kann vorzugsweise das elektrostatische Mischen ein agglomeriertes Produkt erzeugen, das sich einem perfekten Gemisch statt einem statistischen Gemisch annähert, so daß, wo die Farbe ein Faktor bedeutet, es ermöglicht wird, daß höhere Teilchengrößen angewendet werden, als mit anderen Mischformen. Beispielsweise können Teilchengrößen von bis zu 20 um für die filmbildenden Pulver angewendet werden, sogar mit hellen und/oder ungleichen Schattierungen, obschon Teilchengrößen im Bereich von 1,5 bis 10 um bevorzugt werden. Die geladenen Teilchen können frei kombiniert werden oder können in einer Elektroimpuls-gesteuerten Zuleitung gemischt werden. Ein geeignetes Gerät zum elektrostatischen Mischen von Pulvern ist von C.L. Tucker und N.P. Suh in "Polymer Engineering and Science", Oktober 1976, Bd. 16, auf den Seiten 657 bis 663 beschrieben.
Müssen drei oder mehrere Pulver vermischt werden, so werden beispielsweise zwei farbige Pulver und ein nichtfarbiges Pulver oder drei farbige Pulver nacheinander vermischt, wenn das elektrostatische Mischen angewendet wird. Alternativ können die drei oder mehrere Pulver auf unterschiedliche Potentiale aufgeladen und in einem Mischvorgang zusammengebracht werden. Sollen beispielsweise drei Pulver gemischt werden, so kann eines positiv, eines negativ und das dritte ungeladen sein.
Die Agglomeration zur Erzeugung eines Produkts mit verschmolzenen Verbundteilchen, die groß genug sind, daß das Material luftfluidisierbar ist und auf das Substrat durch herkömmliches elektrostatisches Spritzen aufgebracht werden kann, im allgemeinen 15 sbis 100 um und vorzugsweise 25 bis 50 um, kann auf eine Reihe von Wegen erreicht werden.
Ein Agglomerationsverfahren stellt die Granulation dar, bei der ein zugegebenes Material zur Förderung der Haftung zwischen den Teilchen verwendet wird.
Ein Granulationsmittel kann als Lösung zugegeben werden, jedoch ist es wichtig, daß das Lösungsmittel die Beschichtungszusammensetzung nicht beeinflußt. Ein bevorzugtes Lösungsmittel für das Granulationsmittel ist Wasser. Die nichtflüchtigen Bestandteile in dem Granulationsmittel sind vorzugsweise mit dem Harz in der Beschichtungszusammen- setzung kompatibel. Somit kann für eine Pulverbeschichtung auf Acrylbasis ein wassergetragenes acrylisches Granulationsmittel verwendet werden, wie beispielsweise Glascol HA2, das von der Firma Allied Colloids Ltd. erhältlich ist. Dieses Granulationsmittel ist auch zur Verwendung mit warinhärtenden Polyesterpulverbeschichtungen geeignet. Das Granulationsmittel für eine Pulverbeschichtung auf Epoxybasis kann beispielsweise ein Epoxyharz auf Wasserbasis sein. Ein wasserlöslicher Celluloseether, wie beispielsweise derjenige, der unter dem Warenzeichen "Celacol M20P" verkauft wird, ist ein alternatives Granulationsmittel für Polyester-, Acryl- oder Epoxyharze. Das Granulationsmittel kann in Form eines Latex, beispielsweise eines Vinyl- oder Acrylpolymerlatex vorliegen. Typischerweise beträgt die erforderliche Menge an Granulationsmittel weniger als 15 Gew.-%, beispielsweise 1 bis 10 %, bezogen auf die nichtflüchtigen Feststoffe, um Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 5 um zu agglomerieren, so daß sich ein Produkt mit einer mittleren Teilchengröße von 40 um ergibt.
Alternativ kann ein chemisch harmloses Lösungsmittel für das Bindemittel als Granulationsmittel verwendet werden. Das Lösungsmittel braucht kein gutes Lösungsmittel für die filmbildenden Komponenten zu sein und ist vorzugsweise recht flüchtig, um eine Extraktion nach der Agglomerierung zu beschleunigen. Ein Beispiel ist Methanol (und viele weitere einfache Alkohole), CFCS, flüssiges CO&sub2; und Chlorkohlenstoffe, insbesondere Methylenchlorid. Die Vakuuinextraktion kann angewendet werden, um die Entfernung des Lösungsmittels nach der Agglomeration zu beschleunigen.
Das Granulationsmittel wird vorzugsweise als Spray in ein mobiles Gemisch eingeleitet. Es kann beispielsweise so in die Apparatur der U.K.-Patentschrift 2 132 128 oder in einen "Lodige Ploughshare"- oder "Winkworth RT"-Mischer in einer Position auf halbem Weg entlang des Mischzylinders eingeleitet werden. Wenn dasselbe Gerät zum Mischen und Agglomerieren auf diesem Weg verwendet wird, sollte das Trockenmischen, falls erforderlich, vor der Zugabe des Granulationsmittels durchgeführt werden. Der Zerhacker mit hoher Scherkraft wird im allgemeinen während des Granulierens nicht verwendet oder wird bei viel niedrigerer Geschwindigkeit verwendet. Wir haben gefunden, daß fein zerstäubtes Granulationsmittel eine bessere Kontrolle über die Produkt-Teilchengrößeverteilung und eine wirksamere Verwendung des Granulationsmittels erlaubt.
Ein alternatives Gerät, das sowohl zum Mischen als auch Granulieren verwendet werden kann, ist das "Spektrum", vertrieben von der Firma T.K. Fielder und Co. Ltd. Dieses ist von dem Typ, der einen Zerhacker aufweist, der sich um eine vertikale Ebene oberhalb eines Rührers, der sich in einer horizontalen Ebene dreht, dreht. Ein waßriges Granulationsmittel kann nach dem Mischen zugesetzt werden, und die Apparatur wird mit Mikrowellengeneratoren einer Frequenz zum Erhitzen des mit dem Granulationsmittel zugegebenen Wassers ausgestattet, um so das granulierte Produkt zu trocknen.
Bei einem alternativen Verfahren zur Einführung des Granulationsmittels kann das Granulationsmittel in Teilchen des filmbildenden Harzes eingekapselt werden. Eine wäßrige Lösung des Granulationsmittels kann in einer Lösung des filmbildenden Harzes in einem organischen Lösungsmittel emulgiert werden, beispielsweise eine Lösung aus einem Polyether-Bindemittelharz in einem chlorierten Kohlenwasserstoff, wie beispielsweise Chloroform. Die Emulsion wird unter Bildung von Kapseln der gewünschten Teilchengröße, beispielsweise 1,5 bis 10 um, sprühgetrocknet. Diese Kapseln werden zu der (den) weiteren Komponente(n) entweder zu Beginn zu Mischens oder während des Mischens gegeben. Die Kapseln werden stufenweise durch die beim Mischen angewendeten Scherkräfte aufgebrochen und setzen die Granulationsmittellösung frei, um die Granulation zu verursachen.
Das agglomerierte Gemisch wird vorzugsweise getrocknet, bevor es aus dein Mischer entfernt wird, um eine unerwünschte anschließende Agglomeration zu verhindern. Ein Trockengas, beispielsweise trockene Luft bei 25 bis 80 ºC kann durch den Mischer hindurchgeleitet werden, nachdem das Granulationsmittel sorgfältig in die Pulverförmige Beschichtungszusammensetzung eingemischt worden ist. Die Mischwirkung wird vorzugsweise während des Trocknens fortgesetzt. Alternativ kann das agglomerierte Gemisch nach der Entnahme aus dem Mischer in einem Wirbelschichttrockner getrocknet werden.
Ein alternatives Verschmelzungsagglomerationsverfahren besteht in der Anwendung von mechanischen Kräften zur Bindung der Teilchen durch ein Verfahren, das die Verformung und das Mikroschweißen des Kunststoffmaterials umfaßt. Eine käuflich erhältliche Vorrichtung zur Durchführung einer solchen mechanischen Agglomeration wird als Nara-Hybridisierungssystem verkauft und ist in der europäischen Patentanmeldung 224 659 beschrieben. Ein weiteres mechanisches Fusionsgerät wird von der Firma Hosokawa Micron B.V. als Ang-Mühle vertrieben. Ein weiteres Gerät, das für eine mechanische Fusionsagglomeration geeignet ist, ist eine Mühle, die konische und planare Schneidwerkzeuge aufweist, wie beschrieben in der WO-86/04835. Wir haben beispielsweise gezeigt, daß Material mit einem sehr breiten Erweichungsbereich von 45 bis 80 ºC unter Verwendung dieser Vorrichtung agglomeriert werden kann.
Eine weitere geeignete Vorrichtung ist der FM10-Henschel-Mischer. Er beruht auf einer kräftigen Mischwirkung, um das Pulver aufzuheizen, so daß die Teilchen weich genug sind, um sich unter einem relativ milden Stoß zu verbinden. Der FM10 ist eine 10-1- Kammer mit einem einzigen Kreiselrührer. Die Rotationsgeschwindigkeit ist variabel, jedoch wird er typischerweise bei 3 000 upm betrieben. Ein Thermoelement ist in der Mischkammer angeordnet, um die Temperatur aufzuzeichnen. Typischerweise werden 2 kg der gemischten Komponenten innerhalb von 7 min auf 50 bis 55 ºC erhitzt. Bei dieser Temperatur tritt das Binden ein. Wir haben gefunden, daß es besonders zweckmäßig ist, eine externe Wärmequelle bereitzustellen, um heißes Wasser durch den externen Mantel des Gefäßes zirkulieren zu lassen.
Somit ist gemäß einer Ausführungsform für das Agglomerationsverfahren, das einen modifizierten Henschel-Mischer verwendet, das Gefäß zu Beginn kalt und leer, die zu mischenden Pulver werden in dem Gefäß vorgelegt und bei hoher Geschwindigkeit ungefähr 1 min lang gerührt. Die Rührergeschwindigkeit wird sodann auf "langsame" Geschwindigkeit verringert und das heiße Wasser durch die Uminantelung hindurchgeleitet, um die Temperatur im Inneren des Gefäßes auf 60 ºC zu bringen. Bei dieser Temperatur läuft die Agglomeration recht schnell ab. Dieses Stadium des Vorgangs benötigt ungefähr 30 min. Die Agglomerationsgeschwindigkeit wird, so glauben wir, durch die Aufheizgeschwindigkeit kontrolliert, jedoch wird die Aufheizgeschwindigkeit durch die Neigung des Pulvers, an der Innenwand des Gefäßes zu kleben, beeinflußt. Die Maßgabe eines Wand-Schabmessers ist geeignet, um dieses Problem zu handhaben. Nachdem eine Agglomeration erreicht worden ist, kann das Pulver abgekühlt und gesiebt werden.
Wenn vor der Agglomeration ein vorheriges elektrostatisches Mischen der Pulver erfolgt, werden die gemischten Teilchen durch die Anziehung der entgegengesetzt geladenen Teilchen agglomeriert. Es ist jedoch notwendig, dies mit einem anschließenden dauerhafteren Agglomerieren anzureichern, beispielsweise durch ein Granulationsverfahren oder durch Wärmeerweichen.
Alternativ können die Komponenten vermischt und agglomeriert werden, indem sie miteinander in einem flüssigen Dispersionsinedium dispergiert werden und indem anschließend die Dispersion unter Bedingungen, die zu einer Verschmelzungsagglomeration führen, getrocknet werden. Das flüssige Dispersionsmedium ist vorzugsweise für im wesentlichen sämtliche Bestandteile der pulverförmigen Beschichtungszusammensetzung ein Nichtlösungsmittel. Wasser ist das bevorzugte Dispersionsmedium. Es kann allein oder mit einem oberflächenaktiven Mittel oder mit einer wassermischbaren organischen Flüssigkeit, wie beispielsweise einem Alkohol oder einem Etheralkohol verwendet werden.
Das zur Bildung der Dispersion verwendete Mischgerät kann mechanische Mittel verwenden, beispielsweise einen Hochgeschwindigkeitsmischer, der eine rotierende Zahnscheibe einsetzt, um hohe Scherkräfte zu erzeugen, oder es kann eine Ultraschalldispersion und/oder zusätzlich zu dem mechanischen Disperser verwendet werden. Beispielsweise kann auf das Mischen in einer Hochgeschwindigkeitsdispergiermaschine eine Ultraschalldispersion folgen.
Das zur Dispersion der Zusammensetzung in dem flüssigen Dispersionsmediuin angewendete Verfahren kann auch als letzte Stufe zur Zerkleinerung der Bindemittelteilchen der pulverförmigen Beschichtungszusammensetzung auf die gewünschte Teilchengröße, beispielsweise auf unter 10 um, dienen.
Die erzeugte Dispersion wird unter Druck in eine Trockenapparatur, beispielsweise eine Sprühtrockenapparatur, eingeleitet. Das Sprühtrocknen kann unter Verwendung eines herkömmlichen Zerstäuber-Sprühkopfes durchgeführt werden, in welchem Falle der Durchmesser des Sprühkopfes an seinem engsten Punkt vorzugsweise 20 bis 500 um beträgt, um verschmolzene agglomerierte Teilchen der gewünschten Teilchengröße für das elektrostatische Spray, nämlich 20 bis 50 um zu erzielen. Das Sprühtrocknen besitzt den Vorteil, daß die Teilchengröße der erzeugten verschmolzenen agglomerierten pulverförmigen Beschichtungszusammensetzung anhand der Konzentration der Dispersion und des Durchmessers des Zerstäuberkopfes kontrolliert werden kann. Das Sprühgerät kann alternativ ein Zentrifugalsprühsystem sein, beispielsweise ein Sprühsystem mit sich drehender Scheibe, oder es kann ein Ultraschallsprühgerät sein. Der Sprühtrockner ist vorzugsweise ein Zweistrointrockner, in dem die Richtung des Sprays im allgemeinen nach unten verläuft und in dem ein Gasstrom, im allgemeinen Luft, in der Trockenkammer nach unten in dieselbe Richtung wie das Spray verläuft. Dieser Gasstrom liegt vorzugsweise bei Umgebungstemperatur oder darüber vor. Die Einlaßtemperatur des Gases kann beispielsweise 40 bis 120 ºC betragen. Die erzeugten agglomerierten Pulverbeschichtungsteilchen sammeln sich am Boden der Sprühtrockenkammer und können durch ein geeignetes Ventilsystem entfernt werden. Der Dampf des Dispersionsmediums steigt nach oben und kann entlüftet werden. Alternativ kann der gesamte Ausstoß aus dein Sprühtrockner einem Cyclon-Abscheider zugeführt werden, um die agglomerierte Pulverbeschichtung zu isolieren.
