DE69724032T3

DE69724032T3 - Zweikomponenten-Pulverlackzusammensetzung und Verfahren zum Überstreichen von Holz mit dieser Zusammensetzung

Info

Publication number: DE69724032T3
Application number: DE69724032T
Authority: DE
Inventors: Glenn D. Birdsboro Correll; Joseph J. Reading Kozlowski; Andres T. Sinking Spring Daly; Richard P. Reading Haly; Jeno Wernesville Muthiah; Eugene P. Wyomissing Reinheimer; Paul R. Reading Horinka
Original assignee: Rohm and Haas Chemicals LLC
Current assignee: Rohm and Haas Chemicals LLC
Priority date: 1996-05-06
Filing date: 1997-05-01
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2017-05-02
Also published as: US5714206A; USRE36742E; DE69724032D1; EP0806445A3; US6077610A; ES2257007T3; EP0806445B1; CA2202336C; DE69735142D1; CA2202336A1; ES2205125T5; EP0806445B2; MX9703117A; EP0806445A2; ES2205125T3; DE69724032T2; US5907020A; EP0942050B1; EP0942050A3; EP1424142A1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Zweikomponenten-Beschichtungspulversystem, mit welchem die Härtung einer Beschichtung mit einer signifikant höheren Geschwindigkeit und/oder bei einer signifikant niedrigeren Temperatur erfolgt und eine ungewöhnlich glatte Oberfläche erzeugt. Diese Erfindung betrifft auch eine thermisch stabile Pulverbeschichtung, bei der weiße Beschichtungen während der thermischen Härtung nicht gilben. Diese Erfindung betrifft auch die elektrostatische Beschichtung von Metall und insbesondere die triboelektrische Beschichtung von Holz mit einem Beschichtungspulver sowie die Härtung jener Beschichtung mit einer angenehmen Glattheit.
Üblicherweise wurden Beschichtungspulver durch Extrudieren eines Gemisches von Harzen und Härtungsmitteln, um ein homogenes Gemisch zu erhalten, und anschließendes Vermahlen des Extrudates und Sieben des zerkleinerten Produktes, um die erwünschten Teilchengrößen und die erwünschte Teilchengrößenverteilung zu erhalten, gewonnen. Das Pulver wird dann elektrostatisch auf ein Substrat aufgesprüht, üblicherweise auf ein Metallsubstrat, und bei Temperaturen von wesentlich mehr als 93°C (200°F) gehärtet. Solche Pulver sind beispielsweise in der US-A-5 212 263 beschrieben, wo ein Epoxyharz in der Schmelze mit Methylendisalicylsäure als Härtungsmittel vermischt wird und ein Härtungskatalysator, der ein Addukt von Imidazol oder eines substituierten Imdiazols mit einem Bisphenol A-Epoxyharz zugemischt wird. Die Härtung von Pulverbeschichtungen auf hitzeempfindlichen Materialien, wie Holz, Kunststoff und dergleichen, war begrenzt durch die Tatsache, dass die Extrusion einer Mischung eines Harzes und eines Niedertemperatur-Härtungsmittels, d. h. eines solchen, welches bei 93°C (200°F) oder darunter aktiv ist, das Beschichtungspulver dazu bringen würde, in dem Extruder zu gelieren, da die Extrusion typischerweise genug Wärme erzeugt, um die Temperatur auf 93°C (200°F) oder höher zu steigern. Es wurde im gesamten Stand der Technik angenommen, dass das Härtungsmittel mit dem Harz durch Extrudieren vermischt werden muß, um eine gleichmäßige Härtung und ein gleichmäßiges Filmaussehen zu bekommen. Es wurde auch gewöhnlich akzeptiert, dass ein Film mit geringem Glanz bei einer hohen Temperatur, z. B. etwa 149°C (300°F) oder höher, gehärtet werden muß.
Über die Pulverbeschichtung von Holz wurde in der Literatur viel gesagt, doch sehr wenig darüber, wie sie bewerkstelligt werden kann. Wie Douglas S. Richart in seinem Artikel ausführte, der in der POWDER COATINGS-Ausgabe vom April 1996 veröffentlicht wurde, ist die Beschichtung von Holz mit einem Härtungspulver bei niedriger Temperatur nahezu unmöglich, da die Beschichtung bei einer Temperatur unterhalb 93°C (200°F) gehärtet werden muß und das Harz eine Fließtemperatur von 5 bis 11°C (10 bis 20°F) geringer als jene hat. Ein solches Harz neigt zum Blockieren während der Lagerung bei Normaltemperaturen. Richart geht so weit zu sagen, dass das Härtungsmittel ausreichend reaktiv sein muß, damit das Pulver in einer annehmbaren Zeit bei solch niedrigen Temperaturen härtet. Dies führt aber zu einem möglichen Hitzehärten des Harzes im Extruder. Er spricht von elektrostatischem Aufsprühen eines Pulvers mit einer blockierten Isocyanatgruppe auf Holz, Erhitzen der Beschichtung in einem Infrarotofen und anderen Ofentypen unter Bildung eines glatten Überzuges und Härtung desselben mit Ultraviolettstrahlung.
In seinen technischen Bulletins zeigt Boise Cascade die Verwendung von handbetriebenen elektrostatischen Sprühpistolen beim Beschichten und Härten des glatten Überzuges mit Ultraviolettstrahlung.
Bei dieser Erfindung wird das Epoxyharz zunächst mit einer kleinen Katalysatormenge oder mit einem niedrigen Gehalt eines Niedertemperatur-Härtungsmittels extrudiert und dann vermahlen und in der üblichen Weise klassiert. Zusätzliche Mengen des Niedertemperatur-Härtungsmittels in Pulverform werden dann mit dem pulverförmigen Extrudat gemischt, um die Konzentration des Härtungsmittels zu erhöhen, während das Problem eines vorzeitigen Gelierens vermieden wird. Überraschenderweise wird die Zeit, die zum Erhalten eines glatten gehärteten Films erforderlich ist, signifikant vermindert. Es war ferner überraschend, dass ein Film mit geringem Glanz bei Härtungstemperaturen weit unter 149°C (300°F) erhalten wurde.
Die vorliegende Erfindung besteht aus einem Beschichtungspulvergemisch mit zwei Komponenten, das

