DE69927283T2

DE69927283T2 - Pulverlack-zusammensetzungen

Info

Publication number: DE69927283T2
Application number: DE69927283T
Authority: DE
Inventors: Janice Greta Gateshead ROBINSON; Michael Wittig
Original assignee: International Coatings Ltd
Current assignee: International Paint Ltd
Priority date: 1998-10-15
Filing date: 1999-10-14
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2019-10-15
Also published as: EP1593716A2; CN100345918C; ATE304579T1; GB0111304D0; ZA200103058B; ATE423822T1; GB9822527D0; TW513474B; DE69940489D1; CN1683456A; DE99949226T1; EP1593716A3; CZ301634B6; BR9914595B1; AU769008B2; GB2358868B; BG105444A; PL200053B1; PL347323A1; CZ20011344A3

Description

Diese Erfindung betrifft Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen und insbesondere Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen, die Metallic-Effekte ergebende Pigmente einschließen.
Pulverbeschichtungen stellen auf dem Beschichtungsmarkt einen schnell wachsenden Sektor dar. Pulverbeschichtungen sind feste Zusammensetzungen, die gewöhnlich mittels eines elektrostatischen Sprühverfahrens aufgetragen werden, bei dem Pulverbeschichtungsteilchen von einer Spritzpistole elektrostatisch geladen werden und das Substrat geerdet ist. Das Laden des Pulvers in der Spritzpistole wird durch eine angelegte Spannung oder durch die Verwendung von Reibung (durch Reibung verursachte Aufladung) bewirkt. Die Umwandlung der haftenden Teilchen in eine kontinuierliche Beschichtung (einschließlich – sofern dies zweckmäßig ist – eines Härtens der aufgetragenen Zusammensetzung) kann durch eine Wärmebehandlung und/oder Strahlungsenergie, insbesondere Infrarot-, Ultraviolett- oder Elektronenstrahlung, erfolgen. Die Teilchen der Pulverbeschichtung, die nicht am Substrat haften, können zur Wiederverwendung isoliert werden, so dass Pulverbeschichtungen hinsichtlich der Verwendung der Bestandteile ökonomisch sind. Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen sind gewöhnlich auch frei von zugegebenen Lösungsmitteln, und insbesondere werden bei ihnen keine organischen Lösungsmittel verwendet, wodurch sie folglich nicht umweltschädlich sind.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen umfassen gewöhnlich ein einen festen Film bildendes Harzbindemittel, gewöhnlich mit einem oder mehreren farbgebenden Mitteln wie Pigmenten, und enthalten gegebenenfalls auch ein oder mehrere eigenschaftsverbessernde Additive. Sie sind gewöhnlich warmhärtend, wobei sie zum Beispiel ein filmbildendes Polymer und ein entsprechendes Härtungsmittel (das selbst ein anderes filmbildendes Polymer sein kann) einschließen, obwohl prinzipiell stattdessen thermoplastische Systeme (auf der Grundlage beispielsweise von Polyamiden) verwendet werden können. Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen werden gewöhnlich durch ein inniges Mischen der Bestandteile (einschließlich farbgebender Mittel und eigenschaftsverbessernder Additive) zum Beispiel in einem Extruder bei einer Temperatur oberhalb des Erweichungspunkts des filmbildenden Polymers (der filmbildenden Polymere), aber unterhalb einer Temperatur, bei der eine signifikante Vorreaktion erfolgen würde, hergestellt. Das Extrudat wird gewöhnlich zu einer flachen Folie ausgerollt und beispielsweise durch Mahlen zur gewünschten Teilchengröße zerkleinert. Andere Homogenisierungsverfahren einschließlich Verfahren auf einer extruderfreien Grundlage wie zum Beispiel Verfahren, die ein Mischen unter Verwendung überkritischer Fluids, insbesondere Kohlendioxid, einschließen, kommen ebenfalls in Betracht.
Bei Beschichtungen, die aus Metallic-Effekte ergebenden Pigmenten gebildet sind, sind die Pigmente gewöhnlich mit einer Schicht des filmbildenden Harzbindemittels bedeckt. Probleme entstehen aber, wenn ein Eindringen von Feuchtigkeit und Sauerstoff durch diese Schicht (die in einigen Fällen sehr dünn oder sogar nicht vorhanden sein kann) erfolgt oder der Film beschädigt wird, weil der resultierende Angriff auf das Pigment zu einer Verschlechterung des Aussehens des Films (Schwärzung, Verdunkelung, dunkle Flecken, Verlust an Glanz/Brillanz etc.) führt. Die gegenwärtige Praxis umfasst oft die Verwendung eines Klarlacks, der getrennt auf die Metallic-Effekt-Lackierung aufgetragen wird, wodurch ein weiterer Schutz erhalten wird, und/oder die Verwendung von Metallic-Pigmenten, die eine anorganische oder organische Schutzbeschichtung tragen.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem ist die Bereitstellung eine Metallic-Beschichtungszusammensetzung mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere mit einer höheren Beständigkeit gegenüber einer Verschlechterung ihres Aussehens insbesondere unter feuchten Bedingungen, wie durch eine Schwärzung, Verdunkelung, Fleckenbildung oder einen Glanzverlust.
Das Problem wird in der vorliegenden Erfindung durch die Bereitstellung einer Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung gelöst, die ein filmbildendes Polymer, ein einen Metallic-Effekt ergebendes Pigment und ein stabilisierendes Additiv, das in einer aus der Zusammensetzung gebildeten Beschichtung auf einem Substrat den Zerfall des Metallic-Pigments in Gegenwart von Sauerstoff und Wasser hemmt, wobei das stabilisierende Additiv ein Metallphosphat oder ein Metallborat in einer Menge von 1–30 Gew.-%, wenn es vor oder während der Homogenisierung zur Zusammensetzung gegeben wird, und in einer Menge von 0,5–10 Gew.-%, wenn es durch Nachmischen zur Zusammensetzung gegeben wird, umfasst.
Es sei festgestellt, dass in GB 2302092 eine Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung beschrieben wird, die ein organisches, filmbildendes Bindemittel und einen aus einer Verbindung der Formel I bestehenden Korrosionsinhibitor und ein calciummodifiziertes Silicatpigment zum Schutz des metallischen Substrats vor Korrosion umfasst. Von einer Reihe von Pigmenten wird Aluminiumbronze als eine der Optionen aufgeführt. Es wird darauf hingewiesen, dass es vorteilhaft ist, basische Füllmittel oder Pigmente zuzugeben, wobei Beispiele dafür Calciumcarbonat, Zinkoxid, Zinkcarbonat, Zinkphosphat, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Aluminiumphosphat oder Mischungen davon einschließen, wobei aber keine Informationen zur Menge solcher basischen Füllmittel oder Pigmente aufgeführt sind. Diese Literaturstelle widmet sich nicht dem Problem einer Erhöhung der Haltbarkeit von Metallic-Beschichtungszusammensetzungen.
WO 9118951 betrifft eine Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung, die in Form eines geschmolzenen Agglomerats verschiedener, aus Teilchen bestehender Komponenten vorliegt, die aus einer primär filmbildenden Hauptkomponente und einer oder mehreren anderen Komponenten besteht, die aus filmbildenden und nicht filmbildenden Komponenten ausgewählt sind. Metallic-Pigmente sind als ein Typ einer nicht filmbildenden Komponente innerhalb der Bedeutung dieser Literaturstelle aufgeführt. Die Zugabe eines Metallphosphats oder Metallborats als stabilisierendes Additiv zur Hemmung einer Zersetzung des Metallic-Pigments in Gegenwart von Sauerstoff und Wasser ist weder offenbart noch vorgeschlagen.
Es ist anerkannt, dass ein oxidativer Angriff auf das Metallic-Pigment in Gegenwart von atmosphärischer Feuchtigkeit und/oder flüssigem Wasser erfolgen kann.
Das Metallic-Pigment liegt gewöhnlich in Flockenform vor und kann Aluminium oder eine Aluminiumlegierung und ein anderes Metall oder eine andere Legierung, zum Beispiel rostfreien Stahl, Kupfer, Zinn, Bronze oder Messing umfassen (Gold ist gewöhnlich zu teuer) und zur Erzeugung verschiedener Metallic-Effekte einschließlich derjenigen, die als "Glanz-" oder "Glamour-"Decklacke bezeichnet werden, verwendet werden. Kombinationen von zwei oder mehr verschiedenen Metallic-Pigmenten können verwendet werden.
Beim Metallic-Pigment handelt es sich vorzugsweise um Aluminium oder eine Legierung davon, und entweder ein "Leafing-" oder "Non-Leafing-"System kann verwendet werden. Bei einem Leafing-System orientieren sich die Aluminiumflocken in einer kontinuierlichen Schicht an oder nahe der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms, wodurch ein opak-silbriger Decklack erzeugt wird. Non-Leafing-Aluminiumpigmente, die sich im gesamten Beschichtungsfilm orientieren, ergeben eine Ästhetik, die derjenigen von Leafing-Aluminiumpigmenten ziemlich unähnlich ist. Sie sind aufgrund ihrer Fähigkeit zum Changieren ("Flop"), ihrer polychromen und funkelnden Effekte einzigartig. (Beim "Changieren" handelt es sich um die Fähigkeit, die Farbe bei der Ansicht aus verschiedenen Winkeln zu ändern. Diese Fähigkeit steht in direkter Beziehung zur Ausrichtung der Flocken im Film).
Das (die) verwendete Metallic-Pigment(e) wird (werden) gewöhnlich nach der Extrusion oder dem anderen Homogenisierungsverfahren (hiernach "nachvermischt") in die Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung eingearbeitet. Eine Form des Nachmischverfahrens umfasst das Trockenmischen, und jedes verfügbare Trockenmisch-Einarbeitungsverfahren kann verwendet werden, zum Beispiel:

(i) Injektion an der Mühle, wobei die Schuppe und das Additiv (die Additive) gleichzeitig in die Mühle gegeben werden;
(ii) Einführung in der Stufe des Siebens nach dem Mahlen und
(iii) nach der Herstellung erfolgendes Mischen in einem "Freifallmischer" oder einer anderen geeigneten Mischvorrichtung.

Das Verfahren (ii) oder (iii) ist gewöhnlich bevorzugt, weil der gewünschte erhaltene Metallic-Effekt, zum Beispiel durch ein "Leafing" des Pigments, durch starke Scherkräfte leicht zerstört werden kann. Ähnliche Überlegungen bedeuten, dass es gewöhnlich nicht empfehlenswert ist, das metallische Pigment (die metallischen Pigmente) vor oder während der Extrusion oder einem anderen Homogenisierungsverfahren mit hoher Scherung einzuarbeiten. Bei Homogenisierungsverfahren mit niedriger Scherung wie bei Verfahren, die ein Mischen unter Verwendung von überkritischen Fluids einschließen, liegt aber ein anderer Fall vor, und in solchen Fällen können einige oder alle metallischen Pigmente zweckmäßig vor der Homogenisierung eingearbeitet werden.
Im Prinzip kann ein Teil des Gesamtgehalts des Metallic-Pigments (der Metallic-Pigmente) vor und/oder während des Homogenisierungsverfahrens eingearbeitet werden, wobei der Rest nach der Homogenisierung ("Nachmischen") eingearbeitet wird.
Beim Nachmischen kann das Metallic-Pigment durch einfaches Zumischen eingearbeitet werden, oder es kann zum Beispiel mittels einer Mechanofusionstechnik, bei der einzelne Flocken des Metallic-Pigments an der Oberfläche der Pulverbeschichtungsteilchen gebunden werden, an die Teilchen der Pulverbeschichtung gebunden werden. Somit werden die Metallic-Flocken, sobald das Pulver während des Erwärmens zu schmelzen beginnt, freigegeben und steigen an die Oberfläche des Pulverbeschichtungsfilms, wodurch ein guter Leafing-Effekt und ein heller Metallic-Decklack erzeugt werden. Ein weiterer Vorteil des Bindens des Metallic-Pigments an die Pulverteilchen besteht in einer verminderten Tendenz der Pulver/Pigment-Kombination, sich während des elektrostatischen Auftragens zu trennen. Bei einer Variante dieses Weges kann das stabilisierende Additiv gleichzeitig mit dem Metallic-Pigment mit den Pulverteilchen verbunden werden.
Ein Sortiment von Hammerschlag- und anderen texturierten Metallic-Decklacken kann erzeugt werden, indem zusätzlich zum Metallic-Pigment ein geeignetes Hammerschlag- oder anderes strukturelles Additiv verwendet wird.
Beim Metallic-Pigment kann es sich um ein unbeschichtetes oder ein beschichtetes Material handeln. Beispiele für beschichtete Materialien umfassen Pigmente, die für eine höhere Chemikalienbeständigkeit und Haltbarkeit mit Siliciumdioxid oder einem anderen inerten anorganischen Material beschichtet sind. Alternativ kann das Pigment für ähnliche Zwecke mit einem Kunststoffmaterial, z.B. einem Acryl, PTFE oder einem warmhärtenden Kunststoffmaterial, beschichtet sein, oder es kann in einem Polymer oder Weichmacher, das bzw. der mit dem filmbildenden Bindemittel der Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung verträglich ist, getragen sein. Als weitere Möglichkeit kann das Metallic-Pigment mit einem farbgebenden Mittel wie einem Metalloxid-Pigment wie zum Beispiel Eisenoxid beschichtet sein, wodurch spezielle Farbeffekte erhalten werden.
Im Prinzip kann das Metallic-Pigment mit dem stabilisierenden Additiv (zum Beispiel durch eine Lösungs-Vorbehandlung) vorbehandelt werden, so dass eine Beschichtung des Additivs auf dem Pigment gebildet wird.
Ein alternatives Verfahren zur Einführung des Metallic-Pigments und/oder des stabilisierenden Additivs und/oder eines oder mehrerer anderer Additive ist die in WO 91/18951 offenbarte Agglomerationstechnik. Das Produkt dieser Technik im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist ein verschmolzenes oder verbundenes Agglomerat von verschiedenen, aus Teilchen bestehenden Komponenten, die eine filmbildende Hauptkomponente und eine oder mehrere andere Komponenten (Pigmente und/oder andere Additive) umfassen.
Der Gesamtanteil des Metallic-Pigments (der Metallic-Pigmente), das (die) durch Nachmischen in die Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung eingearbeitet ist (sind), kann im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-% (bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung ohne das Metallic-Pigment (die Metallic-Pigmente)), zum Beispiel 0,4 bis 8 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-%, normalerweise 1 bis 4 Gew.-%, liegen.
Im Fall einer Einarbeitung vor und/oder während der Homogenisierung, insbesondere im Fall von Homogenisierungsverfahren (nicht auf der Grundlage von Extrudern) mit niedriger Scherung kann der Gesamtgehalt des (der) eingearbeiteten Metallic-Pigments (Metallic-Pigmente) im Bereich von 0,1–50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorzugsweise wenigstens 5 Gew.-% oder 10 Gew.-%, wobei vorteilhaft 30 Gew.-% nicht überschritten werden, zum Beispiel 5 bis 30 Gew.-% oder 10 bis 30 Gew.-%, liegen.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete stabilisierende Additiv umfasst ein Metallphosphat oder ein Metallborat. Das Phosphat ist vorzugsweise ein ortho-Phosphat, kann aber auch ein Hydrogenphosphat oder ein Polyphosphat sein.
Somit umfasst zum Beispiel ein anderes stabilisierendes Additiv, das verwendet werden kann, Dicalciumphosphatdihydrat, zum Beispiel das von der Budenheim Chemische Fabrik bezogene Material "Budit 222" oder das von Albright & Wilson bezogene Material "Caliment M". Besonders erwähnt werden kann auch Dimagnesiumphosphattrihydrat, wie die Materialien "Budit 229" und "Budit 246" (Budenheim Chemische Fabrik).
Beim stabilisierenden Additiv kann es sich um Zinkphosphat handeln, zum Beispiel:

(a) Zinkphosphatdi- oder -tetrahydrat, vorzugsweise in Form von kugelförmigen Teilchen gemäß der Beschreibung in US 5 137 567 (wobei ein Beispiel für Zinkphosphatdihydrat dasjenige Material ist, das unter der Handelsbezeichnung DELAPHOS 2M erhältlich ist, und ein weiteres Beispiel für ein Zinkphosphat das Material ist, das unter der Handelsbezeichnung HISPAFOS SP erhältlich ist und kugelförmige Teilchen mit einer engen Teilchengrößenverteilung umfasst);
(b) Kugelförmiges Zinkphosphat als kristalline Phase in Beimischung mit einer amorphen Phase, die Fe(II)-phosphat und Fe(III)-phosphat umfasst. Weitere Informationen hinsichtlich solcher Materialien können in US 5 030 285 gefunden werden;
(c) Zinkphosphat (vorzugsweise in Kugelform), modifiziert mit Zinkmolybdat und organophil gemacht durch eine zweckmäßige Oberflächenbehandlung. Ein Beispiel ist das von Microfine Minerals Ltd. gelieferte Material Actirox 106.
(d) Zinkaluminiumphosphat.