Sollen verschiedene Farben vermischt werden, so wird das erfindungsgeinaße Verfahren vorzugsweise in Verbindung mit einem Datenspeichersystem durchgeführt, das ausführliche Angaben über die Anteile der Farbkomponenten enthält, die zur Herstellung der Pulverbeschichtung in verschiedenen Schattierungen erforderlich sind, so daß für eine gegebene Schattierung und Chargengröße ein Datenverarbeitungsgerät das Gewicht einer jeden zu verwendenden Farbkomponente berechnen kann. Ein automatisches Wiegemittel kann, falls gewünscht, verwendet werden. Ein Farbcomputer kann, falls gewünscht, verwendet werden, um die Anteile der Fatkomponenten, die erforderlich sind, um zu einer Probe von Nicht-Standardschattierung zu passen, zu berechnen.
Die Komponenten können bei einer verringerten Teilchengröße, beispielsweise unterhalb von 10 um gelagert und je nach Anforderung gemischt und agglomeriert werden. Alternativ können die Komponenten bei einer hohen Teilchengröße, beispielsweise 15 bis 50 um, wie sie üblicherweise für Beschichtungen verwendet wird, gelagert werden, die, falls erforderlich, zerkleinert, gemischt und, falls erforderlich, agglomeriert werden.
Das gängigste Verfahren zum Aufbringen von Pulver ist eine elektrostatische Spritzpistole, und die Teilchengröße, die für den größten Teil des handelsüblichen Auftragegerätes erforderlich ist, ist idealerweise eine Verteilung zwischen 10 bis 120 um, mit einer mittleren Teilchengröße innerhalb des Bereiches von 15 bis 75 um, vorzugsweise von 25 bis 50 um. Bei dein elektrostatischen Spritzverfahren werden die Pulverbeschichtungsteilchen durch die Coronawolke, die den Auslaß der Spritzpistole umgibt, elektrostatisch aufgeladen, wobei diese Wolke durch die Elektrode innerhalb der Spritzpistole selbst erzeugt wird. Die geladenen Teilchen werden von dem Substrat, das geerdet oder entgegengesetzt geladen ist, angezogen. Die Pulverbeschichtungen können auch unter Verwendung von tribostatischen Pistolen aufgebracht werden, in denen die Pulverteilchen durch Reiben gegen die innere Krümmung der Pistole aufgeladen wird. Ein weiteres Verfahren zum Aufbringen von Pulverbeschichtungen besteht in der Verwendung von Wirbelbetten. In diesem Fall wird der zu beschichtende Gegenstand im allgemeinen vorher aufgeheizt und in das Wirbelbett aus Pulver eingetaucht, der Gegenstand wird anschließend herausgezogen und die Pulverbeschichtung durch die Restwärme oder durch weiteres Brennen in einem geeigneten Ofen härten gelassen.
Die Erfindung wird anhand des Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Diagrammzeichnungen weiter beschrieben, bei denen:
Figur 1 einen Auschnitt in Diagrammform einer Apparatur zur Herstellung von Pulverbeschichtungen durch Dispersion und Sprühtrocknen darstellt,
Figur 2 einen Ausschnitt in Diagrammform einer Apparatur zum Mischen der pulverisierten Komponenten durch elektrostatisches Mischen darstellt,
Figur 3 einen Ausschnitt in Diagrammform aus einer alternativen Apparatur zum Mischen der pulverisierten Komponenten durch elektrostatisches Mischen darstellt,
Figur 4 einen Ausschnitt in Diagrammform aus einem Mischer zum mechanischen Mischen der pulverisierten Komponenten darstellt,
Figur 5 einen Längsschnitt in Diagrammform eines alternativen Mischers zum mechanischen Mischen der pulverisierten Komponenten darstellt,
Figur 6 einen Querschnitt in Diagrammform des Mischers von Figur 5 darstellt, der zur Durchführung der Granulation nach dem Mischen ausgelegt ist,
Figur 7 einen Querschnitt in Diagrammform einer Apparatur zum Mischen und/oder Granulieren der filmbildenden und weiteren Komponenten darstellt,
Figur 8 eine Elektronenmikroskop-Fotographie einer herkömmlichen pulverförmigen Beschichtungszusammensetzung darstellt, und
Figur 9 Elektronenmikroskop-Fotographien einer verschmolzenen agglomerierten pulverförmigen Beschichtungszusammensetzung darstellt.
Die Apparatur von Figur 1 umfaßt im allgemeinen einen Mischer, der im allgemeinen durch die Bezugsziffer 10 bezeichnet ist, und einen Sprühtrockner, der im allgemeinen durch die Bezugsziffer 20 bezeichnet ist. Der Mischer 10 ist eine Hochgeschwindigkeitsdispergiermaschine mit einem Kreiselrührer 11, der auf einem Schaft 12 innerhalb eines Gefäßes 13 montiert ist. Das Gefäß 13 besitzt einen Einlaß 15 für das Dispersionsmedium, beispielsweise Wasser, und einen Einlaß 16, kontrolliert durch ein Ventil 17, zum Einspeisen der Komponenten. Die Pulverbeschichtungsteilchen werden in dem Dispersionsmedium dispergiert, und die so gebildete Dispersion wird durch einen Auslaß 18 durch eine Pumpe 19 zu einem Sprühtrockner 20 gepumpt.
Der Sprühtrockner 20 umfaßt ein Gefäß 21, das einen nach unten gerichteten Zerstäubersprühkopf 22 enthält. Die sprühgetrockneten Pulverbeschichtungsteilchen fallen auf den Boden des Gefäßes 21 und werden durch einen Auslaß 24, der durch ein Ventil 25 kontrolliert wird, entfernt. Der Dampf des Dispersionsmediums, der verdampft, steigt an der Seite des Gefäßes 21 nach oben und wird bei 30 entlüftet. Dem Trockner 20 wird Luft durch einen Einlaß 28 zugeführt und läuft durch eine Reizung 29 hinein und durch ein zentrales Rohr 33 nach unten, wodurch sich ein Zweistromfluß von Heißluft um den Zerstäuberkopf 22 bildet.
Die Apparatur von Figur 2 ist wie gezeigt zum Vermischen von vier Pulvern in drei Mischstufen, die nacheinander durchgeführt werden, geeignet. Die Apparatur kann so ausgelegt sein, daß sie, falls erforderlich, weitere Mischstufen einschließt. Die Apparatur umlaßt einen Einlaß 41 für eine erste Komponente, deren Teilchen positiv geladen worden sind, beispielsweise unter Verwendung einer Apparatur, die ähnlich derjenigen ist, die in "Polymer Engineering and Science", Oktober 1976, auf der Seite 658 beschrieben ist, und einen Einlaß 42 für eine zweite Komponente, deren Teilchen negativ geladen worden sind oder ungeladen sind. Der Einlaß 42 kann mit einem Isoliermaterial umhüllt sein, das so aufgebaut ist, daß es bei den Teilchen eine Änderung durch triboelektrisches Aufladen herbeiführt. Polytetrafluorethylen beispielsweise führt auf den Teilchen zu einer negativen Ladung. Das Teilchengemisch an dem Kreuzungspunkt 43 der Einlässe 41 und 42 und die entgegengesetzt geladenen Teilchen vereinigen sich. Die vereinigten Teilchen passieren die Leitung 46. Ein Einlaß 47 für eine dritte Komponente trifft an Kreuzungspunkt 48 auf die Leitung 46. Die Teilchen des dritten Pulvers sind vorzugsweise entgegengesetzt zu demjenigen des ersten und zweiten Pulvers geladen, welches in der größeren Gewichtsmenge vorhanden ist oder, falls das zweite Pulver ungeladen ist, so können die Teilchen der dritten Zusammensetzung negativ geladen sein. Die vereinigten Teilchen und die Teilchen des dritten Pulvers vereinigen sich am Kreuzungspunkt 48 und passieren die Leitung 52, wo sie sich mit den Teilchen einer vierten Pulverkomponente vereinigen, die durch Einlaß 53, der an Kreuzungspunkt 54 auf die Leitung 52 trifft, zugeführt wird. Das vierte Pulver ist entgegengesetzt zu der Nettoladung der ersten drei Pulver geladen. Die resultierenden vereinigten Teilchen passieren die Leitung 55 und können in einem geeigneten Behälter gesammelt werden. Diese können sodann granuliert werden, um eine sicherere Agglomeration zu erzielen.
Die Apparatur aus Figur 3 umfaßt die drei Einlässe 61, 62 und 63 für das erste, zweite und dritte Pulver. Die Einlässe speisen alle eine Mischkammer 64. Die Teilchen der ersten Pulverkomponente sind positiv geladen. Die Teilchen der zweiten Pulverkomponente sind negativ geladen, und die Teilchen der dritten pulverförmigen Komponentenzusammensetzung sind ungeladen. Die Teilchen vereinigen sich in der Mischkammer 64 und passieren die Leitung 65, woraus sie in einem geeigneten Behälter gesammelt werden können.
Die Apparatur von Figur 4 ist ein modifizierter Küchenmixer von "Moulinex" (Warenzeichen) und umfaßt eine Mischkammer 71, die ein Messer 72 enthält, das sich in zwei Richtungen erstreckt und auf einer Spindel 73 montiert ist. Das Messer kann durch den Antriebsmotor 74 bei hoher Geschwindigkeit rotieren. Das Messer 72 besitzt eine scharfe Vorderkante in Richtung der Rotation und einen nach oben geneigten Teil 75 auf einer Seite des Messers und einen nach unten geneigten Teil 76 auf der anderen Seite des Messers. Die geneigten Teile 75 und 76 des Messers 72 laufen beide spitz zu, so daß die Spitzen des Messers 72 scharfe Punkte darstellen. Ein Einlaß 77 für Hochgeschwindigkeitsluft ist in der Wand der Kammer 71 im wesentlichen auf dem Niveau des Messers 72 angebracht. Die Kammer 71 besitzt eine Abdeckung 78, die die Pulverbeschichtungsteilchen zurückhält, jedoch für Luft porös ist. Die Abdeckung 78 kann beispielsweise aus thermoplastischem Sintermaterial, wie Polypropylen, oder aus Sinterglas bestehen. Die kombinierte Wirkung von Rotation der Klinge 72 und Hochgeschwindigkeitsluft hält das gesamte Pulver in der Mischkammer 71 in einem im wesentlichen fluiden Zustand, und die hohe Scherwirkung des Messers 72 bricht jegliche Pulveragglomerate, die dazu neigen, aufgrund ihres größeren Gewichts als dasjenige der nicht agglomerierten Pulverteilchen in den Weg der Rotation des Messers 72 zu fallen.
Die Apparatur von Figur 5 umfaßt eine zylindrische Mischkammer 81, die die Messer 82 enthält, die auf einem Antriebsschaft 83 monfiert sind, der bei Gebrauch durch einen Motor (nicht gezeigt) rotiert wird. Ein Zerhacker 84, bestehend aus einem Satz von Schneidmessern 85, die auf einer Spindel 86 montiert sind, ist auf halbem Weg entlang der Mischkammer 81 angebracht. Die Spindel 86 wird durch einen Motor 87 betrieben, so daß die Schneidmesser rotieren. Die Messer 82 sind mit einer Vorderkante 88, die in zwei Dimensionen zu einem Punkt 89 spitz zuläuft, geformt, um das Mischen des Pulvers entlang der Kammer 81 zu beschleunigen. Die Hinterkante 90 der Messer 82 läuft ebenfalls spitz zu, jedoch nicht zu einem Punkt.
Die Apparatur von Figur 6 ist eine Abänderung der Apparatur von Figur 5, und dieselben Teile besitzen dieselben Ziffern. Die Apparatur umfaßt zwei Typen von Einlaß für eine Lösung aus Granulationsmittel. Die Mischkammer 81 ist modifiziert, so daß sie eine obere Zone 91 einschließt, innerhalb der eine Reihe von Sprühköpfen, wie 92, angeordnet sind, die durch Rohr 93 gespeist werden, so daß die Sprühköpfe 92 außerhalb des Weges der Rotation der Messer 82 liegen. Ein weiterer Einlaß 94 ist etwa auf halbem Wege entlang der Mischkammer 81 angeordnet und besitzt seinen Auslaß 95 gegenüber der Messer 85 von Zerhacker 84.
Im Gebrauch wird die Apparatur von Figur 6 mit der erforderlichen Menge Pulver und gegebenenfalls weiteren Additiven beladen und zu Beginn als Trockenmischer betrieben. Nach Verstreichen einer ausreichenden Mischzeit, um ein stati stisches Teilchengemisch zu erhalten, wird ein Granulationsmittei durch die Einlässe 93 und 94 eingespeist, und die Mischwirkung wird fortgesetzt, um agglomerierte Verbundteilchen zu erhalten. Nach Beendigung der Zugabe des Granulationsmittel wird warme trockene Luft durch die Einlässe 93 und 94 in die Mischkammer 81 eingeleitet, um das Pulver stufenweise, während es agglomeriert wird, zu trocknen, wodurch die Größe der gebildeten Verbundteilchen begrenzt wird.
Die Apparatur von Figur 7 ist ein modifizierter Küchenmixer von "Kenwood A516/517" (Warenzeichen) und umfaßt einen Motor 101, der in einem Gehäuse 102 enthalten ist, der ein Rührmesser 103 innerhalb einer Mischkammer 104 antreibt. Ein Lufteinlaß 105 führt zu einer Einlaßkammer 106, die von der Mischkammer 104 durch einen Glassinter 107 getrennt ist. Hochgeschwindigkeitsluft kann durch den Einlaß 105 eingeleitet werden, um das pulverisierte Material in Kammer 104 zu fluidisieren, und Warmluft kann eingeleitet werden, um während der Granulation ein Trocknen zu bewirken. Das Produkt wird am Entweichen während des Mischens oder Granulierens durch ein zweites Sintersieb 108 gehindert, das das Produkt von der Abluft trennt.
Wie aus dein Vergleich der Figuren 8 und 9 (wo die Größe der Vergrößerung jeweils durch die weißen oder schwarzen Skalenstriche gezeigt ist) gesehen werden kann, unterscheidet sich ein erfindungsgemäßes verschmolzenes Agglomerat wesentlich von einem herkömmlichen Pulver. In Figur 8 ist das Pulver > 10 Vol-% > 50 um, > 90 Vol-% < 70 um, < 70 Vol-% < 50 um, und die mittlere Teilchengröße beträgt 35 bis 50 um. Figur 9 zeigt das Ergebnis von agglomerierten Teilchen von 90 Vol-% < 10 um in der Größe.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiele

Hydraulisches Druckverfahren zur Agglomeration

Die Agglomeration der Teilchen wird durch die Kombination von Druck und Temperatur erzielt.

Apparatur:

Moulinex-Mischer
hydraulische Presse von Moore
Stahldruckform
Moulinex-Kaffeemühle
Labortestsieb, 106 um von Endecotts

Verfahren:

Die geeigneten Proben werden in den gewünschten Verhältnissen erhalten. Das Mischen wird durch zwei Durchläufe von 15 Sekunden Dauer in einem Moulinex-Mischer erreicht, wobei die Seiten des Mischers zwischen den Läufen abgeschabt werden. Die gemischten Proben werden anschließend in die hydraulische Presse übergeführt.
Deckel- und Bodenheizplatten weisen eine Temperatureinstellung von 80 ºC auf. Zwischen diesen Platten wird die Druckform 45 min lang gehalten, um die Einstellung eines Gleichgewichtes von Raumtemperatur zu ermöglichen. Nach Einstellung des Gleichgewichtes wird die Bodenhälfte der Form herabgelassen, um das Einführen der Probe zu ermöglichen. Zwischen Probe und Druckform wird eine dünne Folie aus Antihaftmaterial (PTFE-Folie) angeordnet, um eine Haftung der Probe an der Form zu verhindern. Die Probe wird anschließend in der Mitte der Form angebracht und mit einer weiteren Antihaftfolie bedeckt.
Anschließend wird die Druckform geschlossen, und die hydraulische Belastung wird so schnell wie möglich auf 20 t erhöht. Diese Maximallast wird 30 sec lang beibehalten, bevor sie entfernt wird und die agglomerierten Teilchen zwischen den Antihaftschichten entnommen werden.
Der Bereich der angelegten Drücke beträgt 3x10&sup6; bis 7x10&sup6; Nm&supmin;².
Die Druckform sollte geschlossen und vor der Wiederverwendung 10 min lang reequilibriert werden.
Die agglomerierte Probe besitzt die Form eines flachen kreisförmigen Kuchens. Dieser wird mikronisiert, indem er ungefähr 20 bis 40 sec lang in eine Moulinex-Kaffeemühle gegeben wird.
Das mikronisierte Pulver wird anschließend durch ein 106-um-Labortestsieb von Endecotts gesiebt und gesammelt. Das fertige Pulver besitzt im allgemeinen eine Teilchengrößeverteilung von 90 % < 120 um und von nicht mehr als 10 % < 10 um.

Bewertungsverfahren für die elektrostatische Trennung

Ein Bewertungsverfahren für den Trennungsgrad in einer agglomerierten Probe und in ihrer trockengemischten Entsprechung ist nach stehend aufgeführt.

Apparatur:

Volstatic-Elektrostatic-Pistole
Extraktionsspritzkammer
Brennofen (mind. 60 cm breit)

Verfahren:

Eine Stahlplatte von 58x10 cm wird mit Xylol entfettet und trockengewischt. Sie wird mit Metallklemmen horizontal in der extrahierten Spritzkammer angeordnet. Die Volstatic-Pistolen-Bedingungen werden auf eine angelegte Spannung von 60 kV, einen Luftdruck von 12 lb/in² (0,8 bar) eingestellt. 40 g Probe werden in den Einfüllbehälter der Pistole eingefüllt, und das Ende des Pistolenlaufes wird genau 20 cm vom Mittelpunkt der Platte angeordnet. Die Pistole wird standfest montiert und aktiviert, bis das gesamte Pulver ohne Bewegung der Pistole über die Oberfläche der Platte aufgetragen worden ist, und die Platte wird gemäß dem geeigneten Zeitplan zum Trocknen in den Brennofen gegeben.

Bewertung:

Da die Pistole während des Aufbringens statisch gehalten wird, stellt der Film über der Platte einen Querschnitt der Pulverwolke dar. Durch das Studium der Variation der spezifischen Eigenschaften über die Platte wird jede Entmischung von sich unterscheidenden Teilchentypen gemessen. Die gewählte Eigenschaft, die studiert werden soll, häiigt ab von den Probenbestandteilen, beispielsweise würde ein mattierender Füllstoff, der sich aus dem Pulver abscheidet, eine Änderung in dem Glanzniveau über die Platte verursachen.
Eine quantitative Analyse des Ausmaßes der Trennung ist aufgrund der Unterschiede in der Filmdicke über die Platten, die durch die statische zentrale Position der Pistole verursacht werden, nicht möglich. Die Filmdicken-Unterschiede können einen grundsätzlichen Einfluß auf die absoluten Werte besitzen, können jedoch aus dem Gesamttrennungsergebnis durch Vergleich von mehr als einer Platte entfernt werden.
In den folgenden Beispielen wurden die folgenden Produkte in den filmbildenden Komponenten verwendet:

Vernetzungsmittel:

für Polyester: TGIC PT810 (Ciba-Geigy)
für Acryle: Dodecadonsäure (Hüls)

Fließhilfen/Fließhilfen-Konzentrate:

Uralac P3188 (Carboxy-funktionelles Polyesterharz, enthaltend 10 % Gew./Gew. Acronal-4F-Fließhilfe) (DSM)
Uralac 2518 (DSM)
Modarez III (Protex-France)

Katalysatoren/Katalysator-Konzentrate:

Curazole C17Z M/B (Carboxy-funktionelles Polyesterharz, enthaltend 10 % Gew./Gew. Curazole-C17Z-Katalysator auf Imidazolbasis) (Inhouse Masterbatch von M & T Chemicals), firmeneigener Katalysator
Zinkstearat A (Durham Chemicals)

Wachse:

Worlee ADD1200 (gemahlener synthetischer wachsartiger Oberflächeneigenschaftenmodifizierer) (Worlee-Chemie GmbH)
Carnaubawachs (Industrial Waxes)
ACBA-Wachs (Polyethylenwachs) (Allied Chemicals)
Benzoin (Entgasungsmittel) (SNIA UK)
Blanc Fixe (Streckmittel) (Manchem Ltd.)

Pigmente:

Bayferrox 3950 (Bayer)
Eisenoxidrot 130BM (Bayer)
Ruß BP1300 (Carbot/Tennent-Gruppe)
Rußperlen 1300 Verwendung als Schüttgut (Carbot/Tennent-Gruppe)
Ti-Pure R960 (Du Pont)
Tiona RCL472 (SCM Chemicals)
Heucosin Fast Blue G1737 (Heubach Chemicals)
TS100-Siliciumdioxid (Aerosil) (Degussa)
Xylol (Reinigungsmittel) (Shell Chemicals)

Beispiel 1

Zugabe von hohen Kataysatorkonzentrationen

Der Katalysator Triphenylphosphin (TPP) (Lieferfirma M & T Chemicals), geliefert in Pelletform, wurde zur Verwendung durch Mahlen in einer Kaffeemühle unter Verwendung einer Moulinex-Mühle, Sieben auf < 106 um und Mahlen unter Verwendung einer Gueso-M100-Strahlmühle, Mikronisierungsluft 8 bar, Speiseluft 1,5 bar, vorbereitet. Die Teilchengrößeverteilung des strahlgemahlenen Katalysators betrug 99 % < 7,9 um, mit einer mittleren Teilchengröße von 3 um.
Sämtliche hergestellten Rezepturen basierten auf dem nichtkatalysierten System aus weißem Polyester/TGIC, das nachstehend ausgeführt ist: Grundrezeptur Carboxy-funktioneller Polyester (Säurewert 39-41) Triglycidylisocyanurat (TGlC) Titandioxid-Pigment Benzoin Fließhilfe (Uralac 2518)
Die obige Rezeptur besitzt eine Stöchiometrie von 1:1.
Es wurden drei extrudierte Zusammensetzung hergestellt.
1) Grundrezeptur (wie beschrieben)
2) Grundrezeptur + 0,2 % TPP (bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung)
3) Grundrezeptur + 0,5 % TPP (bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung).
Die Herstellung wurde durchgeführt, indem jede Zusammensetzung unter Verwendung eines Buss-Extruders (RLK46) (Temperatureinstellung 140 ºC, Schneckengeschwindigkeit 7) extrudiert wurde, das Extrudat zu Pelletform geschrotet wurde, das Pelletmaterial unter Verwendung einer Moulinex-Kaffeemühle gemahlen wurde und indem schließlich über ein Sieb mit 106 um Maschenweite gesiebt wurde.
Es wurden fünf agglomerierte Zusammensetzungen hergestellt:
4) Grundrezeptur
5) Grundrezeptur + 0,2 % TPP (bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung)
6) Grundrezeptur + 0,5 % TPP (bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung)
7) Grundrezeptur + 1,0 % TPP (bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung)
8) Grundrezeptur + 2,0 % TPP (bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung).
Für jede agglomerierte Zusammensetzung 4 bis 8 wurde die Herstellung der Grundrezeptur durchgeführt, indem wie für die Zusammensetzung 1 vorstehend extrudiert und geschrotet wurde und indem das Pelletmaterial anschließend unter Verwendung einer Condux-Mühle und dann unter Verwendung einer Gueso-Strahlmühle (M100) mit einer Mikroniserungslufteinstellung von 8 bar und einer Speiselufteinstellung von 1 bis 5 bar gemahlen wurde. Die Teilchengrößeverteilung (bezogen auf das Gewicht) der Grundrezeptur betrug 99 % < 16 um.
Portionen der luftstrahlgemahlenen Grundrezepturen wurden mit den angegebenen Portionen des luftstrahlgemahlenen TPP trockenvermischt und die trockenvermischten Gemische aus Pulver und Katalysator unter Anwendung des vorstehend beschriebenen Agglomerationsverfahrens mit hydraulischer Presse agglomeriert. Die resultierenden Materialplatten wurden unter Verwendung einer Moulinex-Kaffeemühle gemahlen und über ein Sieb von 106 um Maschenweite gesiebt.
Sämtliche acht Pulverproben wurden auf ihre Gelierzeit bei 200 ºC bewertet. Die Ergebnisse waren wie folgt: Gew.-% TPP verwendet extrudiert agglomeriert
Diejenigen Systeme mit höheren als normalen Katalysator-Zugabekonzentrationen (z.B. die Zusammensetzungen 7 und 8) zeigten zufriedenstellende mechanische Eigenschaften und die Wahl von schnelleren Brennsystemen. Solche Konzentrationen der Katalysatorzugabe waren für die extrudierten Zusammensetzungen nicht möglich.
Der in diesem Experiment verwendete Extruder war ein Einschneckenextruder, der flutweise gespeist wurde, und die Temperatur war auf 240 ºC eingestellt. Die verfügbaren Daten zeigen, daß die Verweilzeit des Materials in dem Extruder von 40 bis 125 sec reicht, wobei die häufigste Verweilzeit ungefähr 55 sec betrug. Diese Daten in Kombination mit den Daten für die Gelierzeit erläutern, warum hochkonzentrierte Katalysator- systeme nicht ohne eine deutliche Vorreaktion, die in dem Extruder auftritt, extrudiert werden können.

Beispiel 2

Beschichtungen mit geringer Reibung

Das reibungsverringernde Additiv, ein Wachs, Du Pont PFA (Warenzeichen) (Perfluoralkoxy)-Pulver 532-5010, das eine mittlere Teilchengröße von ca. 30 um bis 99 % < 90 um aufwies, wurde wie geliefert verwendet.
Dieses Material wurde dem klaren Pulverbeschichtungssystem nachstehend zugesetzt: Carboxy-funktioneller Polyester (Säurewert 32-36) Uralac P3188 (Fließhilfen-Konzentrat) Benzoin Carnaubawachs Katalysator-Konzentrat (Curazole C 172)
Es wurden vier Zusammensetzungen getestet.
1) klare Rezeptur (normale Teilchengröße)
2) Trockenmischung: klare Rezeptur + 20 % (bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung) PFA
3) coextrudiert: klare Rezeptur + 20 % (bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung) PFA
4) versehmolzenes Agglomerat: klare Rezeptur + 20 % (bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung) PFA
Zusammensetzung (1) wurde hergestellt, indem in einem Baker-Perkins-Gerät 90 Sekunden lang vorgemischt wurde, mit einem Buss-(PLK46)-Extruder extrudiert wurde (Schneckengeschwindigkeit 12, Zylindertemperatur 140 ºC (eingestellt)), in einem Baker-Perkins-Gerät geschrotet wurde, mit einer ACM3-Mühle mikronisiert wurde (Rotorgeschwindigkeit 10 900, Klassiergeschwindigkeit 3 600, Speisegeschwindigkeit 2,5) und indem schließlich über ein Sieb mit einer Maschenweite von 150 um gesiebt wurde. Die Teilchengrößeverteilung der klaren Rezeptur nach dem Sieben betrug 99 Gew.-% < 104 um, mit einer mittleren Teilchengröße von 32 bis 40 um.
Zusammensetzung (2) wurde durch Zugabe des Wachses zu der klaren Rezeptur und durch Schütteln, um die Komponenten zu mischen, hergestellt.
Im Falle der Zusammensetzung (3) wurde das Wachs vor dem Vormischen zu der Rezeptur gegeben und unter Verwendung des Buss-Extruders (PLK46) bei einer Temperatureinstellung von 140 ºC und einer Schneckengeschwindigkeit von 8 coextrudiert, und das Extrudat wurde durch Mahlen in einer Kaffeemühle (Moulinex) mikronisiert und über ein 106-um-Sieb gesiebt.
Im Falle der Zusammensetzung (4) wurde die klare Komponente, die wie für Zusammensetzung 1 hergestellt worden war, nach dem Sieben zerkleinert, um eine Teilchengrößeverteilung von 99 % < 10 um zu ergeben, mit einer mittleren Teilchengröße von 4 bis 6 um, und das Wachs wurde durch Lösungsmittelagglomeration unter Verwendung von 22 g Methanol, das während 6 min und bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 300 upm zugesetzt wurde, zugegeben. Während der Methanol-Zugabe (BDH Analar) wurde trockene Druckluft bei ungefähr 1 l/min über die Probe geleitet, und nach der Zugabe wurde die trockene Druckluft bei 15 l/min 15 min lang darüber geleitet. Die Probe wurde sodann noch 10 min lang vor dein Aufsprühen getrocknet.
Nach dem Trocknen war die Probe frei fließend und fluidisierbar und zum elektrostatischen Sprühen geeignet (nur 11 % < 10 um). Die Teilchengrößeverteilung (bezogen auf das Gewicht) betrug 99 % < 87 um, mit einer mittleren Teilchengröße von 28-37 um.
Sämtliche Zusammensetzungen wurden unter Verwendung eines elektrostatischen Standard-Pulversprühgerätes (angelegte Spannung 70 KV) aufgebracht. Das Substrat waren entfettete unbehandelte kaltgewalzte (Meßdicke 1 mm) Stahlplatten von ungefähr 4"x22" (10x55 cm). Das Brennen dauerte bei 200 ºC 15 min (Gesamtbrennzeit).
Der Gleitreibungskoeffizient wurde unter Anwendung des Testverfahrens DEF STAN 80-73/1 des Verteidigungsministeriums für Antirutsch-Deckbeschichtungen unter Verwendung der Gummifläche und Messen des Koeffizienten nur auf der trockenen Fläche gemessen. Es wurde gefunden, daß der Reibungskoeffizient von Zusammensetzung 4 halb so groß war wie derjenige der Zusammensetzung 1, was zeigte, daß die Zugabe von PFA-Pulver durch das beschriebene Agglomerationsverfahren den Gleitreibungskoeffizienten in dem fertigen Film erfolgreich verringerte.
Eine gewisse Verringerung des Gleitreibungskoeffizienten wurde auch mit den Zusammensetzungen 2 und 3 (d.h. durch Trockenmisch- und Extrusionsverfahren) erhalten.