A. ein extrudiertes Gemisch eines selbsthärtenden Epoxyharzes und i) eines Katalysators, der ein Epoxyaddukt eines Imidazols der allgemeinen Formel
umfasst, worin R¹, R², R³ und R⁴ unabhängig voneinander Wasserstoff oder irgendeinen Substituenten bedeuten, der nicht mit dem Epoxyharz reagiert, und/oder ii) eines Niedertemperatur-Härtungsmittels, das bei 93°C (200°F) oder darunter aktiv ist, in einer zum Bewirken einer wesentlichen Härtung des Harzes während des Extrudierens unzureichenden Menge, und
B. eine getrennte Menge des gleichen oder eines verschiedenen Niedertemperatur-Härtungsmittels, das bei 93°C (200°F) oder weniger ausreichend aktiv ist, die Härtung zu vervollständigen, umfasst, wobei dieses extrudierte Gemisch und das Niedertemperatur-Härtungsmittel in Pulverform vorliegen.

Es können somit ein Beschichtungspulver für hitzeempfindliche Substrate, wie Holz, und eine Methode zur Beschichtung solcher Substrate bei einer niedrigen Temperatur und ohne die Probleme, die mit flüchtigen organischen Lösungsmitteln verbunden sind, zur Erzeugung einer glatten Beschichtung mit geringem Glanz bereitgestellt werden.
Das Härtungssystem dieser Erfindung kann beim Beschichten von Glas, Keramik und graphitgefüllten Verbundstoffen sowie metallischen Substraten, wie Stahl und Aluminium, verwendet werden, jedoch liegt die besondere Brauchbarkeit der Beschichtung hitzeempfindlicher Substrate, wie Kunststoffe, Papier, Karton und Holz, darin, diese Methode als eine gewerblich brauchbare Alternative zu den flüssigen Beschichtungen darzustellen, die fast universell in der Vergangenheit benutzt wurden. Zum Zwecke dieser Erfindung wird Holz als irgendein Lignocellulosematerial definiert, unabhängig davon, ob es von Bäumen oder anderen Pflanzen stammt und in seiner natürlichen Form, in einer Sägemühle geformt, zu Brettern getrennt und zu Sperrholz verarbeitet, oder in Späne umgewandelt und zu Spanplatten verarbeitet vorkommt. Beispiele sind Nutzholz, Paneele, Formplatten, Verkleidungsplatten, Grobspanplatten (OSB-Platten), Hartfaserplatten, mitteldichte Faserplatten (MDF-Platten) und dergleichen. Spanplatten können Standardspannplatten oder behandelt sein, um ihre elektrische Leitfähigkeit zu verbessern. Holz mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 3 bis 10 Gew.-% ist für die Zwecke dieser Erfindung geeignet. Eine poröse Spanplatte, die mit einer Beschichtungszusammensetzung aus einer leitfähigen Flüssigkeit vorbeschichtet und gehärtet worden ist, kann auch als Substrat für das Beschichtungspulver dieser Erfindung dienen. Beispielsweise wird ein glatter, 51 bis 75 μm (2 bis 3 mil) dicker Pulverüberzug auf einer 12,7 bis 25,4 μm (0,5 bis 1 mil) dicken UV- oder thermisch gehärteten Vorbeschichtung erhalten. Ohne Vorbeschichtung muß eine glatte Pulverbeschichtung etwa 229 μm (9 mil) dick sein.
Eine besonders günstige Ausführungsform des Systems ist eine solche, in welcher kompetitive Reaktionen gleichzeitig stattfinden, wobei diese Reaktionen sind:

A. eine katalysierte Selbsthärtung eines Anteils eines Epoxyharzes, welches in einem extrudierten Gemisch des Harzes und eines Katalysators vorliegt, und
B. eine Vernetzungsreaktion zwischen einem anderen Bereich des extrudierten Harzes und einem Niedertemperatur-Härtungsmittel.

Epoxyharze, die in der Praxis dieser Erfindung brauchbar sind, sind beispielsweise, aber nicht ausschließlich, jene, die durch die Umsetzung von Epichlorhydrin und einem Bisphenol, wie beispielsweise Bisphenol A, produziert werden. Bevorzugte Epoxyharze sind jene, die unter den Handelsnamen ARALDITE GT-7072, 7004, 3032, 6062 und 7220 sowie solche, die unter den Handelsbezeichnungen EPON 1007F, 1009F und 1004 im Handel sind, die alle 4,4'-Isopropylidendiphenol-Epichlorhydrin-Harze sind.
Das Epoxyharz ist selbsthärtend, d. h. es reagiert über Homopolymerisation während der Härtung der Pulverbeschichtung. Allgemein ist ein Katalysator erforderlich, um die Umsetzung mit einer gewerblich annehmbaren Geschwindigkeit voranschreiten zu lassen. Ein bevorzugter Katalysator für diese Erfindung ist ein Epoxyaddukt eines Imidazols mit der allgemeinen Formel
worin R¹, R², R³ und R⁴ unabhängig voneinander Wasserstoff oder irgendeinen Substituenten bedeuten, welcher nicht mit dem Epoxyharz reagiert. Beispiele geeigneter Imidazole schließen Imidazol, 2-Methylimidazol und 2-Phenylimidazol ein. Geeignete Addukte solcher Imidazole mit einem Bisphenol A-Epoxyharz sind im Handel erhältlich von Shell Chemical Company unter deren Marke EPON, z. B. EPON P-101, und auch von Ciba-Geigy Corporation unter deren Handelsnamen XU HT 261. Für die Zwecke dieser Erfindung wird hier der Begriff Imidazol verwendet, um sowohl die substituierten als auch die unsubstituierten Imidazole zu bezeichnen. Obwohl die Anmelder nicht an irgendeine Theorie gebunden sind, wird jedoch angenommen, dass sich Imidazoladdukte an Epoxyharze durch eine Öffnung des Epoxyringes, die zu einer Bindung des Epoxysauerstoffs an die C=N-Bindung des Imidazolringes führt, binden. Das in Form eines Adduktes vorliegende Imidazol wirkt als ein Katalysator und bewegt sich von einer Epoxygruppe zur anderen, wobei es die Epoxyringöffnung und Härtungsreaktionen erleichtert. Imidazole selbst neigen dazu, in Epoxyharzen unlöslich zu sein. Somit besteht der Zweck einer Adduktbildung von ihnen an einem Epoxyharz darin, sie verträglich mit dem Epoxysystem zu machen. Als ein Katalysator wird das Imidazoladdukt vorzugsweise in den Systemen, Methoden und Pulvern dieser Erfindung in einer Konzentration von 0,1 bis 8 Teilen je 100 Teile des extrudierten Harzes (phr), stärker bevorzugt bei etwa 2 phr verwendet. Für verbesserte Farbbeständigkeit kann das 2-Phenylimidazol als der Katalysator zur Härtung des Epoxyharzes mit oder ohne das Niedertemperatur-Härtungsmittel benutzt werden. Das 2-Phenylimidazol, das bei der SWK Chemical Co. erhältlich ist, kann als solches bei entsprechend niedrigeren Gehalten verwendet werden.
Die Imidazole, als Addukte oder Nichtaddukte, können auch mit höheren Konzentrationen als ein zu dem extrudierten Gemisch des Harzes und Katalysators separat zugegebenes Härtungsmittel verwendet werden. Wenn dies erfolgt, wird die Menge an Imidazoladdukt kontrolliert, so dass die Gesamtmenge nicht mehr als etwa 12 phr ist.
Andernfalls kann das Niedertemperatur-Härtungsmittel unter den vielen ausgewählt werden, die im Handel erhältlich sind, aber ein Epoxyaddukt eines aliphatischen Polyamins mit einer primären oder sekundären Aminogruppe ist bevorzugt. Ein geeignetes Härtungsmittel dieses Typs ist bei der Ciba-Geigy als deren PF LMB 5218-Härter erhältlich. Ein ähnliches Produkt wird unter der Handelsbezeichnung ANCAMINE 2337 XS von der Air Products & Chemicals vertrieben. Ein Epoxyaddukt eines aliphatischen Polyamins mit einer sekundären Aminogruppe, das unter der Handelsbezeichnung ANCAMINE 2014 AS erhältlich ist, ist für weiße und hellfarbige Beschichtungen bevorzugt. Die Menge des Niedertemperatur-Härtungsmittels, das separat als Komponente (B) zu dem pulverisierten Extrudat von Harz und Katalysator zugesetzt werden kann, liegt bei 2 bis 40 phr, und die bevorzugte Menge liegt bei 30 bis 35 phr. Das Verhältnis des Niedertemperatur-Härtungsmittels zu dem Katalysator in dem Extrudat liegt bei 1:3 bis 400:1, aber vorzugsweise bei 2:1 bis 15:1.