Weitere Materialien, die als stabilisierende Additive in Betracht kommen, schließen die folgenden ein:

(i) Erdalkalihydrogenphosphate zusammen mit Erdalkalicarbonaten, die gegebenenfalls auch ein oder mehrere Additive einschließen, die aus Fluorosilicaten, Fluoroboraten, Alkali- und Erdalkalifluoriden ausgewählt sind. Weitere Informationen hinsichtlich solcher Materialien können in US 5 126 074 gefunden werden;
(ii) Mischungen von Magnesiumhydrogenphosphat und Calciumhydrogenphosphat;
(iii) Polyphosphate und Polyphosphathydrate einschließlich Ammoniumpolyphosphaten; modifizierte Strontiumaluminiumpolyphosphathydrate wie diejenigen, die unter den Handelsbezeichnungen HEUCOPHOS SAPP und HEUCOPHOS SRPP erhältlich sind; Zinkaluminiumpolyphosphathydrate wie diejenigen, die unter der Handelsbezeichnung HEUCOPHOS ZAPP erhältlich sind; modifizierte Zinkcalciumaluminiumpolyphosphatsilicathydrate wie diejenigen, die unter der Handelsbezeichnung HEUCOPHOS ZCPP erhältlich sind, und modifizierte Calciumaluminiumpolyphosphatsilicathydrate wie diejenigen, die unter der Handelsbezeichnung HEUCOPHOS CAPP erhältlich sind;
(iv) Orthophosphathydrate, die modifizierte Zinkcalciumstrontiumorthophosphatsilicathydrate einschließen, wie diejenigen, die unter der Handelsbezeichnung HEUCOPHOS ZCP erhältlich sind; modifizierte Zinkaluminiumorthophosphathydrate wie diejenigen, die unter der Handelsbezeichnung HEUCOPHOS ZPA erhältlich sind; organisch behandelte basische Zinkorthophosphathydrate wie diejenigen, die unter der Handelsbezeichnung HEUCOPHOS ZPO erhältlich sind; modifizierte basische Zinkmolybdänorthophosphathydrate wie diejenigen, die unter der Handelsbezeichnung HEUCOPHOS ZMP erhältlich sind, und organisch/anorganisch modifizierte basische Zinkorthophosphat- oder basische Zinkphosphatsilicathydrate wie diejenigen, die unter den Handelsbezeichnungen HEUCOPHOS ZPZ bzw. ZBZ erhältlich sind;
(v) Phosphosilicate wie zum Beispiel Calciumstrontiumzinkphosphosilicat (wie das Material, das unter der Handelsbezeichnung Halox SZP391 von Halox Pigments erhältlich ist), Calciumphosphosilicat und Zinkaluminiumphosphosilicat;
(vi) Organophosphonate, die Metallorganophosphonate einschließen, wie zum Beispiel Salze eines mehrwertigen Metallkations und einer organischen Phosphonsäure, die wenigstens zwei Phosphonsäuregruppen einschließt, zum Beispiel Calciumetidronat (1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäuremonocalciumdihydrat). Weitere Informationen zu solchen Materialien können in GB 2 121 419A gefunden werden.
(vii) Bariummetaboratmonohydrat.

Das stabilisierende Additiv kann ein organisches oder anorganisches Material sein; erwähnt werden können anorganische Materialien, die im Wesentlichen frei von Material sind, das organische Reste enthält.
Als weitere Verallgemeinerung wird, obwohl der Stabilisierungsmechanismus nicht vollständig verstanden ist, angenommen, dass bevorzugte stabilisierende Additive zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Quelle für stabilisierende Anionen, vorteilhaft Phosphationen, einschließen, die dazu fähig sind, sich in Gegenwart von Wasser zu lösen.
In diesem Zusammenhang ist ersichtlich, dass die Umgebung eines Additivmaterials in einem Pulverbeschichtungsfilm von derjenigen eines getrockneten, von einem nassen Lacksystem stammenden Lackfilms stark verschieden ist. Insbesondere ist ein Pulverbeschichtungsfilm gewöhnlich viel weniger porös als der getrocknete Film aus einem flüssigen Lack, und Additivteilchen sind folglich vom filmbildenden Bindemittel eng umhüllt. Unter Berücksichtigung dieser Faktoren wäre zu erwarten gewesen, dass die Teilchen des stabilisierenden Additivs innerhalb des fertigen Beschichtungsfilms "eingefroren" sind und dass folglich zu wenig stabilisierendes Material für die Teilchen des Metallic-Pigments verfügbar ist, um eine nennenswerte Wirkung zu haben.
Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung sind im Fachgebiet Zusammensetzungen vorgeschlagen worden, bei denen elementares Zink in Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen verwendet wird, um die Korrosion von metallischen Substraten zu hemmen (siehe US 5 338 348 und US 5 667 367 ), und solche zuvor vorgeschlagenen Zusammensetzungen können auch siliciumdioxidhaltige Additive einschließen, wodurch ein zusätzlicher Korrosionsschutz für das Substrat erzeugt wird (siehe EP 0 525 870A ). Es ist ersichtlich, dass in solchen Zusammensetzungen das Zink nicht als Pigment zur Erzeugung eines ästhetischen Metallic-Effekts, sondern als Opferelektrode dient, die bevorzugt zum Metallsubstrat korrodiert. Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen nicht Zusammensetzung, die elementares Zink als elektrochemischen Korrosionsinhibitor für das Substrat einschließen.
Im Prinzip kann eine Kombination von mehr als einem stabilisierenden Additiv mit der Maßgabe verwendet werden, dass keine unerwünschte Wechselwirkung zwischen ihnen stattfindet, wobei dies aber nicht notwendig ist und die Zusammensetzung vorzugsweise nur ein einziges stabilisierendes Additiv umfasst.
Stabilisierende, gemäß der Erfindung verwendete Additive können durch ein inniges Mischen mit dem (den) anderen Bestandteil(en) der Zusammensetzung, wobei trocken vermischte Additive ausgeschlossen sind, vor der Extrusion oder einem anderen Homogenisierungsverfahren und/oder während des Verfahrens eingearbeitet werden. Darüber hinaus oder vorzugsweise alternativ kann das Additiv (können die Additive) der Erfindung durch jedes verfügbare, oben mit Bezug auf das Metallic-Pigment (die Metallic-Pigmente) beschriebene Nachmischverfahren eingearbeitet werden.
Somit kann das stabilisierende Additiv (können die stabilisierenden Additive) durch ein Trockenmischverfahren eingearbeitet werden, zum Beispiel:

(i) eine Injektion an der Mühle, wobei die Schuppe und das Additiv (die Additive) gleichzeitig der Mühle zugeführt werden;
(ii) eine Einführung bei der Stufe des Siebens nach dem Mahlen und
(iii) ein nach der Herstellung erfolgendes Vermischen in einem Freifallmischer oder einer anderen geeigneten Mischvorrichtung.