Beispiel 3

Einarbeitung von Kautschuk-Schlagfestmacher

Ein Kautschuk-Schlagfestmacher (Paraloid KH3345 (Warenzeichen), Rohm & Haas), gelieferte Teilchengröße 98 % < 170 um und mittlere Teilchengröße 90-104 um, wurde über ein 32-um-Mesh-Sieb gesiebt, so daß sich eine Teilchengröße von 94 % < 37 um und eine mittlere Teilchengröße von 21-28 um ergab.
Der Kautschuk-Schlagfestmacher wurde zu einem Klarpolyester/TGIC-System mit der folgenden Rezeptur gegeben: Carboxy-funktionelles Polyesterharz (Säurewert 35) Benzoin Fließmittel
Es wurden drei Zusammensetzungen hergestellt:
1) klare Rezeptur (wie oben beschrieben)
2) coextrudierte Zusammensetzung: klare Rezeptur + 15 % (bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung) Kautschuk-Schlagfestmacher
3) verschmolzenes Agglomerat: klare Rezeptur + 15 % (bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung) Kautschuk-Schlagfestmacher
Die Zusammensetzungen (1) und (2) wurden durch Extrusion auf einem Buss-Extruder (PLK46) bei einer Temperatur von 140 ºC und einer Schneckengeschwindigkeit von 7, Schroten des Extrudates zu Schnitzeln, Mahlen des Schnitzelmaterials unter Verwendung einer Moulinex-Kaffeemühle und Sieben über ein 106-um-Sieb hergestellt.
Im Falle der Zusammensetzung (3) wurde die klare Komponente durch die vorstehend beschriebenen Extrusions-, Schrotungs- und Mahlstufe hergestellt und sodann unter Verwendung einer Gueso-Strahlmüble M100 gemahlen, wobei die Mikronisierungsluft auf 8 bar und die Speiseluft auf 1,5 bar eingestellt waren. Der Kautschuk-Schlagfestmacher wurde zu dem luftstrahlgemahlenen Pulver gegeben, und diese Probe wurde durch ein Lösungsmittel-Agglomerationsverfahren agglomeriert, wobei 15 g Methanol (Analar ex. BDH) mit 100 g strahlgemahlenem Pulver/Kautschuk-Schlagfestmacher verwendet wurden.
Alle drei Zusammensetzungen wurden unter Verwendung des elektrostatischen Standard- Pulversprühgerätes (angelegte Spannung 70 KV) auf ein Bonderite-711-Aluminium(1 mm)-Substrat von 6"x4" (von Brent) aufgebracht. Alle Platten wurden 15 min lang bei 200 ºC (Gesamtbrennzeit) gebrannt.
Es wurde der Gardener-Gewichtsschlagzähigkeitsmesser mit einem Fallgewicht von 1 kg verwendet, um die Schlagfestigkeit aller drei Rezepturen zu bewerten.
1-Joule-Stöße vorwärts oder rückwärts auf alle drei Zusammensetzungen zeigten ein Grad an Riß- oder Haarißbildung. Das Ausehen der mit Kautschuk schlagfest gemachten und nicht schlagfest gemachten Platten nach dem Stoß war deutlich unterschiedlich.
Mit Zusammensetzung (1) (kein Kautschuk-Schlagfestmacher):
Vorwärtsstoß (Stoß direkt auf die beschichtete Oberfläche):
Das Versagen bestand aus einer Reihe von kontinuierlichen konzentrischen Kreisen im Stoßbereich.
Rückwärtsstoß (Stoß auf die unbeschichtete Seite der Platte):
Das Versagen bestand aus kontinuierlichen radialen Bruchlinien, die die gesamte Stoßfläche bedeckten.
Mit den Zusammensetzungen 2 und 3 (15 % Kautschuk-Schlagfestmacher, extrudiert bzw. Agglomeriert):
Rückwärtsstoß:
Der Stoß führte zu einer diskontinuierlichen Rißbildung mit einem Grad an Weißwerden aufgrund der Beanspruchung, was nicht die gesamte Stoßfläche bedeckte.
Vorwärtsstoß:
Der Stoß führte beim Versagen zu kurzen Linien, die die Stoßfläche einkreisten. Im Gegensatz zu Zusammensetzung (1) bildeten diese Bruchlinien keine kontinuierlichen konzentrischen Kreise.
Es wurde gezeigt, daß die Zugabe von Kautschuk-Schlagfestmacher zu einer Änderung der Art des Stoßversagens führte: Der Kautschuk-Schlagfestmacher verringerte das Ausmaß der Rißbildung und die Länge der Risse.

Beispiel 4

Glanzreduktion durch Einarbeitung einer inkompatiblen Harzkomponente

(a) erstes Beispiel

Die Vorgemische A und B wurden jeweils auf einem Buss-PLK46-Extruder, Schneckengeschwindigkeit 80 upm, Temperatureinstellung 140 ºC, extrudiert. Anschließend wurden die Extrudate auf einer Kek-Mühle mikronisiert und über ein 106-um-Stahlmaschensieb gesiebt. Beide Materialien wurden anschließend unter Verwendung einer Gueso- M 100-Strahlmühlenmaschine, die bei den folgenden eingestellten Bedingungen arbeitete, gemahlen: Luftzufuhr 9 bar, Mikronisierungsluftzufuhr 9 bar, Speiseluftzufuhr 1 bar, Materialeinpeisegeschwindigkeit 70. Die erhaltenen Teilchengrößeverteilungen waren wie folgt: Komponente A (Polyester) Durchschnitt 6 um
Zum Vergleich wurde auch ein Pulver durch Coextrusion der Komponenten A und B in einem Verhältnis von 85/15 und sonst unter Anwendung der identischen Verfahren hergestellt.
Die Komponenten A und B wurden in den Verhältnissen 90/10 und 85/15 Gew./Gew. durch das vorstehend beschriebene hydraulische Druckverfahren agglomeriert. Dies erzeugte frei fließende und fluidisierbare Pulver mit einer Teilchengrößeverteilung von 90 % unterhalb von 120 um und Durchschnitten von 30 bis 35 um, mit nicht mehr als 10 % unter 10 um.
Die agglomerierten Pulver wurden durch elektrostatische Standard-Auftragetechniken unter Verwendung einer angelegten Spannung von 70 KV aufgetragen und insgesamt 15 min lang bei 200 ºC in einem elektrischen Kammerofen auf ein Substrat aus Chromat-vorbehandelter Aluminiumplatte von 6'x4'x1 mm (Ardrox Pyrene - Bonderite 711) eingebrannt.
Die Bewertung der gehärteten Filme (einer trockenen Filmdicke von ca. 50 um auf Glanz, Schlagzähigkeit und Biegsamkeit) durch den T-Biegetest ergab die folgenden Ergebnisse: Glanz (aufgezeichnet bei 20 º, 60 º und 86 ºC unter Verwendung eines Labor- Reflektometers) 90/10-Agglomerat 85/1 5-Agglomerat 85/1 5-Extrudat Mechanische Eigenschaften 90/10-Agglomerat 85/15-Agglomerat 85/15-Extrudat Schlag Biegsamkeit
Die Daten für die Schlagfähigkeit sollten mit den Daten für die Einzelkomponentensysteme verglichen werden, die im allgemeinen 1 J oder weniger für das Acryl und 10 J oder mehr für den Polyester betragen. Die Ergebnisse in dem T-Biegetest für die Flexibilität zeigen gute Ergebnisse mit dem 85/15-Agglomerat und sehr gute Ergebnisse mit dem 90/10-Agglomerat.
Mit der agglomerierten 85/15-Zusammensetzung und mit der trockengemischten 85/15- Zusammensetzung ("normale" Teilchengrößeverteilung) wurde gemäß dem vorstehend beschriebenen elektrostatischen Trennverfahren ein Entmischungstest durchgeführt.
Der 60º-Glanz zeigte ein gleichmäßiges Testergebnis von 6 % über die Platte, die mit dem agglomerierten Material gespritzt worden war, während mit dem trockengemischten Material eine Schicht mit zwischen 7 und 30 % erhalten wurde. Dies zeigte, daß in dem agglomerierten Material keine Entmischung auftrat, wohingegen die Trockenmischung sich zu einem gewissen Ausmaß beim Spritzen trennte, wodurch sich Bereiche ergaben, die an einem Material angereichert waren, wodurch sich Glanzschwankungen über die gespritzte Platte ergaben.

(B) Zweites Beispiel

Komponente A war ein weißer Standard-Glanzpolyester, vernetzt mit TGIC
Komponente B war ein strahlgemahlenes Acrylpulver, herstellt wie nachstehend beschrieben. Zusammensetzung Gewicht (kg) Methylmethacrylat Glycidylmethacrylat 2-Ethylhexylacrylat Triganox 21 (Peroxid-Starter) Xylol
Das Xylol wurde unter Rückfluß erhitzt, und die Methacrylat- und Hexylacrylat-Materialien und 0,025 kg Triganox-Starter wurden während eines Zeitraums von 2 Stunden unter Rückflußkochen hinzugegeben. Das Rückflußkochen wurde noch 1 Stunde lang fortgesetzt und anschließend wurden noch 0,005 kg Triganox-Starter zugegeben und das Rückflußkochen eine weitere Stunde lang fortgesetzt. Das Lösungsmittel wurde abdestilliert, und jeglicher Rückstand wurde anschließend im Vakuum von dem Produkt bei unter 180 ºC abgezogen. Das Produkt besaß bei 200 ºC eine Viskosität von 140 Poise (ICI-Kegel und -Platte), Äquivalentgewicht 568, Zahlenmittelmolekulargewicht 9 900 und Gewichtsmittelmolekulargewicht 24 000.

Acrylpulver-Herstellung

Das Acrylpulver wurde gemäß den nachstehend gezeigten Anteilen in eine einfache Pulverbeschichtungsrezeptur eingearbeitet. Gew.-% Acryl-Polymer Dodecansäure Fließhilfe (Modarez III) Benzoin Füllstoff (Blanc Fixe)
Die obige Rezeptur wurde in einem Hochintensitätsmischer gemischt und mit einem MPC30-Doppelschneckenextruder extrudiert. (Die Temperatureinstellung betrug 125 ºC, Schneckengeschwindigkeit 400 upm, Drehmoment 60 %, Speisegeschwindigkeit 250.) Das resultierende Schnitzelmaterial wurde gemählen (Condux-Mühle) und über ein Sieb von 250 um Maschenweite gesiebt. Dieses Pulver wurde noch unter Verwendung einer Gueso-M100-Strahlmühle (Mikronisierungsluft 9 bar, Speiseluft 1 bar) in der Größe verringert.
Zur Agglomeration wurde ein Henschel-Mischer verwendet, der so modifiziert war, daß er einen Heizmantel, Kühlmantel, ein Schabmesser für die Innenwand und das Innere des Deckels und ein Luftstromlager für den Hauptrotor umfaßte.
Die Agglomeration wurde wie folgt durchgeführt: Die Temperatur wurde auf 72 ºC, die Mischergeschwindigkeit auf 2 000 upm für die erste Minute und anschließend auf 800 upm für den Rest des Verfahrens eingestellt. Das Gerät wurde mit 2 kg eines 95:5- Gemisches von Polyester:Acrylpulver beschickt. Die Laufzeit betrug 30 min.
Die Teilchengrößen der Ausgangsmaterialien (getrennt und gemischt) und des fertigen Produktes wurden unter Verwendung eines Galai-CIS-1-Teilchenklassierers bestimmt. Sie werden als Beweis für die Agglomeration angegeben. Größe, um Polyesterpulver Acryl-Pulver Gemisch (95:5) Endprodukt Durchschnitt
Eine gespritzte und gehärtete Platte besaß die folgenden Glanzmeßwerte: Beobachtungswinkel Glanz (%), Endprodukt
Die Verkleinerung der Fraktionen von < 5 um und < 10 um bei dem Henschel- Verfahren sind ein guter Beweis für die Agglomeration. Der ausgezeichnete Mattierungseffekt des Acrylmaterials wird anhand der Glanzmessungen gezeigt. Obschon sich das Endprodukt während des Auftragens normal versprühen ließ, verhielt sich das Trockengemisch als kohäsives Pulver (Klumpen, Herausspritzen aus der Pistole, ungleichmäßige Pulverwolkendichte).