Das Beschichtungspulver kann auch ein Verlaufmittel im Bereich von 0,5 bis 2,0 phr enthalten. Beispiele der Verlaufmittel umfassen die Poly-(alkylacrylat)-Produkte MODAFLOW und die acetylenischen Diole SURFYNOL. Sie können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Antioxidationsmittel können auch in einer Konzentration von 0,5 bis 2,0 phr benutzt werden, um die Verfärbung der Beschichtungen selbst bei den relativ niedrigen Härtungstemperaturen zu verhindern, die für die Zwecke dieser Erfindung geeignet sind. Beispiele der Antioxidationsmittel, die für diese Erfindung brauchbar sind, schließen Natriumhypophosphit, Tris-(2,4-di-t-butylphenyl)phosphit (unter der Handelsmarke IRGAFOS 168 vertrieben) sowie Calcium-bis([monoethyl(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)phosphonat]) (unter der Handelsmarke IRGANOX 1425 vertrieben) ein. Gemische von Antioxidationsmitteln können auch verwendet werden.
Pigmente, optische Aufheller, Füllstoffe, wie Calciumcarbonat und Bentonittone, Texturiermittel, wie feinteiliger Kautschuk, und andere herkömmliche Additive können auch vorhanden sein. Eine besonders bevorzugte texturierte Oberfläche kann durch den Zusatz von 14 bis 20 phr des Kautschuks zu der Beschichtungszusammensetzung zusammen mit Calciumcarbonat in einem Gewichtsverhältnis von Kautschuk zu Carbonat von 0,7:1 bis 1,5:1 erhalten werden. Titanoxid in einer Menge von 5 bis 50 phr oder mehr ist ein Beispiel eines Pigmentes, das verwendet werden kann. Ein optischer Aufheller, beispielsweise 2,2'-(2,5-Thiophendiyl)-bis-(5-t-butylbenzoxazol), das unter der Handelsmarke UVITEX OB vertrieben wird, kann in einer Menge von 0,1 bis 0,5 phr vorliegen.
Für die Zwecke dieser Erfindung schließt der Begriff Harz das Harz als solches und das Vernetzungsmittel ein, unabhängig davon, ob es in dem Extrudat vorliegt oder separat zugegeben wird, jedoch schließt dieser Begriff den Katalysator nicht mit ein.
Das Beschichtungspulver dieser Erfindung kann durch irgendeine der herkömmlichen Pulverbeschichtungsmethoden aufgebracht werden, doch ist die Aufbringung des Pulvers durch triboelektrische Pistolen in speziellen Situationen bevorzugt, beispielsweise dann, wenn das hölzerne Substrat profiliert ist. Die Nuten und Rippen bilden wegen des Faraday-Effektes ein besonderes Problem für elektrostatische Beschichtungsverfahren. Da das elektrische Feld, das durch Reibung erzeugt wird, wenn das Pulver entlang der Teflon-Kunststoffoberflächen im Inneren der Pistole fließt, im Vergleich mit dem Feld in einer Koronaentladungswolke relativ klein ist, können die Pulverteilchen wirksamer in Faraday-Käfigbereichen mit triboelektrischen Pistolen abgeschieden werden. Hölzerne Schranktüren sind Beispiele eines profilierten hölzernen Substrates, wie die Türblätter, die durch die Zeichnungen in der US-A-5 489 460 wiedergegeben sind, welche die Typen von hölzernen Paneelen erläutern, die für eine Pulverbeschichtung nach dem Verfahren dieser Erfindung besonders empfänglich sind. Die Nuten und scharfen Kanten solcher Paneele werden sehr gut auf einer Flachbeschichtungsanlagenvorrichtung mit Düsen abgedeckt, die so angeordnet sind, dass sie einen Teil des Pulvers gegen diese richten.