Statt durch ein einfaches Zumischen wie beim Trockenvermischen eingearbeitet zu werden, kann das Additiv (können die Additive) beispielsweise durch eine Mechanofusionstechnik mit den Teilchen der Pulverbeschichtung verbunden werden.
Die einzelnen Komponenten des gemäß der Erfindung verwendeten korrosionshemmenden Additivs können getrennt eingearbeitet oder vor der Einarbeitung (ob vor, während oder nach der Extrusion oder dem anderen Homogenisierungsverfahren) vorgemischt werden, oder die Komponenten können im Fall von Ausführungsform (a) vor der Einarbeitung umgesetzt werden. Beispielsweise kann eine solche Vorreaktion in einer wässrigen Lösung oder Dispersion zweckmäßigerweise unter erzeugten sauren Bedingungen, zum Beispiel durch die Einarbeitung von Phosphorsäure, durchgeführt werden, und der resultierende Niederschlag kann gewaschen und danach bei erhöhter Temperatur (zum Beispiel bei 100°C bis 350°C) getrocknet werden.
Im Prinzip kann ein Teil oder eine Komponente des stabilisierenden Additivs vor und/oder während des Homogenisierungsverfahrens eingearbeitet werden, wobei der verbleibende Teil oder die verbleibende Komponente nach der Homogenisierung eingearbeitet wird.
Der Anteil des (der) stabilisierenden Additivs (Additive), das (die) in eine Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung der Erfindung vor oder nach der Homogenisierung eingearbeitet wird (werden), kann im Bereich von 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, liegen, zum Beispiel wenigstens 5 Gew.-% oder 10 Gew.-%, betragen, wobei 30 Gew.-% nicht überschritten werden. Bereiche, die erwähnt werden können, umfassen 10 bis 30 Gew.-%, 5 bis 20 Gew.-% oder 5 bis 15 Gew.-%, zum Beispiel von 8 bis 12 Gew.-%. Der Anteil des durch Nachmischen eingearbeiteten stabilisierenden Additivs ist gewöhnlich signifikant geringer, um äquivalente oder überlegene Wirkungen zu erzielen, wodurch ein Vorteil für das Nachmischverfahren erhalten wird. Somit darf beispielsweise der Anteil des durch Nachmischen eingearbeiteten stabilisierenden Additivs nicht mehr als 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, betragen, obwohl höhere Anteile (sagen wir bis zu 6 Gew.-%, 7,5 Gew.-% oder 10 Gew.-%) in einigen Fällen verwendet werden dürfen. Der Anteil des durch Trockenmischen eingearbeiteten Additivs beträgt gewöhnlich wenigstens 0,5 Gew.-% und vorzugsweise wenigstens 1 Gew.-%.
Die Teilchengröße des oder eines jeden stabilisierenden Additivs oder von dessen Komponente kann gewöhnlich bis zu 25 μm betragen und beträgt im Fall von Dünnfilmanwendungen vorzugsweise nicht mehr als 10 μm. Die bevorzugte Mindest-Teilchengröße beträgt 0,1 μm, und ein Bereich von 2,5 bis 7,5 μm kann als geeignet erwähnt werden.
Die Teilchengröße von im stabilisierenden Additiv eingeschlossenem Zinkoxid liegt vorteilhaft im Bereich von 0,1 bis 10 μm.
Die Teilchengrößenverteilung der Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung kann im Bereich von 0 bis 120 μm liegen, wobei eine mittlere Teilchengröße im Bereich von 15 bis 75 μm, vorzugsweise wenigstens 20 oder 25 μm, liegt und vorzugsweise 50 μm, insbesondere 20 bis 45 μm, nicht übersteigt.
Im Fall von relativ feinen Größenverteilungen, insbesondere dort, wo relativ dünn aufgetragene Filme erforderlich sind, kann es sich bei der Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung zum Beispiel um eine handeln, bei der ein oder mehrere der folgenden Kriterien erfüllt sind:

a) 95–100 Vol.-% < 50 μm
b) 90–100 Vol.-% < 40 μm
c) 45–100 Vol.-% < 20 μm
d) 5–100 Vol.-% < 10 μm, vorzugsweise 10–70 Vol.-% < 10 μm
e) 1–80 Vol.-% < 5 μm, vorzugsweise 3–40 Vol.-% < 5 μm
f) d(v)₅₀ im Bereich von 1,3–32 μm, vorzugsweise 8–24 μm.