Beispiel 5

Herstellung von gesprenkelten Oberflächenlacken

Es wurde ein Agglomerat aus zwei gefärbten Polyester/TGIC-Pulveni (blau und weiß) hergestellt, wobei das weiße Pulver die Zusammensetzung der in Beispiel 4 beschriebenen Komponente A aufwies und das blaue Pulver wie folgt zusammengesetzt war: Carboxy-funktioneller Polyester (Säurewert 29) 27 ,70 TGIC 4,50 Carboxy-funktioneller Polyester (Säurewert 30-37) 22,16 Uralac P3 188 Fließhilfenkonzentrat 11 ,08 AcaB-Wach s 0,30 Benzoin 0,20 Pigment: RTC30 (TiO&sub2;-Pigment) 0,82 Pigment: Heucosin Fast Blue G1737 22,16 Füllstoff (Blanc Fixe)
Die Vormischungen für das blaue und weiße Pulver wurden jeweils getrennt auf einen Buss-PLK46-Extruder bei einer Temperatureinstellung von 140 ºC und einer Schnekkengeschwindigkeit von 9 extrudiert. Die resultierenden Extrudate wurden geschrotet und in einer Kek-Mühle mikronisiert und über ein Sieb von 106 um Maschenweite gesiebt, so daß sich in jedem Fall eine mittlere Teilchengröße von 30 bis 35 um und eine Verteilung von 99 % < 120 um und von nicht mehr als 10 % < 10 um ergab.
Die beiden Pulver wurden in einem Verhältnis von 1:1, bezogen auf das Gewicht, durch das vorstehend beschriebene hydraulische Druckverfähren kombiniert. Es wurde ein frei fließendes und fluidisierbares Pulver einer mittleren Teilchengröße von 30 bis 35 um mit einer Verteilung von 90 % < 120 um und nicht mehr als 10 % < 10 um hergestellt.
Das Pulver wurde durch ein normales elektrostatisches Spritzverfahren aufgebracht und 15 min lang bei 200 ºC auf Aluminiumbonderite-711-Platten eingebrannt. Die erzeugten Filme besaßen in der Farbe eine gleichmäßige Heterogenität, d.h. der Sprenkelungsgrad war über die Platte konstant, dies war durch den Cielab-Farbcomputer meßbar. Der Fluß und die Nivellierung und die Glanzniveaus blieben im Vergleich zu ein farbigen Platten unverändert.
Anhand des vorstehend beschriebenen elektrostatischen Trennverfahrens wurde ein Entmiwschungstest durchgeführt. Anhand der Farbmessung über die Breite der Platte kann jede Entmischung nachgewiesen werden. Ein trockengemischtes Gemisch derselben gefärbten Teilchen ergab eine beträchtliche Entmischung über die Platte, wohingegen das agglomerierte Gemisch aus denselben Teilchen keine offensichtliche Entmischung zeigte.

Beispiel 6

(a) Erstes Beispiel

Farbkorrektur

Es wurden drei Farbkomponenten ("Farbgrundlagen") unter Verwendung der folgenden Pigmente hergestellt:
1) Bayferrox 3950, gelbes Eisenoxid
2) synthetisches strahlgemahlenes Eisenoxidrot, Qualitätsgrad 130BM
3) Ruß, stark farbig, Typ B.P. 1300
1) Bayferrox-3950-Grundlage Gew.-%
Carboxy-funktioneller Polyester (Säurewert 32-36) 66,58
TGIC 5,73
Uralac P3188 Fließhilfenkonzentrat 10,00
Carnaubawachs 0,30
Katalysator-Konzentrat (Curazole C17Z) 0,30
Bayferrox-3950-Pigment 6,48
Füllstoff (Blanc Fixe) 10,00
Die Extrusion wurde in einem Buss-PLK46-Extruder bei einer Temperatureinstellung von 140 ºC und einer Schneckengeschwindigkeit von 9 durchgeführt. Das Mikronisieren wurde in einer Kek-Strahlmühlenmaschine durchgeführt. Nach dem Strahlmühlenmahlen unter Verwendung eines Gueso-M100-Gerätes bei einem Speiseluftdruck von 0,5 bar, einer Speisegeschwindigkeit von 70 und einem Mikronisierungsluftdruck von 8-10 bar wies das Pulverprodukt eine Teilchengrößeverteilung von 99 % < 8 um und eine mittlere Teilchengröße von 3,4 um auf.
2) Synthetische mikronisierte Eisenoxidrot-130-BM-Grundlage Gew.-%
Carboxy-funktioneller Polyester (Säurewert 32-36) 71,88
TGIC 6,13
Uralac P3188 10,00
Carnaubawachs 0,30
Benzoin 0,30
Katalysator (Curazole C17Z), Konzentrat 0,60
Rotoxidpigment 130BM 5,79
Füllstoff (Blanc Fixe) 5,00
Die Herstellung war identisch mit derjenigen, die für die Bayferrox-3950-Grundlage (1) vorstehend beschrieben worden war. Das hergestellte Pulver besaß eine Teilchengrößeverteilung von 99 % < 8 um und eine mittlere Teilchengröße von 3,9 um.
3) Stark farbige Rußgrundlage vom Typ BP1300
Gew.-%
Carboxy-funküoneller Polyester (Säurewert 32-36) 67,88 TGIC 5,83 Uralac P3188 10,00 Carnaubawachs 0,30 Benzoin 0,30 Katalysator (Curazole C17Z), Konzentrat 0,60 Rußpigment BP1300 3,09 Füllstoff (Blanc Fixe) 12,00
Die Herstellung erfolgte wie unter (1) vorstehend beschrieben, außer daß eine Schnekkengeschwindigkeit von 8 bei der Extrusion angewendet wurde. Das hergestellte Pulver besaß eine Teilchengrößeverteilung von 99 % < 8 um und eine mittlere Teilchengröße von 3,5 um.
Die Farbgrundlagen wurden anschließend einer pulverförmigen Beschichtungszusammen- setzung von herkömmlicher Größe zugesetzt, die in der Schattierung leicht von der gewünschten Farbe abwich. Die Berechnungen unter Verwendung eines Farbcomputers ergaben die Mengen eines jeden der Pigmente, die erforderlich waren, um eine Farbkorrektur zu erzielen.
Die Agglomeration wurde durch das vorstehend beschriebene hydraulische Druckverfahren durchgeführt. Das resultierende frei fließende und fluidisierbare Pulver besaß eine Teilchengrößeverteilung von 90 % < 120 um und von nicht mehr als 10 % < 10 um.
Zu Vergleichszwecken wurden die drei Pigmente auch bei einer Trockenpigment- Zugabetechnik verwendet.
Das Agglomerat wurde durch normale elektrostatische Spritzverfähren aufgetragen und 15 min lang bei 200 ºC auf Aluminium-Bonderite-711-Platten eingebrannt.
Beide Typen von Korrektionsadditiv führen zu der Farbe, die der Spezifikation entspricht. Die Zugabe der Farbgrundlagen ergab jedoch eine exaktere Korrektur als die Zugabe von Trockenpigmenten. Eine sehr genaue Überprüfung (( 1 5 cm) des Trockenpigment-korrigierten Films zeigte einen Inhomogenitätsgrad, bei dem Bereiche von variierenden Farben sogar mit dem bloßen Auge unterschieden werden konnten. Dies kam bei der Korrektur mit Farbgrundlage nicht vor. Es war keine deutliche Schwankung in Fluß und Egalisierung vorhanden, die durch das vergrößerte Verhältnis von Feststoffen:Bindemittel der Filme zustandekamen.

(b) zweites Beispiel

Herstellung der Komponenten

Ein Polyesterpulver von normaler Teilchengrößeverteilung wurde durch Standardverfähren hergestellt.
Eine zweite Polyester-Komponente wurde wie folgt hergestellt: Gew.-% Polyester-Polymer Triglycidylisocyanurat (TGIC) Molybdatrot-Sicominrot-Pigment Benzoin Acrylat-Fließhilfe Katalysator
Die Bestandteile wurden vor der Extrusion mit einem Buss-PR46-Kno-Knetextruder, der auf eine Zylindertemperatur von 140 ºC und eine Schneckengeschwindigkeit von 8 eingestellt war, in einem Hochintensitätsmischer vermischt. Das Schnitzelmaterial wurde gemahlen und auf unter 250 um gesiebt, bevor es auf 90 Vol.-% < 10 um in der Teilchengröße in einer Gueso-M.100-Strählmuhle (Mikronisier-Luftdruck zwischen 8-10 bar, Speiseluftdruck = 1 bar und Pulvereinspeiserate = 70) gemahlen wurde.

Agglomerationsbedingungen:

2 kg eines Gemisches von 95:5, bezogen auf das Gewicht, von weißem Polyester mit normaler Teilchengrößeverteilung:strählgemählenem organgefarbenem Polyesterpulver wurden in dem modifizierten Henschel-Gerät von Beispiel 4 vorgelegt. Die Bedingungen in dem Gerät waren eine Manteltemperatureinstellung von 65-68 ºC und eine Geschwindigkeit von 1 500 upm 55 min lang. Die Mischgeschwindigkeit wurde auf 1 600 upm eingestellt, und die Temperatureinstellung stieg für weitere 20 min auf 70 ºC an.

Beweis für die Agglomeration:

Die Platten wurden unter Verwendung einer stationären elektrostatischen Pulverspritzpistole, die auf den Mittelpunkt der Platte gerichtet war, gespritzt. Die gebrannten Filme sollten darum aufgrund einer Nicht-Agglomeration durch die Farbunterschiede des Films an unterschiedlichen Stellen auf der Platte eine Trennung der Pulver zeigen. An den Filmen wurden Messungen mit dem Farbcomputer (ICS Colour Systems Micromatch 9000) an den Positionen vorgenommen, die in der Mitte der Platte und in einem eingestellten Abstand darunter (125 mm) lagen.
Die Abweichung in der Farbe zwischen der Position in der Mitte und der eingestellten Position in dem nicht agglomerierten Ausgangsgemisch wurde unter Anwendung derselben Technik mit der Abweichung in dem agglomerierten Produkt verglichen.
ΔE
Ausgangsmaterial 4,69
Produkt 0,94
E ist ein Maß für die Abweichung in der Lage des Vektorraums der Farbvalenzen zwischen zwei Punkten und wird berechnet aus:
ΔE = ΔL + ΔA + ΔB
worin Δ L = Abweichung in der Leuchtkraftachse, d.h. dunkler/heller
worin Δ A = Abweichung in der Grün/Rot-Achse
worin Δ B = Abweichung in der Blau/Gelb-Achse.
Darum liegt die Farbe um so näher zwischen den Lagen, je niedriger der Wert von Δ E ist.
Die Teilchengröße-Analysen der Ausgangsmaterialien und des Endprodukts wurden unter Verwendung eines Galai-CIS-1-Teilchengrößeanalysators durchgeführt. Größe (um) Polyester,weiß Polyester, orange 95:5-Gemisch agglomeriertes Produkt Durchschnitt
Die Verringerung in den Fraktionen < 5 um und < 10 um zeigt an, daß solche Teilchen zur Agglomeration verbraucht worden waren, und der leichte Anstieg der mittleren Teilchengröße ist außerdem ein Beweis für die Verschmelzung der großen weißen Teilchen mit den viel feineren Tönungspulvern.
Dies führte zu einem Film von einer Farbe, die ausgehend von der Farbe des Grundpulvers mit normaler Teilchengröße abgetönt wurde.

Beispiel 7

Abriebfeste Beschichtung

Kalzinierter Bauxit (300 mesh) FQ0060 und Aluminiumoxid mit bis zu 12 % SiO&sub2;, geliefert von C.E. Ramsden, mit einer Teilchengröße von 99 % unter 30 um, einer mittleren Größe von 5,8 um, wurde als Additiv verwendet.
Filmbildende Komponente Gew.-%
Carboxy-funktioneller Polyester (Säurewert 29) 54,67
Uralac P3188 10,93
TGIC 4,86
ACAB-Wachs 0,30
Benzoin 0,20
Pigment: Rußperlen 1300, Schüttgutverwendung 1,70
Füllstoff (Blanc Fixe) 27,34
Zugabe vor dem Mahlen:
Trockenfließadditiv (Siliciumdioxid-Mittel TS100) 0,50
Die Rohmaterialien für die filmbildende Komponente wurden auf einem Buss-PLK46- Laborextruder (Temperatureinstellung auf 140 ºC, Schneckengeschwindigkeitseinstellung 9) extrudiert und nach der Zugabe des Siliciumdioxid-Mittels in einer Kek-Strahlmühle mikronisiert und anschließend unter Verwendung einer Gueso-M100-Maschine (Speiseluftdruck 1 bar, Mikronisierungsdruck 9 bar, Speisegeschwindigkeit 70) strahlgemahlen, so daß sich eine Teilchengröße von 99 % unter 20 um mit einer mittleren Größe von 4,5 um ergab.
Zu dem Pulver wurde Bauxit zu 25 Gew.-% zugegeben, und es wurde anschließend durch das hydraulische Druckverfahren verarbeitet. Das Produkt war ein frei fließendes und fluidisierbares Pulver, Teilchengröße ca. 90 % unter 120 um, 10 % unter 10 um, mittlere Größe 30-35 um.
Das agglomerierte Pulver und die filmbildende Komponente wurden jeweils durch ein elektrostatisches Standard-Spritzverfahren (angelegte Spannung 70 KV) auf eine Taber- Platte, eine kaltgewalzte Stahlplatte von 4" Seitenlänge (10 cm) mit einem Loch von 1/4" (6 mm), das zentral angeordnet war, und einer Dicke von 0,04" (1 mm) aufbracht. Nach 15sminütigem Einbrennen bei 200 ºC wurde die Abriebfestigkeit der Platten durch das Standard-Testverfahren für die Abriebfestigkeit von organischen Beschichtungen durch das Taber-Abriebtestgerät, wie beschrieben in der ASTM D4060-84, bestimmt. Die folgenden genauen Testangaben wurden aufgezeichnet:
Raumtemperatur 20 ºC
Beschichtungsdicke ungefähr 60 um
Abriebräder Calibrase CS-10
aufgelegte Last 1000 g
1000 Verschleißcyclen
Der Gewichtsverlust für die mit dem filmbildenden Pulver überzogene Platte (Standardplatte) und für die mit dem Agglomerat überzogene Platte (Testplatte) war wie folgt:
Gewichtsverlust für Standardplatte = 0,050 g
Gewichtsverlust für Testplatte = 0,021 g
Dies zeigt, daß die Testplatte, die mit dem Agglomerat überzogen worden war, wesentlich resistenter gegenüber einem Verschleiß war als die Standardplatte.