Solche Paneele sowie Paneele mit flacher Oberfläche, wie jene, die zur Herstellung von Tischtennisplatten verwendet werden, werden durch triboelektrische Pistolen auf einer Flachförderanlageeinrichtung mit elektrisch leitenden Bändern um den Umfang des Förderbandes herum besonders gut beschichtet. Die Apparatur für eine solche Beschichtung ist in einer Reihe von Patentschriften beschrieben, die auf die Nordson Corporation umgeschrieben sind. Diese sind US-A-4 498 913 , 4 590 884 , 4 723 505 , 4 871 380 , 4 910 047 und 5 018 909 . Eine geeignete Flachpulverbeschichtungsanlagevorrichtung umfasst eine Fördereinrichtung, die sich durch eine Pulverbeschichtungskabine erstreckt, worin ein abgestützter und durch das Förderband bewegter hölzerner Gegenstand durch eine Vielzahl von Pistolen, die nahe aneinander und in einer oder mehreren Etagen angeordnet sind, triboelektrisch beschichtet wird. Das Pulver wird unter einem Druck von etwa 276 kPa (40 psi) in die Pistolen gepreßt, und Luft mit etwa 138 kPa (20 psi) wird in die Pulverleitungen geleitet, gerade bevor das Pulver in die Düsen eintritt. Der Gegenstand, der das Pulver trägt, wird dann durch einen Härtungsofen mit verschiedenen Heizzonen befördert, von denen einige durch IR-Lampen erhitzt werden, während andere durch Wärmekonvektion und noch andere durch eine Kombination von beidem erwärmt werden. Die Beschichtungs- und Härtungsanlagengeschwindigkeiten können gleich oder verschieden sein, je nach der Länge des Härtungsofens. Die Anlagengeschwindigkeit durch die Pulveraufbringungskabine kann 1,5 bis 45,7 m (5 bis 150 ft) pro Minute sein, ist aber bevorzugt 6 bis 30,5 m (20 bis 100 ft) pro Minute. Die Anlagengeschwindigkeit durch den Härtungsofen kann andererseits 1,5 bis 6 m (5 bis 20 ft) pro Minute betragen, je nach der Ofentemperatur und dem speziell verwendeten Beschichtungspulver. Die Härtungstemperatur kann im Bereich von etwa 82°C (180°F) bis zu, aber nicht einschließlich, der Zersetzungstemperatur des Pulvers liegen. Es ist bevorzugt, die Härtungstemperatur im Bereich von 88 bis 143°C (190 bis 290°F) und noch mehr bevorzugt bei 121 bis 143°C (250 bis 290°F) zu halten. Wenn ein kristallines Epoxyharz verwendet wird, ist eine Härtungstemperatur von etwa 82°C (180°F) besonders geeignet. Es ist bevorzugt, dass die Beschichtungs- und Härtungsanlagengeschwindigkeit auf die Ofenlänge derart eingestellt wird, dass sie abgeglichen ist.
Ein Vorheizen der Paneele vor der Beschichtungsstufe ist in einigen Fällen bevorzugt, beispielsweise um dabei zu unterstützen, dass das Pulver seine Fließtemperatur in der ersten Zone des Ofens erreicht und während der Härtung auch ein Ausgasen minimiert wird. Der Ofen kann mehrere Heizzonen des IR- und Konvektionstyps und auch eine Kombination der beiden haben. Der TRIAS Speedoven, der von Thermal Innovations Corporation verkauft wird, ist für die Zwecke dieser Erfindung geeignet. Eine hölzerne Platte, die ein Beschichtungspulver nach dieser Erfindung trägt, kann in einem gasbefeuerten IR-Ofen, der bei von Thermal Innovations Corporation erhältlich ist, gehärtet werden, indem die Platte in dem Ofen auf eine Emittertemperatur von etwa 982°C (1800°F) während 4 bis 10 Sekunden vorgeheizt und bei der gleichen Emittertemperatur während 6 bis 10 Sekunden nachgeheizt wird. Wenn eine mitteldichte Faserplatte (bei etwa 4,4°C, 40°F) vorerhitzt und bei 982°C (1800°F) während etwa 6 bzw. 6,5 Sekunden nacherhitzt wurde, war die Oberfläche der Platte, die dem IR-Emitter am nächsten war, etwa 154°C (310°F) nach dem Vorerhitzen und nach dem Nacherhitzen gleich. Die Oberfläche gegenüber dem IR-Emitter war etwa 10°C (50°F), wenn sie den Ofen verließ. Solche relativ kühle Platten können übereinandergestapelt werden, wenn sie aus dem Ofen kommen. Eine höhere Emittertemperatur kann für proportional kürzere Zeiten verwendet werden.
Die Filmdicke des gehärteten Überzuges ist wenigstens 25,4 μm (1 mil) und kann so viel wie 203 μm (8 mil) oder noch mehr sein, wenn es einen praktischen Bedarf hierfür gibt. Filmdicken von 102 bis 152 μm (4 bis 6 mil) werden regulär mit der Methode dieser Erfindung erreicht, selbst bei Beschichtungsanlagegeschwindigkeiten von etwa 30,5 m (100 ft) pro Minute.
Die Erfindung wird spezieller in den folgenden Arbeitsbeispielen beschrieben, worin Teile Gewichtsteile sind, wenn nichts anderes angegeben ist.
Beispiele 1 bis 4 und Vergleichsbeispiel