Eine erfindungsgemäße Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung kann eine einzige filmbildende Pulverkomponente enthalten, die ein oder mehrere filmbildende Harze umfasst, oder sie kann eine Mischung von zwei oder mehr solcher Komponenten umfassen.
Das filmbildende Harz (Polymer) dient als Bindemittel und hat die Fähigkeit, Pigmente zu benetzen und zwischen Pigmentteilchen Kohäsivfestigkeit zu erzeugen und das Substrat zu benetzen oder daran zu haften, und schmilzt und fließt beim Härtungs-/Erwärmungsverfahren nach dem Auftragen auf das Substrat unter Bildung eines homogenen Films.
Die oder jede Pulverbeschichtungskomponente einer Zusammensetzung der Erfindung ist gewöhnlich ein warmhärtendes System, obwohl thermoplastische Systeme (auf der Grundlage beispielsweise von Polyamiden) im Prinzip stattdessen verwendet werden können.
Wenn ein warmhärtendes Harz verwendet wird, umfasst das feste, polymere Bindemittelsystem gewöhnlich ein festes Härtungsmittel für das warmhärtende Harz; alternativ können zwei coreaktive, filmbildende, warmhärtende Harze verwendet werden.
Das zur Herstellung der oder einer jeden Komponente einer erfindungsgemäßen warmhärtenden Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung verwendete filmbildende Polymer kann eines oder mehrere sein, das bzw. die aus Polyesterharzen mit Carboxyfunktionen, Polyesterharzen mit Hydroxyfunktionen, Epoxyharzen und funktionellen Acrylharzen ausgewählt ist bzw. sind.
Eine Pulverbeschichtungskomponente der Zusammensetzung kann bevorzugt auf der Grundlage eines festen, polymeren Bindemittelsystems vorliegen, das ein filmbildendes Polyesterharz mit Carboxyfunktionen umfasst, das mit einem Polyepoxid-Härtungsmittel verwendet wird. Solche Polyestersysteme mit Carboxyfunktionen sind gegenwärtig die am weitestgehendsten eingesetzten Pulverbeschichtungsmaterialien. Der Polyester hat gewöhnlich eine Säurezahl im Bereich von 10–100, ein Zahlenmittel der Molmasse, Mn, von 1500 bis 10 000 und eine Glasübergangstemperatur, Tg, von 30°C bis 85°C, vorzugsweise von wenigstens 40°C. Das Polyepoxid kann beispielsweise eine Epoxyverbindung mit einer niedrigen Molmasse wie Triglycidylisocyanurat (TGIC), eine Verbindung wie Diglycidylterephthalat, ein kondensierter Glycidylether von Bisphenol A oder ein lichtbeständiges Epoxyharz sein. Ein solches filmbildendes Polyesterharz mit Carboxyfunktionen kann alternativ mit einem Bis(β-hydroxyalkylamid)-Härtungsmittel wie Tetrakis(2-hydroxyethyl)adipamid verwendet werden.
Alternativ kann ein Polyester mit Hydroxyfunktionen mit einem Härtungsmittel mit blockierten Isocyanatfunktionen oder einem Amin-Formaldehyd-Kondensat wie zum Beispiel einem Melaminharz, einem Harnstoff-Formaldehyd-Harz oder einem Glycol-Harnstoff-Formaldehyd-Harz, zum Beispiel dem von der Cyanamid Company gelieferte Material "Powderlink 1174" oder Hexahydroxymethylmelamin, verwendet werden. Ein Härtungsmittel mit einem geblockten Isocyanat für einen Polyester mit Hydroxyfunktionen kann zum Beispiel im Inneren blockiert sein, wie der Uretdiontyp, oder er kann vom Typ des blockierten Caprolactams, zum Beispiel Isophorondiisocyanat, sein.
Als weitere Möglichkeit kann ein Epoxyharz mit einem Härtungsmittel mit Aminfunktionen wie beispielsweise Dicyandiamid verwendet werden. Statt eines Härtungsmittels mit Aminfunktionen für ein Epoxyharz kann ein phenolisches Material, vorzugsweise ein Material, das durch eine Umsetzung von Epichlorhydrin mit einem Überschuss an Bisphenol A gebildet ist (sozusagen ein Polyphenol, das durch die Addition von Bisphenol A und einem Epoxyharz hergestellt ist), verwendet werden. Ein funktionelles Acrylharz, zum Beispiel ein Harz mit Carboxy-, Hydroxy- oder Epoxyfunktionen, kann mit einem zweckmäßigen Härtungsmittel verwendet werden.
Mischungen von filmbildenden Polymeren können verwendet werden, zum Beispiel kann ein Polyester mit Carboxyfunktionen mit einem Acrylharz mit Carboxyfunktionen und einem Härtungsmittel wie Bis(β-hydroxyalkylamid), das zur Härtung der beiden Polymere dient, verwendet werden. Als weitere Möglichkeiten für gemischte Bindemittelsysteme kann ein Acrylharz mit Carboxy-, Hydroxy- oder Epoxyfunktionen mit einem Epoxyharz oder einem Polyesterharz (mit Carboxy- oder Hydroxyfunktionen) verwendet werden. Solche Harzkombinationen können so ausgewählt sein, dass sie gemeinsam härtend sind, zum Beispiel kann ein Acrylharz mit Carboxyfunktionen zusammen mit einem Epoxyharz gehärtet werden, oder ein Polyester mit Carboxyfunktionen kann zusammen mit einem Acrylharz mit Glycidylfunktionen gehärtet werden. Noch üblicher werden solche gemischten Bindemittelsysteme aber so formuliert, dass sie mit einem einzigen Härtungsmittel (zum Beispiel unter Verwendung eines geblockten Isocyanats zur Härtung eines Acrylharzes mit Hydroxyfunktionen und eines Polyester mit Hydroxyfunktionen) gehärtet werden. Eine andere bevorzugte Formulierung umfasst die Verwendung eines verschiedenen Härtungsmittels für jedes Bindemittel einer Mischung von zwei polymeren Bindemitteln (zum Beispiel ein amingehärtetes Epoxyharz, das zusammen mit einem mit einem geblockten Isocyanat gehärteten Acrylharz mit Hydroxyfunktionen verwendet wird).
Andere filmbildende Polymere, die erwähnt werden können, umfassen funktionelle Fluorpolymere, funktionelle Fluorchlorpolymere und funktionelle Fluoracrylpolymere, die alle Hydroxyfunktionen oder Carboxyfunktionen haben können, und können als einziges filmbildendes Polymer oder zusammen mit einem oder mehreren funktionellen Acryl-, Polyester- und/oder Epoxyharzen mit geeigneten Härtungsmitteln für die funktionellen Polymere verwendet werden.
Andere Härtungsmittel, die erwähnt werden können, umfassen Epoxyphenolnovolake und Epoxykresolnovolake; mit Oximen blockierte Isocyanat-Härtungsmittel, wie Isophorondiisocyanat, das mit Methylethylketoxim blockiert ist, Tetramethylenxyloldiisocyanat, das mit Acetonoxim blockiert ist, und Desmodur W (Dicyclohexylmethandiisocyanat-Härtungsmittel), das mit Methylethylketoxim blockiert ist; lichtbeständige Epoxyharze wie "Santolink LSE 120", geliefert von Monsanto, alicyclische Polyepoxide wie "EHPE-3150", geliefert von Daicel.
Bestimmte Legierungen, insbesondere bestimmte Aluminiumlegierungen (einschließlich Legierungen, die in Luftfahrt-Anwendungen eingesetzt werden) erfahren bei Temperaturen in der Größenordnung von 150°C und darüber metallurgische Änderungen. Folglich umfasst eine wichtige Ausführungsform der Erfindung sogenannte "bei mäßigen Temperaturen härtende" Zusammensetzungen, die so formuliert sind, dass sie (durch eine zweckmäßige Härtung) bei Temperaturen, die 150°C nicht übersteigen, vorteilhaft 140°C nicht übersteigen und vorzugsweise 130°C nicht übersteigen, in die kontinuierliche Beschichtungsform umwandelbar sind.
Eine Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung zur erfindungsgemäßen Verwendung kann frei von zugegebenen farbgebenden Mitteln sein, enthält gewöhnlich aber ein oder mehrere solcher Mittel (Pigmente oder Farbstoffe). Beispiele für Pigmente, die verwendet werden können, sind anorganische Pigmente wie Titandioxid, rote und gelbe Eisenoxide, Chrompigmente und Ruß und organische Pigmente wie beispielsweise Phthalocyanin-, Azo-, Anthrachinon-, Thioindigo-, Isodibenzanthron-, Triphendioxan- und Chinacridon-Pigmente, Küpenfarbenpigmente und Pigmentfarben von sauren, basischen und fixierenden Farbstoffen. Farbstoffe können statt oder mit Pigmenten verwendet werden.
Die Zusammensetzung der Erfindung kann auch ein oder mehrerer Extender oder Füllmittel, die unter anderem zur Unterstützung der Opazität verwendet werden können, wobei Kosten minimiert werden, oder allgemeiner als Verdünnungsmittel einschließen.
Die folgenden Bereiche für den Gesamtgehalt einer erfindungsgemäßen Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung an Pigment/Füllmittel/Extender (mit Ausnahme von nachträglich zugemischten Additiven) seien erwähnt:
0 Gew.-% bis 55 Gew.-%,
0 Gew.-% bis 50 Gew.-%,
10 Gew.-% bis 50 Gew.-%,
0 Gew.-% bis 45 Gew.-% und
25 Gew.-% bis 45 Gew.-%.
Vom Gesamtgehalt an Pigment/Füllmittel/Extender kann ein Pigmentgehalt von ≤ 40 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung (mit Ausnahme der nachträglich zugemischten Additive) verwendet werden. Gewöhnlich wird ein Pigmentgehalt von 25–30% verwendet, obwohl im Fall von dunklen Farben Opazität mit < 10 Gew.-% Pigment erhalten werden kann.
Die Zusammensetzung der Erfindung kann auch ein oder mehrere eigenschaftsverbessernde Additive, zum Beispiel einen Verlaufverbesserer, einen Weichmacher, einen Stabilisator gegen einen UV-induzierten Zerfall oder ein eine Gasentwicklung verhinderndes Mittel wie Benzoin einschließen, oder zwei oder mehr solcher Additive können verwendet werden. Für den Gesamtgehalt einer erfindungsgemäßen Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung an eigen schaftsverbessernden Additiven (mit Ausnahme der nachträglich zugemischten Additive) seien die folgenden Bereiche erwähnt:
0 Gew.-% bis 5 Gew.-%,
0 Gew.-% bis 3 Gew.-% und
1 Gew.-% bis 2 Gew.-%.
Im Allgemeinen werden die oben beschriebenen farbgebenden Mittel, Füllmittel/Extender und eigenschaftsverbessernden Additive nicht durch Nachmischen, sondern vor und/oder während der Extrusion oder des anderen Homogenisierungsverfahrens eingearbeitet.
Eine erfindungsgemäße Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung kann im Prinzip durch jedes beliebige Verfahren der Pulverbeschichtungstechnik, zum Beispiel durch elektrostatisches Spritzbeschichten (Koronaladung oder durch Reibung bewirkte Aufladung) oder durch Fließbett- oder elektrostatische Fließbett-Verfahren auf ein Substrat aufgetragen werden.
Nach dem Auftragen der Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung auf ein Substrat kann die Umwandlung der resultierenden anhaftenden Teilchen in eine kontinuierliche Beschichtung (einschließlich, sofern dies zweckmäßig ist, dem Härten der aufgetragenen Zusammensetzung) durch eine Wärmebehandlung und/oder Strahlungsenergie, insbesondere Infrarot-, Ultraviolett- oder Elektronenstrahlung bewerkstelligt werden.
Das Pulver wird auf dem Substrat gewöhnlich durch das Einwirkenlassen von Wärme (Härtungsvorgang) gehärtet; die Pulverteilchen schmelzen und fließen, und ein Film wird gebildet. Die Härtungszeiten und -temperaturen hängen gemäß der eingesetzten Zusammensetzungsformulierung voneinander ab, und die folgenden typischen Bereiche können erwähnt werden:

* Bei einigen Harzen, insbesondere bestimmten Epoxyharzen, können Temperaturen bis zu 90°C eingesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung bietet die Möglichkeit, den Bedarf an einer zusätzlichen, als Trennschicht auf der Metallic-Effekt-Lackierung aufgetragenen Schutzbeschichtung wegfallen zu lassen, und die Erfindung macht demgemäß auch ein Beschichtungsverfahren verfügbar, bei dem die Metallic-Effekt-Beschichtung der Decklack ist und keine weitere Beschichtung darauf aufgetragen wird.
Die Erfindung ist auf einen weiten Bereich von aufgetragenen Filmdicken, normalerweise von Dünnfilmen von beispielsweise 30 μm oder weniger, bis zu Filmen von 50, 100, 150 oder 200 μm anwendbar. Eine typische Film-Mindestdicke ist 5 μm, und Bereiche von 15 bis 25 μm und 15 bis 40 μm sind wichtig.
Eine Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung der Erfindung kann mittels Trockenmischen ein oder mehrere verlaufverbessernde Additive, zum Beispiel die in WO 94/11446 offenbarten und insbesondere die in dieser Anmeldung offenbarte bevorzugte Additivkombination, einschließen, die Aluminiumoxid und Aluminiumhydroxid normalerweise in Anteilen im Bereich von 1:99 bis 99:1, bezogen auf das Gewicht, vorteilhaft von 10:90 bis 90:10, vorzugsweise von 30:70 bis 70:30, zum Beispiel von 45:55 bis 55:45 umfasst. Die Verwendung solcher Additivkombinationen ist im Fall der oben beschriebenen relativ feinen Größenverteilungen besonders anwendbar, wenn relativ dünn aufgetragene Filme erforderlich sind. Andere trocken zugemischte Additive, die erwähnt werden können, umfassen Aluminiumoxid und Siliciumdioxid (bei dem es sich um ein wachsbeschichtetes Siliciumdioxid handeln kann) entweder einzeln oder in Kombination miteinander oder in anderen Additivkombinationen, zum Beispiel unter Einschluss von Aluminiumhydroxid.
Eine bevorzugte Kombination umfasst wachsbeschichtetes Siliciumdioxid, Aluminiumoxid und Aluminiumhydroxid. Im Fall von Additiven, die Aluminiumoxid und/oder Aluminiumhydroxid umfassen oder daraus bestehen, können Typen mit γ-Struktur bevorzugt werden.
Die durch Trockenmischen eingearbeitete Menge des (an) verlaufverbessernden Additivs (Additiven) kann im Bereich von beispielsweise 0,05 oder 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung ohne das (die) Additiv(e), vorteilhaft von 0,1 bis 3 Gew.-%, noch spezieller von 0,1 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise wenigstens 0,2 Gew.-%, insbesondere von 0,2 bis 1,5 Gew.-%, noch spezieller von 0,3 bis 1 Gew.-% liegen.
Der Gesamtgehalt an nicht filmbildendem (filmbildenden) Additiv(en), das (die) durch Nachmischen eingearbeitet ist (sind), beträgt gewöhnlich nicht mehr als 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung ohne das (die) Additiv(e).
Das Substrat kann beispielsweise Aluminium, Eisen, Zinn oder Zink umfassen. Alternativ kann das Substrat Legierungen von einem oder mehreren dieser Metalle mit sich selbst oder mit anderen Metallen wie beispielsweise Kupfer, Nickel und/oder Magnesium umfassen. Das Metall oder die Legierung kann in Form einer Schicht auf einem Substrat vorliegen, das aus einem anderen Material besteht, bei dem es sich um sich selbst oder ein anderes Metall oder eine andere Legierung handeln kann.
Das Substrat kann stattdessen ein nichtmetallisches Material wie ein Kunststoffmaterial, Holz, ein Produkt auf der Grundlage von Holz, Glas, Glasfaser oder ein Verbundwerkstoff, Keramik oder ein Textilmaterial umfassen.
Vorteilhaft wird ein Metallsubstrat vor dem Auftragen der Zusammensetzung chemisch oder mechanisch gereinigt und vorzugsweise einer chemischen Vorbehandlung, beispielsweise mit Eisenphosphat, Zinkphosphat oder Chromat, unterzogen. Von Metall verschiedene Substrate werden gewöhnlich vor dem Auftragen vorgewärmt oder im Fall des Auftragens mittels elektrostatischen Spritzens mit einem Material vorbehandelt, das ein solches Auftragen unterstützt.
Bei einer typischen erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann der Anteil des filmbildenden Polymers (und des Härtungsmittels, sofern dies zweckdienlich ist) im Bereich von 25 bis 99,5 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 98 Gew.-%, liegen, wobei ein Anteil im Bereich von 40 bis 98 Gew.-%, vorzugsweise von 50 bis 90 oder 95 Gew.-% für Zusammensetzungen, die farbgebende Mittel einschließen, repräsentativ ist.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung:
Die in den Beispielen verwendeten stabilisierenden Additive waren wie folgt:

Albritect CC500:	(Albright & Wilson) eine Mischung aus einem unlöslichen Aluminiumsilicat und Zinkoxid (vergleichend).
Actirox 106:	Zinkphosphat (kleine, kugelförmige Teilchen), modifiziert mit Zinkmolybdat und organophil gemacht (Microfine Minerals Ltd.).
Budit 222:	Dicalciumphosphatdihydrat (Budenheim Chemische Fabrik).
Budit229:	Dimagnesiumphosphattrihydrat (Budenheim Chemische Fabrik).
Delaphos 2M:	Zinkphosphatdihydrat.

Calciumetidronat:	1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäuremonocalciumdihydrat (Bardyke Chemicals).
Irgacor 252 LD:	(2-Benzothiazolyl)bernsteinsäure (Ciba Specialty Chemicals) (vergleichend).

Beispiel 1
Eine graue Polyester-Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung mit der folgenden Formulierung (Gew.-Teile) wurde hergestellt:
Die Bestandteile wurden in einem Mischer trocken vermischt und einem Doppelschnecken-Extruder zugeführt, der bei einer Temperatur von 130°C betrieben wurde. Das Extrudat wurde auf einer Kühlplatte flach ausgerollt und in Schuppenform zerbrochen (Siebweite ca. 1 cm). 0,1 Gew.-% Acematt TS100, ein Siliciumdioxid-Mattierungsmittel, wurden zur Unterstützung des Mahlens als trocken fließendes Additiv zur Schuppe gegeben. Die resultierende, in Schuppenform vorliegende Zusammensetzung wurde in einer Prallmühle gemahlen, wodurch eine Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung mit einer Teilchengrößenverteilung innerhalb des folgenden Bereichs hergestellt wurde (die Bestimmung erfolgte unter Verwendung eines Mastersizer X von Malvern):
d(v)₉₉ = 103–108 μm
d(v)₅₀ = 38–42 μm
7–8% < 10 μm.
1,4 Gew.-%, berechnet auf der Grundlage des Grundpulvers ohne das Metallic-Pigment, des Leafing-Aluminiumpulvers Special PC100 (von ECKART) wurden zur Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung gegeben, die wie oben beschrieben hergestellt war. Das Aluminiumpigment wurde durch Schütteln mit dem Pulver trocken vermischt, bis es im Pulver gleichmäßig verteilt war, wodurch eine Metallic-Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung A erzeugt wurde.
A wurde in Unterproben unterteilt. Erfindungsgemäße Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen wurden aus mehreren dieser Unterproben durch trockenes Zumischen, wiederum durch Schütteln, von stabilisierenden Additiven zum Pulver erzeugt. Die Zusammensetzungen der additivhaltigen Proben sind unten aufgeführt (wobei alle Mengen Gew.-%, bezogen auf das Metallic-Pulver ohne Additiv, sind):
Die oben aufgeführten Zusammensetzungen wurden durch elektrostatisches Spritzen auf Aluminium-Testbleche aufgetragen. Die Pulver wurden bei 200°C für 8 min erhitzt, wodurch gehärtete Filme mit Metallic-Effekt mit Dicken von 50–80 μm erzeugt wurden.
Bleche mit den oben gehärteten Beschichtungen wurden in eine Feuchtigkeitskammer gelegt, und unter konstanten Bedingungen, d.h. 100% RH und (40 ± 3) °C gemäß DIN 50017 (KK) wurde kondensierende Feuchtigkeit auf sie einwirken gelassen. Bei einigen Proben wurde auf mehr als ein Blech einwirken gelassen, weil die Einwirkungsbedingungen in verschiedenen Bereichen der Feuchtigkeitskammer variieren können. Die Bleche wurden in Intervallen inspiziert, und der Grad des Angriffs wurde nach der folgenden Skala bewertet:

0: = keine Wirkung
1: = isolierte dunkle oder verfärbte Flecken
2: = zahlreiche Flecken/leichter Glanzverlust
3: = deutliche Flecken/Glanzverlust
4: = hauptsächlich mit Flecken bedeckt/deutlicher Glanzverlust
5: = vollständige Zerstörung