Beispiel 8

Antirutsch-Pulverbeschichtung

Sand mit einer Teilchengröße von 99 % unter 180 um, mittlere Größe 120 um, wurde in einem Ofen getrocknet, mit der Kek-Mühle gemahlen und über ein 150-um-Maschensieb anschließend nochmals über ein 106-um-Maschensieb gesiebt und der pulverisierten fllmbildenden Komponente von Beispiel 7 in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 zugesetzt.
Die Komponenten wurden durch das hydraulische Druckverfähren agglomeriert, obwohl das Pulver über ein 150-um-Maschensieb statt wie angegeben über ein 106-um-Maschensieb gesiebt wurde. Das Produkt war ein frei fließendes und fluidisierbares Pulver, Teilchengröße ca. 99 % unter 180 um, 10 % unter 10 um, mittlere Größe 75 um.
Das agglomerierte Produkt und das Bindemittel wurden jeweils durch ein elektrostatisches Standard-Spritzverfahren (angelegte Spannung 70 KV) auf Gradientenplatten, kaltgewalzter Stahl von 565 mmx100 mmx1 mm Dicke, aufgebracht und 15 min lang bei 200 ºC eingebrannt.
Die Antirutsch-Eigenschaften wurden durch einen Standardtest des Verteidigungsministeriums für Antirutsch-Deckbeschichtungen - DEF STAN 80/73-1 gemessen (siehe Beispiel 2). Die Tests wurden auf einer Gradientenplatte, die mit der filmbildenden Komponente allein (Standardplatte)beschichtet war, und auf einer Platte, die mit der agglomerierten Probe beschichtet war, durchgeführt. Die "Antirutsch"-Platte konnte anschließend mit der Standardplatte verglichen werden, um die Unterschiede in dem statischen Reibungskoeffizienten und dein Gleitreibungskoeffizienten zu bestimmen.
Bei diesem Test wurde eine aufgelegte Last von 5,7 kg diesem verwendet. Für den statischen Reibungskoeffizienten wurden dieselben Werte wie für den Gleitreibungskoeffizienten wie folgt erhalten:
"Standard"-Platte = 0,48
"Antirutsch"-Platte = 0,96
Die "Antirutsch"-Platte bietet klar einen größeren Rutschwiderstand als die "Standard"- Platte.
Durch das elektrostatische Trennverfahren wurde ein Entmischungstest durchgeführt. Sowohl die "agglomerierte" Platte als auch die "trockengemischte" Platte wurden visuell geprüft. Der Sand auf der "agglomerierten" Platte war vollständig von der Pulverbeschichtung eingekapselt und haftete an dem Substrat, wohingegen sich der Sand auf der "trockengemischten" Platte an beiden Enden der Platte gesammelt hatte und abgebürstet werden konnte. Dies zeigte daß in der "trockengemischten" Platte eine Entmischung stattgefunden hatte.

Beispiel 9

Zugabe von Syenex-Streckmittel

(Syenex ist ein Warenzeichen)

Die experimentelle Arbeit hat gezeigt, daß Abnutzungsraten auf den Extrudern, die Rezepturen verarbeiten, die sehr harte Materialien, wie Syenex-Streckmittel einschließen, im Vergleich zu CaCO&sub3;- und BaSO&sub4;-Streckmitteln mit ähnlicher Teilchengröße ungefähr doppelt so groß sind. Ihre Verwendung bei dem Agglomerationsverfähren (und somit die Vermeidung einer Extruderabnutzung) wurde wie folgt getestet:
Syenex, geliefert von der Firma Elkem Nefelin in verschiedenen Qualitäten, wie folgt
Syenex 10 - 99 % unter 8 um, mittlere Größe 2,7 um
Syenex 20 - 99 % unter 20 um, mittlere Größe 5 um
Syenex 30 - 99 % unter 30 um, mittlere Größe 7,5 um
Syenex 40 - 99 % unter 44 um, mittlere Größe 10 um,
wurde zu 5 Gew.-% zu der pulverisierten filmbildenden Komponente von Beispiel 7 gegeben und durch das hydraulische Druckverfahren agglomeriert. Das Produkt war ein frei fließendes und fluidisierbares Pulver, das eine Teilchengröße von 90 % unter 120 um, mit 10 % unter 10 um und einer mittleren Teilchengröße von 30-35 um aufwies.
Das Agglomerat wurde durch das elektrostatische Standard-Spritzverfahren (angelegte Spannung 70 KV) auf Bonderite-B711-Aluminiumplatten zur normalen Verwendung und auf Gradientenplatten, kaltgewalzter Stahl, 565 mmx100 mmx1 mm Dicke, für den Entmischungstest aufgebracht. Sämtliche Platten wurden 15 min lang bei 200 ºC gebrannt. Die Glanzniveaus wurden bei 20 und 60 º unter Verwendung eines Laborreflektometers aufgezeichnet. Der Vergleich einer Platte, die mit dem Standardpulver (Bindemittel-Komponente allein) beschichtet war, mit einer, die mit dem agglomerierten Pulver beschichtet war, zeigte, daß Syenex die Glanzniveaus reduzierte, obschon nicht sehr stark, je gröber die Qualität von Syenex desto stärker war das Glanzniveau reduziert. Der Vergleich der Glanzniveaus der "extrudierten" und "agglomerierten" Platten, die dieselbe Qualität und Menge an Syenex enthielten, wurde ebenfalls vorgenommen. Die "agglomerierten" Platten liefertern eine etwas größere Reduktion des Glanzniveaus.
Die Wirkung der Agglomeration auf die Entmischung wurde ebenfalls getestet. Die "agglomerierte" Platte wurde hinsichtlich des Glanzniveaus unter Verwendung eines Laborreflektometers an fünf verschiedenen Stellen gemessen und die Werte bei 20 º und 60 º aufgezeichnet. Die Messungen erfolgten in der Mitte der Testplatte, 3" (75 mm) in beiden Richtungen von der Mitte und 6" (150 mm) von der Mitte in beiden Richtungen. Dasselbe Verfahren wurde für eine trockengemischte Platte wiederholt. Die Ergebnisse zeigten, daß die agglomerierte Platte entlang ihrer Länge recht konstante Werte aufwies, wohingegen die trockengemischte Platte entlang ihrer Länge stark abweichende Werte ergab, die nahelegen, daß in der trockengemischten Platte eine Trennung auftrat.

Beispiel 10

Texturierte Oberflächenlacke in Filmen durch Zugabe eines thermoplastischen Texturierungsmittels

Das Texturierungsmittel - Celluloseacetatbutyrat 551-0,2 (CAB), geliefert von Eggar Chemicals als Pulver, mit einer Teilchengrößeverteilung von 100 % unter 188 um, 5 % unter 10 um und einem Durchschnitt von 96 um wurde als Additiv verwendet.
Die filmbildende Komponente besaß die Zusammensetzung der Bindemittelkomponente in Beispiel 7, wurde jedoch durch Extrusion auf einem Buss-PLK46-Extruder bei einer Schneckengeschwindigkeit von 80 upm und einer Temperatureinstellung von 140 ºC, und durch Mikronisieren unter Verwendung einer Kek-Strahlmühle, Sieben unter Verwendung eines Handsiebs mit einem Stahlgitter von 106 um hergestellt und wurde anschließend unter Verwendung einer Gueso-M100-Maschine mit dem folgenden eingestellten Bedingungen strahlgemahlen: Speiseluftdruck 1 bar, Mikronisierluftdruck 9 bar, Speisegeschwindigkeit 70. Dies ergab ein Produkt mit einer Teilchengröße von 99 % unter 25 um und einem Durchschnitt von 4,5 um.
Dieses Pulver wurde anschließend mit 0,2 % CAB und unter Anwendung des hydraulischen Standard-Druckverfahrens, das vorstehend beschrieben worden ist, agglomeriert, so daß sich ein frei fließendes und fiuidisierbares Pulver mit einer Teilchengröße von 99 % unter 120 um, Durchschnitt 30-35 um und mit nicht mehr als 10 % unter 10 um ergab. Das Material war zum Auftragen durch elektrostatische Standard-Auftragetech niken unter Verwendung einer angelegten Spannung von 70 KV geeignet.
Die gehärteten Filme einer trockenen Filmdicke von 50 um wurden durch Aufspritzen auf Chromat-vorbehandelte Aluminiumplatten von 6'x 4'x1 mm, Bonderite 711 (Ardrox Pyrene) und durch Einbrennen bei 200 ºC für 15 Minuten Gesamteinbrennzeit (herkömmlicher Kammerofen) hergestellt.
Die visuelle Prüfung zeigte, daß das agglomerierte Produkt einen Textureffekt ergab, obwohl dieser nicht so hervorstechend war wie für das konventionell hergestellte Material derselben Zusammensetzung. Es wird jedoch nicht erwartet, daß sich CAB von dem agglomerierten Produkt beim Auftragen trennt, wohingegen dies bei konventionell hergestellten Produkten auftritt.

Beispiel 11

Zugabe eines triboelektrisch aufladenden Additivs

Erste Komponente: unter Verwendung der folgenden Rezeptur wurde eine pulverförmige Polyester-Glanzbeschichtung hergestellt: Gew.-% Polyester-Polymer TGIC Titandioxid weitere Pigmente Fließmittel Benzoin Wachs
Es wurde ein Pulver von herkömmlicher Teilchengröße hergestellt.
Zweite Komponente: triboelektrisches Ladungsadditiv, strahlgemahlen (77 % < 1 um, 99 % < 4 um, zahlenmäßig). Diese Komponente wurde, bezogen auf das Gewicht des Gesamtgemisches, in einer Menge von 1 Gew.-% zu der ersten Komponente gegeben.
Die Agglomeration des triboelektrischen Ladungsmittels über den Pulverteilchen wurde unter Verwendung des Henschel-Gerätes, das in Beispiel 4(b) beschrieben ist, erreicht. Die Agglomerationsbedingungen waren wie folgt: Temperatur bei 65 ºC, Mischergeschwindigkeit bei 2 100 upm, wobei 2,4 kg Pulver, das 1 % triboelektrisches Ladungsadditiv enthielt, dem Mischer zugesetzt wurden. Das Henschel-Gerät wurde bei dieser Geschwindigkeit 15 min lang betrieben, wonach das Pulver schnell aus dem Gefäß entnommen und abgekühlt wurde. Diese Probe war nun zum Test auf der triboelektrischen Ladungsapparatur bereit.
Es wurden ferner weitere Referenz-Prüfkörper hergestellt, um zu testen, wie sich die Agglomerationen dieses Typs hinsichtlich ihrer Leichtigkeit der Reibungsaufladung bezüglich identischer Zusammensetzungen verhielten, die nicht dieselbe mechanische Behandlung durchlaufen hatten. Diese Referenzproben waren wie folgt:
1) 99 % Polyesterpulver plus 1 % triboelektrisches Ladungsadditiv, zugegeben im Stadium nach dem Mahlen, gemischt durch einfaches kräftiges Schütteln miteinander in einem Plastikbeutel (somit war das triboelektrische Ladungsadditiv eine frei Komponente).
2) 99 % Polyesterpulver plus 1 % triboelektrisches Ladungsadditiv, das in das Polyesterharz als Konzentrat eingeführt wurde (200 ºC für 30 min unter Stickstoff) vor der Herstellung der Probe.
3) 99 % Polyesterpulver plus 1 % triboelektrisches Ladungsadditiv, das in der Rezeptur eingeschlossen und vor dem Extrusionsstadium zugesetzt worden war, obwohl dies im Gegensatz zu dem Konzentratmaterial (Extrusion findet typischerweise bei 120 ºC statt) zu keinem Zeitpunkt der Bearbeitung geschmolzen wäre.
4) 100 % Polyesterpulver, eine Kontrollprobe.
Der Test auf die triboelektrischen Ladungseigenschaften wurde durch Messen des Verhältnisses von Ladung zu Masse von jeder Probe beim Durchlaufen einer Nordsen-ICAB-Pistole gemessen. Die Pulverprobe wurde aus einem Wirbelbett durch eine Länge von PVC-Schlauch zu dem Einlaß der Pistole mit einer ungefähren Geschwindigkeit von 100 g/min geleitet. Sowohl der Luftdruck innerhalb des Bettes als auch derjenige, der in die Pistole eintrat, waren auf konstant 2 bar eingestellt. Nachdem das Pulver die Pistole durchlaufen hatte, wurde es von dem Luftstrom unter Verwendung eines Standard- Cyclons, der auch zur vollständigen Entladung wirkte, abgetrennt, und der Aufbau der elektrostatischen Ladung auf dem Cyclon wurde gemessen und angewendet, um die triboelektrische Ladung zu messen, die auftrat, wenn es durch die Pistole hindurchtrat. Nach dem Sammeln des Pulvers, nachdem es sich von der Luft abgetrennt hatte, wurde seine Masse über einen bekannten Zeitraum gemessen und ein Verhältnis von Ladung zu Masse für diese bestimmte Probe berechnet. Die Probe wurde sodann zu dem Wirbelbett zurückgeführt, und es erfolgt ein weiterer Durchlauf. Jedes Pulver wurde mehrmals getestet, bis gefunden wurde, daß sich die berechneten Verhältnisse von Ladung zu Masse recht gut innerhalb der experimentellen Betriebsfehler stabilisiert hatten, die um 5 % lagen.
Die gesammelten Daten von Ladung zu Masse für die verschiedenen Pulverproben, die auf der triboelektrischen Ladungsapparatur getestet worden waren, sind in Figur 10 gezeigt. Es kann gesehen werden, daß das reine Polyesterpulver sich deutlich weniger als jede der anderen Proben auflud, da das Additiv selbst die Fähigkeit des Polyesters zur Aufladung durch Reibung verstärkte, ohne Rücksicht auf den Weg, auf dem es dem Pulver zugesetzt wurde. Außerdem muß aufgrund der recht dramatischen Ladungsverringerung der Referenzprobe mit der Versuchszahl (1) ein Verlust des Additivs während des Recyclings auftreten, auch wenn eine hochwirksame Rückgewinnungstechnik eingesetzt wird.
Es wurde gefunden, daß sowohl die konzentrierten als auch die extrudierten Proben eine verbesserte triboelektrische Ladungsaktivität zeigten, jedoch in einem Ausmaß, das für eine zufriedenstellende Haftung des Pulvers auf einem metallischen Substrat unter normalen Umständen nicht ausreichend wäre. Dieses Ergebnis scheint die Hypothese zu stützen, daß der Ladungstransfer ein Oberflächenphänomen ist, da die Ladung dieser Proben weniger als diejenige des freien Additivpulvers beträgt, da in diesen Fällen viel Additiv im Inneren der Teilchen eingeschlossen wird.
Die deutlichste Verbesserung in den triboelektrischen Ladungseigenschaften von jeder der hergestellten Proben wurde jedoch in dem agglomerierten Pulver vorgefunden. Dieses Pulver zeigte zwei wichtige Eigenschaften. Erstens zeigte es eine recht deutliche Zunahme in seiner Fähigkeit, sich triboelektrisch aufzuladen (in etwa entsprechend deijenigen der Referenzprobe (1) zu Beginn), was anzeigte, daß das Additiv wirksam arbeitete, und zweitens schien sich die Größe der Ladung nicht wie bei Referenzprobe (1) mit der Anzahl der Durchläufe zu verringern. Dieser zweite Punkt ist von großer Bedeutung, da er beweist, daß die kleinen Additivteilchen physikalisch an das Polyesterpulver gebunden wurden und als Ergebnis ein Verlust dieses Mittels während des Recyclings nur zu in etwa derselben Rate wie der Verlust des Pulvers selbst eintrat.