Beschichtungspulver wurden, wie oben beschrieben, aus den folgenden Komponenten hergestellt:

Komponenten
	(A) Harz mit Katalysator und Pigment	(A*) Harz nur mit Pigment	(A**) Kristallines Epoxidharz	(B) Pigment und Härtungsmittel	(B*) Katalysator
Kristallines Epoxyharz RSS 1407	-	-	50	-	-
Epoxyharz GT-7072	100	100	50	-	-
Imidazoladdukt P-101	2	-	-	-	100
Acrylatverlaufmittel	1,4	1,4	1,4	1,4	-
Benzoin	0,8	0,8	-	0,8	-
Pigmente	0,079	0,079	-	0,079	-
TiO₂ R-902	60	60	-	60	-
Aminaddukt LMB-5218	-	-	-	100	-
UVI 6974-Katalysator*	-	-	2	-	-
* im Wesentlichen unter diesen Bedingungen nicht funktional

Tabelle 1

Beispiel	1	2*	3	4*	Herkömmliches Extrudieren als Vergleich
Komponente A	70	-	100	-	100
Komponente A*	-	70	-	-	-
A**	-	-	-	70	-
Komponente B	30	30	-	-	-
Komponente B**	-	-	3	-	-
LMB 5218-Addukt	-	-	-	30	-
* Vergleichsbeispiele

Die Pulver dieser Beispiele wurden als Beschichtung elektrostatisch auf Stahlplatten aufgebracht und bei 107°C (225°F) während 10 min gehärtet, um 45,7 bis 55,9 μm (1,8 bis 2,2 mil) dicke Filme zu erhalten. Wie in Tabelle 2 gezeigt, demonstriert die überlegene Lösungsmittelbeständigkeit der Beispiele 1 und 3, dass unter Verwendung dieser Technologie eine schnellere Härtung erreicht wird. Weder das herkömmlich extrudierte Material (Vergleich) noch das Gemisch ohne Katalysator in Komponente A (Beispiel 2) ereichten eine volle Härtung. Tabelle 2

Beispiel	1	2 (Vergleich)	3	4 (Vergleich)	Vergleich
MEK-Beständigkeit (50 Doppelabriebvorgänge)	moderater Abrieb	durchgerieben	keine Wirkung	moderater Abrieb	durchgerieben
Schlagfestigkeit (direkt)	15,8 (140 in/lbs)	9,0 (80 in/lbs)	6,8 (60 in/lbs)	11,3 (100 in/lbs)	0,0 (0 in/lbs)
60° Glanz	40	15	78	32	80
Orangenhaut	etwas	moderat	etwas	sehr gering	etwas

Beispiele 5 bis 8
Beispiel 9 und Vergleichsbeispiel 10

Beschichtungspulver wurden wie oben beschrieben aus den folgenden Komponenten hergestellt.