Die Ergebnisse nach verschiedenen Einwirkungsdauern sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
Es ist ersichtlich, dass jedes der Additive die Beständigkeit des Metallic-Pigments gegenüber einer Verfärbung und einem Glanzverlust in gewissem Maße verbesserte. Budit 222 und Actirox 106 stellten deutliche Verbesserungen dar, wobei diejenigen Filme, die Budit 222 enthielten, nach einer Einwirkdauer von 120 h keine Anzeichen für einen Angriff durch Feuchtigkeit und Sauerstoff aufwiesen. Ein niedrigerer Grad der Widerstandsfähigkeit wurde von Albritect CC500 verliehen. Letzteres weist jedoch bei steigenden Konzentrationen der Additiv-Einarbeitung eine Erhöhung der Wirksamkeit auf.
Beispiel 2
Eine graue Polyester-Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung mit der folgenden Formulierung (Gew.-Teile) wurde hergestellt:
Die Bestandteile wurden in einem Mischer trocken vermischt und einem Doppelschnecken-Extruder zugeführt, der bei einer Temperatur von 130°C betrieben wurde. Das Extrudat wurde auf einer Kühlplatte flach ausgerollt und in Schuppenform zerbrochen (Siebweite ca. 1 cm). Die resultierende, in Schuppenform vorliegende Zusammensetzung wurde in einer Prallmühle gemahlen, wodurch Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen mit einer Teilchengrößenverteilung innerhalb des in Beispiel 1 beschriebenen Bereichs hergestellt wurden.
3,5 Gew.-%, berechnet auf der Grundlage des Grundpulvers ohne das Metallic-Pigment, des Non-Leafing-Aluminiumpigments Aluminiumstabil 7654 (Benda-Lutz) wurden gemäß der Beschreibung oben zur Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung gegeben. Das Aluminiumpigment wurde durch eine Mechanofusion-Technik mit dem Pulver verbunden, wodurch die Metallic-Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung B erzeugt wurde.
B wurde in Unterproben unterteilt. Erfindungsgemäße Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen wurden aus mehreren dieser Unterproben durch trockenes Zumischen, durch Schütteln, von stabilisierenden Additiven zum Pulver erzeugt. Die Zusammensetzungen der additivhaltigen Proben sind unten aufgeführt (wobei alle Mengen Gew.-%, bezogen auf das Metallic-Pulver ohne Additiv, sind):
Diese Zusammensetzungen wurden durch elektrostatisches Spritzen auf Aluminium-Testbleche aufgetragen. Die Pulver wurden bei 200°C für 8 min erhitzt, wodurch gehärtete Filme mit Metallic-Effekt mit Dicken von 50–80 μm erzeugt wurden.
Bleche mit den oben gehärteten Beschichtungen wurden in eine Feuchtigkeitskammer gelegt, und gemäß der Beschreibung in Beispiel 1 wurde kondensierende Feuchtigkeit auf sie einwirken gelassen. Die Bleche wurden in Intervallen entnommen, und der Grad des Angriffs wurde nach in Beispiel 1 aufgeführten Skala bewertet:
Die Ergebnisse nach verschiedenen Einwirkungsdauern sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
Es ist ersichtlich, dass Albritect CC500 wiederum bei steigenden Konzentrationen der Einarbeitung eine Erhöhung der Wirksamkeit ergab und bei Konzentrationen von 1% und darüber wirksamer war. Die durch die Zugabe von Albritect CC500 bewirkte Verbesserung war größer als diejenigen, die beim trocken vermischten Leafing-Pigment in Beispiel 1 beobachtet wurde. Budit 222 ergab wiederum einen überlegenen Grad der Widerstandsfähigkeit, wobei es einem Angriff durch kondensierende Feuchtigkeit mehrere Wochen lang widerstand.
Beispiel 3
Eine klare Polyester-Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung mit der folgenden Formulierung (Gew.-Teile) wurde hergestellt:
Die Bestandteile wurden in einem Mischer trocken vermischt und einem Doppelschnecken-Extruder zugeführt, der bei einer Temperatur von 130°C betrieben wurde. Das Extrudat wurde auf einer Kühlplatte flach ausgerollt und in Schuppenform zerbrochen (Siebweite ca. 1 cm). Die resultierende, in Schuppenform vorliegende Zusammensetzung wurde in einer Prallmühle gemahlen, wodurch Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen mit einer Teilchengrößenverteilung innerhalb des in Beispiel 1 beschriebenen Bereichs hergestellt wurden.
1,1 Gew.-%, berechnet auf der Grundlage des Grundpulvers ohne das Metallic-Pigment, des Leafing-Aluminiumpulvers 1081 (Benda-Lutz) wurden gemäß der Beschreibung oben zur Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung gegeben. Das Aluminiumpigment wurde durch eine Mechanofusion-Technik mit dem Pulver verbunden, wodurch die Metallic-Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung C erzeugt wurde.
C wurde in Unterproben unterteilt. Erfindungsgemäße Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen wurden aus mehreren dieser Unterproben durch trockenes Zumischen, durch Schütteln, von stabilisierenden Additiven zum Pulver erzeugt. Die Zusammensetzungen der additivhaltigen Proben sind unten aufgeführt (wobei alle Mengen Gew.-%, bezogen auf das Metallic-Pulver ohne Additiv, sind):
Diese Zusammensetzungen wurden durch elektrostatisches Spritzen auf Aluminium-Testbleche aufgetragen. Die Pulver wurden bei 200°C für 8 min erhitzt, wodurch gehärtete Filme mit Metallic-Effekt mit Dicken von 50–80 μm erzeugt wurden.
Bleche mit den oben gehärteten Beschichtungen wurden in eine Feuchtigkeitskammer gelegt, und gemäß der Beschreibung in Beispiel 1 wurde kondensierende Feuchtigkeit auf sie einwirken gelassen. Die Bleche wurden in Intervallen entnommen, und der Grad des Angriffs wurde nach in Beispiel 1 aufgeführten Skala bewertet:
Die Ergebnisse nach verschiedenen Einwirkungsdauern sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
Es ist ersichtlich, dass Albritect CC500 bei steigenden Konzentrationen der Einarbeitung eine geringe Erhöhung der Wirksamkeit ergab. Budit 222 ergab jedoch einen deutlich überlegenen Grad der Widerstandsfähigkeit, wobei es nach einem Angriff durch kondensierende Feuchtigkeit für 330 h nur leicht angegriffen war.
Beispiel 4 (in das Grundpulver eingearbeitete Additive)
Die Epoxy-Polyester-Hybrid-Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen D–H wurden mit den unten aufgeführten Formulierungen (Gew.-Teile) hergestellt. D–E sind Kontrollbezüge (nicht erfindungsgemäß), und F–H sind erfindungsgemäße Zusammensetzungen, in die stabilisierende Additive eingearbeitet sind.
Die Bestandteile wurden in einem Mischer trocken vermischt und einem Doppelschnecken-Extruder zugeführt, der bei einer Temperatur von 120°C betrieben wurde. Das Extrudat wurde auf einer Kühlplatte flach ausgerollt und in Schuppenform zerbrochen (Siebweite ca. 1 cm). Zur Erleichterung des Mahlens wurden 0,2 Gew.-% Aluminiumoxid als trocken fließendes Additiv zur Flocke gegeben. Die resultierende, in Schuppenform vorliegende Zusammensetzung wurde in einer Prallmühle gemahlen, wodurch Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen mit einer Teilchengrößenverteilung innerhalb des in Beispiel 1 beschriebenen Bereichs hergestellt wurden.
1,4 Gew.-%, berechnet auf der Grundlage des Grundpulvers ohne das Metallic-Pigment, des Leafing-Aluminiumpulvers Special PC100 wurden zu jeder der Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen D–H gegeben. Das Aluminiumpigment wurde durch Schütteln mit jedem der Pulver trocken vermischt, bis es im Pulver gleichmäßig verteilt war.
Die so hergestellten Metallic-Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen wurden durch elektrostatisches Spritzen auf Aluminium-Testbleche aufgetragen. Die Pulver wurden bei 200°C für 8 min erhitzt, wodurch gehärtete Filme mit Metallic-Effekt mit Dicken von 50–80 μm erzeugt wurden.
Bleche mit den oben gehärteten Beschichtungen wurden in eine Feuchtigkeitskammer gelegt, und gemäß der Beschreibung in Beispiel 1 wurde kondensierende Feuchtigkeit auf sie einwirken gelassen. Die Bleche wurden in Intervallen entnommen, und der Grad des Angriffs wurde nach in Beispiel 1 aufgeführten Skala bewertet:
Die Ergebnisse nach verschiedenen Einwirkungsdauern sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
Es ist ersichtlich, dass eine Verbesserung der Beständigkeit gegenüber einem Zerfall des Aluminium-Pigments auch durch die Zugabe von stabilisierenden Additiven zum Grundpulver vor der Extrusion statt eines Nachmischens zum fertigen Metallic-Pulver erreicht wird. Die Einarbeitung von Albritect CC500 zum Grundpulver ergibt eine kleine Verbesserung, wobei die Zeit bis zur Verschlechterung auf einen gegebenen Grad verlängert wird. Die Zugabe von Budit 222, Actirox 106 oder einer Mischung dieser beiden zum Grundpulver bewirkt jedoch eine signifikant größere Verbesserung, wodurch sich nach einem 120 h langen Feuchtigkeits- und Sauerstoffangriff keine wie auch immer geartete Wirkung zeigt.