Beispiel 12

Oberflächenentmischung (Schichtenbildung)

Erste Komponente: Ein weißer Standard-Hochglanz-Polyester wurde durch Sieben unter Verwendung eines 53-um-Siebs in der Größe leicht reduziert, so daß sich 90 Vol.-% < 53 um ergaben.
Zweite Komponente: Ein Glycidyl-funktionelles Acrylpolymer mit einem Äquivalentgewicht von 570, einer Viskosität von 140 Poise (200 ºC, ICI-Zylinder und Platte), Zahlenmittelmolekulargewicht von 9 900 und einem Gewichtsmittelmolekulargewicht von 24 000, wurde auf eine Schnitzelgröße von 3-5 mm granuliert und mit den weiteren Bestandteilen der nachstehend angegebenen Rezeptur vor der Extrusion unter Verwendung eines Buss-Doppelkneters mit einer Zylindertemperatur-Einstellung von 75 bis 85 ºC vorgemischt. Gew.- % Acrylpolymer Dodecansäure Fließhilfe (Modarez) Füllstoff (Blanc Fixe) Violettpigment Benzoin
Das Extrudat wurde abgekühlt und gemahlen, anschließend auf 90 Vol.-% < 53 um gesiebt.
Die Polyester- und Acrylpulver wurden in Anteilen von 80:20, bezogen auf das Gewicht, kombiniert und unter Verwendung eines kleinen Moulinex-Mischers (Produkt I) vorgemischt. Die Zusammensetzung wurde unter Verwendung einer Moore-Presse (hydraulisches Druckverfahren, vorstehend beschrieben) bei 100 ºC 30 sec lang agglomeriert. Das Pellet (Produkt II) wurde zu Schnitzeln aufgebrochen, gemahlen und über ein 106-um-Maschensieb gesiebt, so daß sich das Produkt III ergab.
Zu Vergleichszwecken wurde ein Gemisch aus Polyester- und Acrylpulvern, die mit dem vorstehend beschriebenen identisch waren, durch erneute Extrusion unter Verwendung eines Buss-Doppelkneters bei 90 ºC kombiniert. aus dem Extrudat wurde, wie vorstehend beschrieben, ein Pulver erhalten (Produkt IV).
Die Beständigkeit gegen eine Entmischung beim Aufbringen wurde unter Anwendung des vorstehend beschriebenen Standardtests getestet, bei dem ein Pulver durch eine stationäre Pistole auf eine horizontal angeordnete Platte aufgespritzt wird. Die Platten wurden bei 180 ºC 10 min gebrannt. Die Farbmessungen erfolgten in der Mitte und 20 cm von der Mitte der Platte (in horizontaler Richtung). Da das Acrylpulver violett und der Polyester weiß ist, lieferte die Farbmessung ein Zeichen für die Zusammen- setzung auf der Platte, und der Farbunterschied über die Platte kann als Maß der Entmischung verwendet werden.
Im Gegensatz zu dem agglomerierten Pulver III zeigte das Gemisch aus Polyester- und Acrylpulver (Produkt I) eine deutliche Tendenz zur Entmischung während des Aufbringens, wobei sich der Polyester vorzugsweise in der Mitte der Platte abschied und das Acryl zu einer Abscheidung außerhalb der Mitte neigte.
Farbunterschied
AE
Produkt I 35,2
Produkt III 0,6
Dies zeigt deutlich, daß die Agglomeration der beiden Komponenten das Entmischen während des Aufbringens verhindert.
Das Ausmaß der Oberflächenentmischung (Schichtenbildung) wurde durch Farbmessungen unter Verwendung eines Cielab-Farbcomputers (10º-Beleuchtungsleuchtkörper D65) getestet. Die einzelnen Komponenten und die Pulver III und IV vorstehend wurden auf eine Platte aufgebracht und bei 180 ºC 10 min lang vor der Farbmessung eingebrannt. Für Produkt II wurde das flache gepreßte Pellet (das nicht einer Brennbehandlung unterzogen worden war) verwendet. Dies stellt die engste Annäherung an die Farbe dar, die durch Mischen der festgelegten Anteile von Weiß und Violett hervorgebracht wurde. weißer Polyester violettes Acryl Produkt II Produkt III Prndukt IV
III ergab eine sehr viel tiefere Schattierung als IV und IV eine tiefere als III.
Der Vergleich der Farbe von Produkt III mit derjenigen von Produkt II zeigt, daß die Acrylkomponente zur Wanderung auf die Oberfläche während der Filmbildung neigte. Der Vergleich von Produkt III mit Prödukt IV zeigt, daß die Wanderung viel wirksamer war, wo das Produkt auf dem Wege der Agglomeration hergestellt worden war, im Gegensatz zur Coextrusion der Polyester- und Acrylkomponente.
Das Beispiel liefert eine Bestätigung für unsere Ansicht, daß die Oberflächenentmischung dadurch beschleunigt wird, indem die trennenden Komponenten als diskrete Domänen von beträchtlicher Größe vorliegen, bevor die Filmbildung beginnt. Im Gegensatz dazu ist die Oberflächenentmischung ernsthaft verzögert, wenn die Komponenten innig vermischt werden.
In den obigen Beispielen entsprechen die Geschwindigkeitseinstellungen des Buss- Extruders den folgenden tatsächlichen Schneckengeschwindigkeiten.
Einstellung 7 - 75 upm
8 - 85 upm
9 - 93 upm
Der Füllapparat für die Gueso-M100-Strahlmühle war ein ACCURATGE- Füllapparat, Modell 310, vertrieben von March Systems Limited.
Die obigen Beispiele sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt. TABELLE Beispiel Größe, erste filmbildende Komponente Additiv Anteil Ergebnis Agglomerat-Typ Katalysator Kautschuk-Schlagfestmacher ungefärbt Acryl unterschiedlich gefärbter Polyester Bauxit Sand Streckmittel Syenex Triboelektrisches Ladungsadditiv wie erforderlichDurchschnitt schneller gelierend geringe Reibung verbesserte Schlagzähigkeit Glanzreduktion gesprenkelter OberflächenlackFarbtönung/Korrektur Abriebfestigkeit Antirutsch-Beschichtung Kostenverringerung geringerer Extruderverschleiß Textur triboelektrischerLadungs-effekt, beibehalten beim Recycling Schichtenbildung b = ≥ 90 Vol.-% < 50 um, > 10 %-Vol.-% ≥ 20 um, Durchschitt 15-35 um (fluidisierbar) c = > 10 Vol.-% ≥ 50 um, > 90 Vol.-% < 70 um, < 70% Vol.-% < 50um, Durchschnitt 35-60 um (fluidisierbar) d = ≥ 90 % Vol.-% < 20 um, Durchschnitt 1,5-12 um (nicht fluidisierbar) (f) = fluidierbar (nf) = nicht fluidisierbar

Claims

1. Pulverförmige Beschichtungszusammensetzung, in der die Pulverteilchen ein Agglomerat aus einzelnen teilchenförmigen Komponenten darstellen, die verschmolzen oder miteinander zu Teilchenverbünden zusammengeschlossen sind und worin die einzelnen teilchenförmigen Komponenten eine primäre filmbildende Komponente und ein oder mehrere weitere Komponenten umfassen, die ausgewählt sind aus filmbildenden und nichtfilmbildenden Komponenten mit der Maßgabe, daß

- falls das Agglomerat eine metallische oder eine glanzverleihende Komponente und eine fluidisierbare filmbildende Komponente enthält, es ebenfalls eine inkompatible filmbildende Komponente oder eine Komponente, die sich nichtfilmbildend verhält, oder zwei oder mehrere solcher Komponenten enthält und

- falls das Agglomerat zwei oder mehrere verschiedenfarbige kompatible filmbildende Komponenten und gegebenenfalls eine ungefärbte kompatible filmbildende Komponente enthält und falls die Größe der Teilchen in jeder dieser filmbildenden Komponenten klein genug ist, daß, wenn der pulverförmige Überzug auf ein Substrat aufgebracht und unter Bildung eines kontinuierlichen Überzugs erhitzt wird, die Unterschiede in der Farbe in dem gehärteten Pulverüberzug, die von den unterschiedlich gefärbten Teilchen und irgendwelchen ungefärbten Teilchen herrühren, von dem menschliche Auge nicht unterschieden werden können, es ferner eine inkompatible filmbildende Komponente oder eine nichtfilmbildende Komponente oder zwei oder mehrere solcher Komponenten enthält.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, die eine filmbildende Komponente, die mit der primären filmbildenden Komponente inkompatibel ist, und/oder eine oder mehrere nichtfilmbildende Komponenten umfaßt.

3. Pulverförmige Überzugszusammensetzung, in der die Pulverteilchen ein Agglomerat aus einzelnen teilchenförmigen Komponenten darstellen, die verschmolzen oder miteinander zu Teilchenverbünden zusammengeschlossen sind und worin die einzelnen teilchenförmigen Komponenten umfassen:

A. eine primäre gefärbte oder ungefärbte filmbildende Komponente und

B. (i) eine gefärbte oder ungefärbte filmbildende Komponente, die mit der primären filmbildenden Komponente (A) inkompatibel ist, oder eine nichtfilmbildende Polymerkomponente oder

(ii) ein Additiv, das sich nichtfilmbildend verhält, oder zwei oder mehrere von einer von solchen Komponenten, die in (i) und (ii) definiert worden sind, und/oder

(iii) im Falle einer primären filmbildenden Komponente (A), die gefärbt ist, eine weitere unterschiedlich gefärbte kompatible filmbildende Komponente, wobei die Teilchengrößen dieser beiden Komponenten so sind, daß, wenn die Zusammensetzung auf ein Substrat aufgebracht und unter Bildung eines kontinuierlichen Überzugs erhitzt wird, die Unterschiede in der Farbe in der gehärteten Zusammensetzung, die von den unterschiedlich gefärbten Teilchen herrühren, von dem menschlichen Auge unterschieden werden können, oder

(iv) im Falle einer primären filmbildenden Komponente (A), die gefärbt und fluidisierbar ist, eine oder mehrere weitere unterschiedlich gefärbte Komponenten, ausgewählt aus Farbpigmenten und filmbildenden Komponenten, die mit den primären filmbildenden Komponenten kompatibel sind, eine jede von einer solchen Farbe und in einer solchen Menge und von einer Teilchengröße, die klein genug ist, daß, wenn die Zusammensetzung auf ein Substrat aufgebracht und unter Bildung eines kontinuierlichen Überzugs erhitzt wird, die Unterschiede in der Farbe in der gehärteten Zusammensetzung, die von den uterschiedlich gefärbten Teilchen herrrühren, von dem menschlichen Auge nicht unterschieden werden können.

4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ein oder mehrere teilchenförmige Komponenten umfaßt, ausgewählt aus Texturierungsmitteln, metallischen oder Glimmerpigmenten, Farbpigmenten und Füllern/Streckmitteln.

5. Pulverförmige Überzugszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ein oder mehrere teilchenförmige Komponenten umfaßt, die sich nichtfilmbildend verhalten, ausgewählt aus zerbrechlichen Additiven, Extruder-blockierenden oder -beschädigenden Additiven, wärmeempfindlichen Additiven, Reibungs- und Corona-aufladenden Additiven und wasserlöslichen Additiven.

6. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die ein oder mehrere teilchenförmige Komponente(n) umfaßt, die sich nichtfilmbildend verhalten, ausgewählt aus Schlagfestmachern, reibungsreduzierenden Additiven, Verstärkungsmitteln, Mikrokapseln, Zink, Sand, Metallcarbiden, Bauxit und weiteren Schleifmaterialien, Katalysatoren, biologischem Material, Intumeszenzpigmenten, thermochromen Pigmenten und weiteren wärmeempfindlichen Materialien, Reibungs- und Corona-aufladenden Additiven und wasserlöslichem Material.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die einzelnen teilchenförmigen Komponenten umfassen:

A. eine primäre gefärbte oder ungefärbte filmbildende Komponente und

B. (a) eine gefärbte oder ungefärbte filmbildende Komponente, die mit der primären filmbildenden Komponente (A) inkompatibel ist, oder eine nichtfilmbildende Polymerkomponente oder

(b) ein Additiv, das sich nichtfilmbildend verhält, ausgewählt aus Schlagfestmachern, reibungsreduzierenden Additiven, Verstärkungsmitteln, Mikrokapseln, Zink, Sand, Metallcarbiden, Bauxit und weiteren Schleifmaterialien, Katalysatoren, biologischem Material, Intumeszenzpigmenten, thermochromen Pigmenten und weiteren wärmeempfindlichen Materialien, Reibungs- und Corona-aufladenden Additiven und wasserlöslichem Material, oder

(c) ein nichtfilmbildendes Additiv, ausgewählt aus Texturierungsmitteln, herkömmlichen Glanzreduktionsmitteln und Füllern/Streckmitteln, oder oder zwei oder mehrere von irgendeiner von solchen Komponenten, die in (a), (b) und (c) definiert worden sind, und/oder

(d) im Falle einer primären filmbildenden Komponente (A), die gefärbt ist, ein oder mehrere weitere unterschiedliche gefärbte kompatible filmbildenden Komponenten, wobei die Teilchengrößen von jedem der filmbildenden Komponenten A und B(d) so sind, daß, wenn die Zusammensetzung auf ein Substrat aufgebracht und unter Bildung eines kontinuierlichen Überzuges erhitzt wird, die Unterschiede in der Farbe in der gehärteten Zusammensetzung, die von den unterschiedlich gefärbten Teilchen herrühren, durch das menschliche Auge unterschieden werden können, oder

(e) im Falle einer primären filmbildenden Komponenten (A), die gefärbt und fluidisierbar ist, eine oder mehrere weitere unterschiedlich gefärbten Komponenten, ausgewählt aus Farbpigmenten und filmbildenden Kornponenten, die mit der primären filmbildenden Komponente kompatibel sind, jedes von einer solchen Farbe und einer Menge und von einer Teilchengröße, die klein genug, daß, wenn die Zusammensetzung auf ein Substrat aufgebracht und unter Bildung eines kontinuierlichen Überzuges erhitzt wird, die Unterschiede in der Farbe in der gehärteten Zusammensetzung, die von den unterschiedlich gefärbten Teilchen herrühren, nicht durch das menschliche Auge unterschieden werden können.

8. Pulverförmige Überzugszusammensetzung, in der die Pulverteilchen ein Agglomerat von einzelnen teilchenförmigen Komponenten sind, die zu Verbundteilchen verschmolzen oder miteinander zusammengelagert sind und worin die einzelnen teilchenförmigen Komponenten umfassen:

A. eine primäre gefärbte oder ungefärbte filmbildende Komponente und

B. (i) eine gefärbte oder ungefärbte filmbildende Komponente, die sich in der Zusammensetzung und/oder Teilchengröße von der primären filmbildenden Komponente (A) unterscheidet, oder

(ii) ein nichtfilmbildendes Additiv, ausgewählt aus Schlagfestmachern, reibungsreduzierenden Additiven, Verstärkungsmitteln, Mikrokapseln, Zink, Sand, Metallcarbiden, Bauxit und weiteren Schleifmaterialien, Katalysatoren, biologischem Material, Intumeszenzpigmenten, thermochromen Pigmenten und weiteren wärmeempfindlichen Materialien, Reibungs- und Corona-aufladenden Additiven und wasserlöslichem Material, oder

(iii) ein nichtfilmbildendes Additiv, ausgewählt aus Texturierungsmitteln, herkömmlichen Glanzreduktionsmitteln und Füllern/Streckrnitteln oder zwei oder mehrere von irgendeiner von solchen Komponenten, die in (i), (ii) und (iii) definiert worden sind, und/oder

mit der Maßgabe, daß, falls das Agglomerat zwei oder mehrere kompatible filmbildende Komponenten enthält und die Größe der Teilchen in jedem dieser filmbildende Komponente klein genug ist, so daß wenn der pulverförmige Überzug auf ein Substrat aufgebracht und unter Bildung eines kontinuierlichen Überzuges erhitzt wird, die Unterschiede in der Farbe in dem gehärteten pulverförmigen Überzug, die von den unterschiedlich gefärbten Teilchen und irgendwelchen ungefärbten Teilchen herrühren, nicht von dem menschlichen Auge unterschieden werden können, es auch als eine der definierten Komponenten eine filmbildende Komponente, die (i) sich in der Kompatibilität der primären filmbildenden Komponente (A) unterscheiden, oder ein nichtfilmbildendes Additiv (ii) oder (iii) oder zwei oder mehrere solcher Komponenten enthält.

9. Zusammensetzung nach Anspruch 8, worin sich die filmbildenden Komponenten A und B(i) hinsichtlich der Gegenwart oder Abwesenheit von Pigment oder in der Pigmentmenge und/oder Farbe unterscheiden und sich gegebenenfalls auch in der Teilchengröße unterscheiden.

10. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin die primäre filmbildende Komponente gefärbt und fluidisierbar ist und das Agglomerat ein oder mehrere unterschiedlich gefärbte Komponenten umfaßt, ausgewählt aus Farbpigmenten und filmbildenden Komponenten, die mit dem primären fllmbildenden Mittel kompatibel sind, jede in einer solchen Farbe und in einer Menge und in einer Größe, die klein genug ist, daß, wenn die Zusammensetzung auf ein Substrat aufgebracht und unter Bildung eines kontinuierlichen Überzugs erhitzt wird, die Unterschiede in der Farbe in der gehärteten Zusammensetzung, die von den unterschiedlich gefärbten Teilchen herrühren, nicht durch das menschliche Auge unterschieden werden können.

11. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin die primäre filmbildende Komponente gefärbt ist und das Agglomerat eine unterschiedlich gefärbte kompatible filmbildende Komponente umfaßt, wobei die Teilchengrößen dieser Komponenten so sind, daß, wenn die Zusammensetzung auf ein Substrat aufgebracht und unter Bildung eines kontinuierlichen Überzugs erhitzt wird, die Unterschiede in der Farbe in der gehärteten Zusammensetzung, die von den unterschiedlich gefärbten Teilchen herrühren, durch das menschliche Auge unterschieden werden können.

12. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die zwei oder mehrere gefärbte kompatible filmbildende Komponenten umfaßt, wobei die Teilchengröße von jeder dieser Komponenten niedrig genug ist, daß, wenn die Zusammensetzung auf ein Substrat aufgebracht und unter Bildung eines kontinuierlichen Überzuges erhitzt wird, die Unterschiede in der Farbe in der gehärteten Zusammensetzung, dievon den unterschiedlich gefärbten Teilchen herrühren, nicht von dem menschlichen Auge unterschieden werden können.

13. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, die eine zweite filmbildende Komponente oder eine nichtfilmbildende Komponente umfaßt, wobei die Identität, Menge und Teilchengröße dieser Komponente und der primären filmbildenden Komponente so ist, daß, wenn der Pulverüberzug auf ein Substrat aufgebracht und unter Bildung eines kontinuierlichen Überzuges erhitzt wird, diese Komponenten inkompatibel sind, und ein mattierender Effekt erhalten wird.

14. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, die eine zweite filmbildende Komponente oder eine nichtfilmbildende Komponente umfaßt, wobei die Identität, Menge und Teilchengröße dieser Komponente und der primären filmbildenden Komponente so ist, daß, wenn der Pulverüberzug auf ein Substrat aufgebracht und unter Bildung eines kontinuierlichen Überzuges erhitzt wird, sich diese beiden Komponenten trennen und ein Mehrschichtensystem bilden.

15. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, worin die primäre filmbildende Komponente zu mehr als 10 Vol.-% ≥ 50 um ist.

16. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, worin die primäre filmbildende Komponente zu wenigstens 90 Vol.-% eine Teilchengröße < 50 um aufweist.

17. Zusammensetzung nach Anspruch 16, worin die primäre und/oder eine weitere filmbildende Komponente eine Teilchengröße von wenigstens 90 Vol.-% < 50 um, von mehr als 10 Vol.-% ≥ 20 um besitzt und eine mittlere Teilchengröße im Bereich von 15 bis 35 um aufweist.

18. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, worin die primäre und/oder eine weitere filmbildende Komponente eine Teilchengröße von wenigstens 90 Vol.-% < 20 um, vorzugsweise von wenigstens 90 Vol.-% < 10 um aufweist und vorzugsweise eine mittlere Teilchengröße im Bereich von 1,5 bis 12 um besitzt.

19. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die umfaßt:

(i) eine filmbildende Komponente von mehr als 10 Gew.-% ≥ 50 um und einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 25 bis 50 um, vorzugsweise von 35 bis 50 um und vorzugsweise mit nicht mehr als 70 % < 50 um und

(ii) eine filmbildende oder nichtfilmbildende Komponente von wenigstens 90 Vol.-% < 20 um, vorzugsweise von wenigstens 90 Vol.-% < 10 um und vorzugsweise einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 1,5 bis 12 um, oder zwei, oder mehrere von solchen Komponenten.

20. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder nach Anspruch 12, worin jede Komponente unabhängig von den anderen von einer in Anspruch 18 definierte Größe ist.

21. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die eine fllmbildende Komponente umfaßt, die eine wie in Anspruch 18 definierte Teilchengröße besitzt und als größer dimensionierte Komponente eine inkompatible filmbildende Komponente oder eine nichtfilmbildende Komponente umfaßt.

22. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder Anspruch 11, worin jede Komponente unabhängig von den anderen die in Anspruch 17 definierte Größe aufweist.

23. Zusammensetzung nach Anspruch 14, die die folgenden inkompatiblen filmbildenden Komponenten umfaßt:

(i) Acryl- und

(ii) Polyester oder

(i) Polyvinylidendifluorid, coextrudiert mit Acryl- und

(ii) Epoxy, Polyester, Polyurethan oder Polyester, coextrudiert mit Epoxy, oder

(i) Polyvinylidendifluorid und

(ii) Epoxy

und worin eine oder beide der Komponenten (i) und (ii) die in Anspruch 17 definierte Teilchengröße besitzt.

24. Zusammensetzung nach Anspruch 23, worin Komponente (ii) wenigstens 10 Gew.-% der gesamten filmbildenden Komponenten ausmacht.

25. Zusammensetzung nach Anspruch 24, worin die Komponente (ii) 25 bis 50 Gew.-% der gesamten filmbildenden Komponenten ausmacht.

26. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, die zur Reduktion des Glanzes eine filmbildende Komponente, die mit der primären filmbildenden Komponente inkompatibel ist, oder eine nichtfilmbildende Polymerkomponente umfaßt, wobei die glanzreduzierende inkompatible Komponente vorzugsweise eine wie in Anspruch 18 definierte Größe besitzt.

27. Zusammensetzung nach Anspruch 26, worin die glanzreduzierende inkompatibel Komponente bis zu 15 % der gesamten filmbildenden Komponenten ausmacht.

28. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, worin die durchschnittliche Teilchengröße des Agglomerats im Bereich von 25 bis 50 um liegt.

29. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß eine primäre filmbildend Komponente und eine oder mehrere unterschiedliche Komponenten bereitgestellt werden, ausgewählt aus den filmbildenden Komponenten und den nichtfilmbildenden Komponenten, wie in einem der Ansprüche 1 bis 28 definiert, und die Komponenten zu verschmolzenen Verbundteilchen gemischt und agglomeriert werden, so daß der Verbund luftfluidisierbar ist und durch elektrostatisches Sprühen auf ein Substrat aufgebracht werden kann.

30. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß eine primäre filmbildende Komponente und eine oder mehrere weitere unterschiedliche Komponenten, ausgewählt aus den filmbildenden Komponenten und nichtfilmbildenden Komponenten bereitgestellt werden, und dadurch, daß wenigstens eine der filmbildenden Komponenten zerkleinert wird und falls es angemessen oder erforderlich ist, eine oder mehrere nichtfilmbildende Komponente(n), wie in einem der Ansprüche 1 bis 28 definiert, bereitgestellt werden und die Komponenten zu Verbundteilchen gemischt und agglomeriert werden, so daß die Zusammensetzung luftfluidisierbar ist und durch elektrostatisches Sprühen auf ein Substrat aufgebracht werden kann.

31. Verfahren nach Anspruch 29 oder Anspruch 30, bei dem die gemischten Teilchen agglomeriert werden, um geschmolzene Verbundteilchen einer mittleren Teilchengröße von 15 bis 80 um zu erzeugen.

32. Verfahren nach Anspruch 31, bei dem die gemischten Teilchen agglomeriert werden, um verschmolzene Verbundteilchen einer mittleren Teilchengröße von 25 bis 50 um zu erzeugen.

33. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, bei dem das Mischen und Agglomerieren durch ein Lösungsmittel-Agglomerationsverfahren durchgeführt werden.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, bei dem die Komponenten als trockene Pulver vermischt werden und die Teilchen mechanischen Kräften unterzogen werden, die ausreichen, um die Agglomeration der Teilchen durch Verschmelzen zu verursachen.

35. Verfahren zum Pulverüberziehen eines Substrats, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 28 auf das Substrat aufgebracht und unter Bildung eines kontinuierlichen Überzugs erhitzt wird.

36. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 28 zur Verwendung bei einem Pulverüberzugsverfahren.

37. Verwendung eines Additivs, ausgewählt aus den filmbildenden Komponenten, die eine durchschnittliche Teilchengröße von wenigstens 90 Vol.-% < 50 um und von mehr als 10 Vol.-% ≥ 20 um und eine mittlere Teilchengröße im Bereich von 15 bis 35 um besitzen; Schlagfestmachern, reibungsreduzierenden Additiven, Verstärkungsmitteln, Mikrokapseln; Zink, Sand, Metallcarbiden, Bauxit und weiteren Schleifmaterialien; Katalysatoren; biologischem Material, Intumeszenzpigmenten, thermochromen Pigmenten und weiteren wärmeempfindlichen Materialien, Reibungs- und Corona-aufladenden Additiven;und wasserlöslichem Material, als getrennte teilchenförmige Komponente bei der Herstellung eines Verbundes in Form eines verschmolzenen oder zusammengeschlossenen Agglomerats von unterschiedlichen teilchenförmigen Komponenten zum Pulverüberziehen eines Substrats.

38. Verwendung eines acrylischen Filmbildners als oder in einer getrennten teilchenförmigen Komponente zur Zugabe zu einer teilchenförmigen Polyester-, Epoxy-, Polyester-Epoxy- oder Polyurethan-Komponente zur Herstellung einer Zusammensetzung in Form eines verschmolzenen oder zusammengeschlossenen Agglomerats aus unterschiedlichen teilchenförmigen Komponenten zum Pulverüberziehen eines Substrats.