Komponenten
	(A)	(B)	(C)	(D)
Epoxyharz GT-7072	100	-	100	-
Imidazoladdukt P-101	2,0	-	-	-
2-Phenylimidazolverlaufmittel	-	-	2,0	-
MODAFLOW 2000	1,0	1,0	1,0	1,0
SURFYNOL-104-S	1,0	1,0	1,0	1,0
TiO₂ R-902	30	30	30	30
Aminaddukt LMB-5218	-	100	-	100
Polyethylen (Qualität 6A)	2,0	2,0	2,0	2,0
Natriumhypophosphit	1,0	1,0	1,0	1,0
optischer Aufheller	0,1	0,1	0,1	0,1

Tabelle 4

Beispiel	Komponente A	Komponente B	Komponente C	Komponente D
9	65	35	-	-
10 (Vgl.)	-	-	70	30

Beispiele 11 bis 15
Die Beschichtungspulver der Beispiele 9 und 10 wurden auf vorerhitzten hölzernen Paneelen durch triboelektrische Pistolen abgeschieden und auf einer Flachförderanlage in einem durch IR- und Konvektionsheizung gemäß den in Tabelle 5 angegebenen Bedingungen nacherhitzt, wobei die Ergebnisse auch angegeben sind.
Beispiele 16 bis 18

Das Beschichtungspulver des Beispiels 16 ist das gleiche wie jenes des Beispiels 1 mit Ausnahme der Zugabe von 0,1 Gewichtsteilen eines optischen Aufhellers zu den Komponenten A und B. Das Beschichtungspulver des Beispiels 17 ist das gleiche wie das des Beispiels 16, ausgenommen den Zusatz von 1,0 Gewichtsteil IRGAFOS 168 Antioxidationsmittel zu Komponente A und B des Pulvers des Beispiels 16. Das Beschichtungspulver des Beispiels 18 ist das gleiche wie das des Beispiels 16, ausgenommen die Zugabe von 1,0 Teil IRGANOX 1425 zu beiden Komponenten A und B des Pulvers von Beispiel 16. Ein Beschichtungspulver des Vergleichsbeispiels 1 ist das gleiche wie das Pulver des Beispiels 16, ausgenommen den Zusatz von 1,0 Teil IRGANOX 1098 zu beiden Komponenten A und B des Pulvers des Beispiels 16. Die Pulver der Beispiele 9 und 16 bis 18 sowie des Vergleichsbeispiels wurden von einer handbetriebenen triboelektrischen Beladungspistole auf einer Oberfläche einer 12,7 mm (0,5 in) dicken hölzernen Platte abgeschieden, deren Temperatur etwa 110 bis 121°C (230 bis 250°F) war, und dann bei 149 bis 154°C (300 bis 310°F) während 30 und 60 Sekunden gehärtet. Die Pulver der Beispiele 1, 9 und 10 wurden mit einer handbetriebenen triboelektrischen Beladungspistole auf eine Oberfläche einer 19 mm (0,75 in) dicken hölzernen Platte aufgebracht, deren Temperatur etwa 121 bis 132°C (250 bis 270°F) war, und dann bei 149 bis 154°C (300 bis 310°F) während 30, 60 und 90 Sekunden gehärtet. Die SK-Weiß-Farbverschiebung jedes gehärteten Überzuges, gemessen mit einem MacBeth 2020⁺-Spektrophotometer unter Verwendung der CIELAB COLORSPACE Delta B*⁽⁺⁾-Gilbungsskala, ist in Tabelle 6 angegeben. Tabelle 6

Beispiel	Paneel	Delta B*⁺
	Dicke	30 Sekunden	60 Sekunden	90 Sekunden
9	12,7 mm (0,5 in)	1,7	2,0	-
16	dito	3,9	7,9	-
17	dito	2,1	3,0	-
18	dito	3,4	6,0	-
Vgl.-Bsp.	dito	7,7	13,5	-
1	19 mm (0,75 in)	4,7	9,1	9,5
9	dito	2,5	4,2	4,5
10 (Vgl.)	dito	1,5	2,7	2,8

Beispiel 19

	Komponenten
	(A)	(B)
Epoxyharz GT-7072	100	-
Imidazoladdukt P-101	2,0	-
Verlaufmittel	1,0	1,0
Ruß	3,0	3,0
Aminaddukt LMB-5218	-	100
Polyethylen (Qualität 6A)	2,0	2,0
Calciumcarbonat	15,0	15,0
Nitrilkautschuk (NIPOL 1422)	17,0	17,0

Eine gehärtete Beschichtung mit einer dichten, feinen Textur und einem etwas trockenen Anfühlen wurde erhalten, wenn ein Beschichtungspulver, hergestellt wie oben beschrieben und mit einem Gewichtsverhältnis von Komponente A zu Komponente B von 70:30, auf eine horizontale Platte gesprüht wurde, die 5 min in einem Ofen bei 177°C (350°F) vorerhitzt und dann 10 min bei der gleichen Temperatur erhitzt wurde. Der gehärtete Überzug hatte eine MEK-Bewertung von 4. Wenn die Ofentemperaturen 149°C (300°F) betrugen, war die MEK-Bewertung die gleiche, jedoch fühlte sich der Überzug weniger trocken an.

Claims

Zweikomponenten-Beschichtungspulvergemisch mit A. einem extrudierten Gemisch eines selbsthärtenden Epoxyharzes und i) eines ein Epoxyaddukt eines Imidazols der allgemeinen Formel
umfassenden Katalysators, worin R¹, R², R³ und R⁴ unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Substituenten bedeuten, der nicht mit dem Epoxyharz reagiert, und/oder ii) eines Niedertemperatur-Härtungsmittels, das bei 93°C (200°F) oder darunter in einer unzureichenden Menge, um wesentliche Härtung des Harzes während des Extrudierens zu verursachen, aktiv ist, und B. einer getrennten Menge des gleichen oder eines anderen Niedertemperatur-Härtungsmittels, das bei 93°C (200°F) oder darunter ausreichend aktiv ist, um die Härtung zu vervollständigen, wobei das extrudierte Gemisch und das Niedertemperatur-Härtungsmittel beide in Pulverform vorliegen.
Beschichtungspulver nach Anspruch 1, bei dem das Gewichtsverhältnis des Niedertemperatur-Härtungsmittels (ii) zu dem Katalysator (i) 2:1 bis 15:1 beträgt.
Beschichtungspulver nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Menge des Imidazol-/Epoxyaddukt-Katalysators (i) 0.1 bis 8 Gewichtsteile je 100 Gewichtsteile des extrudierten Harzes beträgt.
Beschichtungspulver nach Anspruch 1 oder 3, bei dem die Menge des Imidazol-/Epoxyaddukt-Katalysators etwa 2 Teile je 100 Teile des extrudierten Harzes beträgt.
Beschichtungspulver nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem das Niedertemperatur-Härtungsmittel ein Epoxyaddukt eines aliphatischen Polyamins mit einer primären oder sekundären Aminogruppe ist.
Beschichtungspulver nach einem der vorausgehenden Ansprüche weiterhin mit wenigstens einem Antioxidationsmittel, das unter Natriumhypophosphit, Tris-(2,4-di-tert-butylphenyl)-phosphit und Calcium-bis-([monoethyl-{3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl}-phosphonat]) ausgewählt ist.
Beschichtungspulver nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem in der Formel I R¹, R², R³ und R⁴ unabhängig voneinander Alkyl-, Aryl- oder Alkarylgruppen sind.
Beschichtungspulver nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin R² Methyl ist und R¹, R³ und R⁴ Wasserstoff sind.
Beschichtungspulver nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem das Epoxyharz kristallin ist.
Verfahren zum Beschichten von Holz unter elektrostatischem Besprühen mit einem Beschichtungspulver nach einem der vorausgehenden Ansprüche auf eine Oberfläche des Holzes bis zu einer Dicke von 76 bis 153 μm (3 bis 6 mil) und Erhitzen des Pulvers auf eine Temperatur von 82°C (180°F) bis zur, aber nicht unter Einschluß der Zersetzungstemperatur des Gemisches.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das elektrostatische Besprühen triboelektrisch ist.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, worin konkurrierende Reaktionen gleichzeitig stattfinden und die Reaktionen folgende sind: A. eine katalysierte Selbsthärtung eines Teils des Epoxyharz und eines Katalysators, der ein Epoxyaddukt eines Imidazols mit der allgemeinen Formel I gemäß Anspruch 1, und B. eine Vernetzungsreaktion zwischen einem anderen Teil des Epoxyharzes und dem Niedertemperatur-Härtungsmittel.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Reaktionen bei einer Temperatur von 82°C (180°F), aber nicht einschließlich der Zersetzungstemperatur des Gemisches, ablaufen.
System nach Anspruch 13, bei dem die Temperatur der Reaktionen von 88 bis 143°C (190 bis 290°F), vorzugsweise nicht höher als 121°C (250°F) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, worin die Reaktionsgeschwindigkeiten (A) und (B) unterschiedlich sind.
Verfahren nach Anspruch 15, worin die Reaktionsgeschwindigkeit (B) größer als jene der Reaktion (A) ist.
Gegenstand mit einem hitzeempfindlichen Substrat, aus Kunststoffen, Papier, Karton und Holz ausgewählt, welches mit einem gehärteten Beschichtungspulver nach einem der Ansprüche 1 bis 9 geschichtet ist.