Beispiel 5
Eine klare Polyester-Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung mit der folgenden Formulierung (Gew.-Teile) wurde hergestellt:
Die Bestandteile wurden in einem Mischer trocken vermischt und einem Doppelschnecken-Extruder zugeführt, der bei einer Temperatur von 130°C betrieben wurde. Das Extrudat wurde auf einer Kühlplatte flach ausgerollt und in Schuppenform zerbrochen (Siebweite ca. 1 cm). Als Fließverbesserer zur Erleichterung des Mahlens wurden 0,1% Aerosil 200 zugegeben. Die resultierende, in Schuppenform vorliegende Zusammensetzung wurde in einer Prallmühle gemahlen, wodurch Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen mit einer Teilchengrößenverteilung innerhalb des in Beispiel 1 beschriebenen Bereichs hergestellt wurden.
6 Gew.-%, berechnet auf der Grundlage des Grundpulvers ohne das Metallic-Pigment, des Leafing-Aluminiumpigments Stabil 7611 (Benda-Lutz) wurden gemäß der Beschreibung oben zur Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung gegeben. Das Aluminiumpigment wurde durch eine Mechanofusion-Technik mit dem Pulver verbunden, wodurch die Metallic-Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung J erzeugt wurde.
J wurde in Unterproben unterteilt. Erfindungsgemäße Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen wurden aus jeder dieser Unterproben durch trockenes Zumischen, durch Schütteln, von stabilisierenden Additiven zum Pulver erzeugt. Die Zusammensetzungen der additivhaltigen Proben sind unten aufgeführt (wobei alle Mengen Gew.-%, bezogen auf das Metallic-Pulver ohne Additiv, sind):
Diese Zusammensetzungen wurden durch elektrostatisches Spritzen auf verzinnte Stahl-Testbleche aufgetragen. Die Pulver wurden bei 180°C für 15 min erhitzt, wodurch gehärtete Filme mit Metallic-Effekt mit Dicken von 50–80 μm erzeugt wurden.
Bleche mit den oben gehärteten Beschichtungen wurden in eine Feuchtigkeitskammer gelegt, und unter Bedingungen gemäß BS3900 Teil F2 (100% relative Feuchtigkeit, Temperaturwechsel kontinuierlich von 42°C bis 48°C und zurück auf 42°C innerhalb von 60 ± 5 min) wurde kondensierende Feuchtigkeit auf sie einwirken gelassen.
Die Bleche wurden in Intervallen entnommen, und der Grad des Angriffs wurde nach in Beispiel 1 aufgeführten Skala bewertet:
Die Auswertungsergebnisse nach verschiedenen Einwirkungsdauern sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
Aus der Bewertung der Auswertung ist ersichtlich, dass die Proben J1–J3 eine Verbesserung hinsichtlich der Beständigkeit gegenüber einem Zerfall des Aluminiumpigments aufweisen. Die Einarbeitung von 3 Gew.-% Calciumetidronat führt zu einer geringfügig stärkeren Gesamtdunkelfärbung der Beschichtung als Budit 222 oder Delaphos 2M, ergibt aber eine bessere Beständigkeit gegenüber der Bildung unansehnlicher dunkler Flecken.
Beispiel 6
Eine pigmentierte Epoxy-Polyester-Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung mit der folgenden Formulierung (Gew.-Teile) wurde hergestellt:
Die Bestandteile wurden in einem Mischer trocken vermischt und einem Doppelschnecken-Extruder zugeführt, der bei einer Temperatur von 120°C betrieben wurde. Das Extrudat wurde auf einer Kühlplatte flach ausgerollt und in Schuppenform zerbrochen (Siebweite ca. 1 cm). Als Trockenfließverbesserer zur Erleichterung des Mahlens wurden 2,1% Acematt TS100, ein Siliciumdioxid-Mattierungsmittel, zugegeben. Die resultierende, in Schuppenform vorliegende Zusammensetzung wurde in einer Prallmühle gemahlen, wodurch eine Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung mit einer Teilchengrößenverteilung innerhalb des in Beispiel 1 beschriebenen Bereichs hergestellt wurde.
1,6 Gew.-%, berechnet auf der Grundlage des Grundpulvers ohne das Metallic-Pigment, des Leafing-Aluminiumpulvers 2050 (Benda-Lutz) wurden gemäß der Beschreibung oben zur Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung gegeben. Das Aluminiumpigment wurde durch eine Mechanofusion-Technik mit dem Pulver verbunden, wodurch die Metallic-Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung K erzeugt wurde.
Darüber hinaus wurde eine weitere Metallic-Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung L exakt wie für Zusammensetzung C in Beispiel 3 hergestellt.
K und L wurde in Unterproben unterteilt. Erfindungsgemäße Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen wurden aus jeder dieser Unterproben durch trockenes Zumischen, durch Schütteln, von stabilisierenden Additiven zum Pulver erzeugt. Die Zusammensetzungen der additivhaltigen Proben sind unten aufgeführt (wobei alle Mengen Gew.-%, bezogen auf das Metallic-Pulver ohne Additiv, sind):
Diese Zusammensetzungen wurden durch elektrostatisches Spritzen auf verzinnte Stahl-Testbleche aufgetragen. Die Pulver wurden bei 180°C für 15 min erhitzt, wodurch gehärtete Filme mit Metallic-Effekt mit Dicken von 50–80 μm erzeugt wurden.
Bleche mit den oben gehärteten Beschichtungen wurden in eine Feuchtigkeitskammer gelegt, und unter Bedingungen gemäß BS3900 Teil F2 wie in Beispiel 5 wurde kondensierende Feuchtigkeit auf sie einwirken gelassen. Die Bleche wurden in Intervallen entnommen, und der Grad des Angriffs wurde nach in Beispiel 1 aufgeführten Skala bewertet:
Die Auswertungsergebnisse für K und K1–K3 nach verschiedenen Einwirkungsdauern sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
Aus der Bewertung der Auswertung und unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Einwirkung von Feuchtigkeit gemäß BS3900 ein beschleunigtes Testverfahren ist, ist ersichtlich, dass jede der Proben K1–K3 eine Verbesserung hinsichtlich einer Zerstörung der Metallic-Pulverbeschichtung darstellt. Darüber hinaus zeigt ein Vergleich der Ergebnisse für K1 und K2, dass der Widerstand gegenüber einer Zerstörung durch die Erhöhung der Konzentration von 3% bis 6% in das Pulver eingearbeitetem Budit 222 verbessert wird. Die Einarbeitung von Budit 229 mit 3% ergibt eine Feuchtigkeitsbeständigkeit, die derjenigen der Proben K1 und K2 überlegen ist, wodurch die Zusammensetzung K3 einer 1000 h langen Einwirkung von Feuchtigkeit mit einer relativ geringfügigen Verschlechterung des Metallic-Decklacks widerstehen kann.
Die Ergebnisse der Auswertung für L und L1–L3 nach verschiedenen Einwirkungsdauern sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
Jede der Proben L1–L3 zeigte eine Verbesserung hinsichtlich der Beständigkeit gegenüber einer Zersetzung der Metallic-Pulverbeschichtung. Die Beständigkeit gegenüber einer Zersetzung wird wiederum durch eine Erhöhung der Einarbeitungskonzentration von Budit 222 von 3% auf 6% erhöht, wird durch die Zugabe von 3% Budit 229 statt Budit 222 aber noch weiter erhöht. Die Probe L3 weist im Vergleich zu L1 oder L2 eine leicht erhöhte Verdunkelung der Beschichtung insgesamt auf, aber ihre Beständigkeit gegenüber einer Beschädigung in Form von dunklen Flecken oder Bereichen ist außerordentlich verbessert. Die Probe L3 kann einer mehr als 1000-stündigen Einwirkung von Feuchtigkeit widerstehen, ohne dass der Metallic-Decklack sich signifikant verschlechtert.
Beispiel 7
Eine klare Polyester-Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung wurde gemäß der in Beispiel 5 aufgeführten Formulierung hergestellt. Die Bestandteile wurden in einem Mischer trocken vermischt und einem Doppelschnecken-Extruder zugeführt, der bei einer Temperatur von 130°C betrieben wurde. Das Extrudat wurde auf einer Kühlplatte flach ausgerollt und in Schuppenform zerbrochen (Siebweite ca. 1 cm). Als Fließverbesserer zur Erleichterung des Mahlens wurden 0,1% Siliciumdioxid Aerosil 200 zugegeben. Die resultierende, in Schuppenform vorliegende Zusammensetzung wurde in einer Prallmühle gemahlen, wodurch Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen mit einer Teilchengrößenverteilung innerhalb des in Beispiel 1 beschriebenen Bereichs hergestellt wurden.
4,5 Gew.-%, berechnet auf der Grundlage des Grundpulvers ohne das Metallic-Pigment, des glitzernden Non-Leafing-Aluminiumpigments Hydrostab 7655 (Benda-Lutz) wurden gemäß der Beschreibung oben zur Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung gegeben. Das Aluminiumpigment wurde durch eine Mechanofusion-Technik mit dem Pulver verbunden, wodurch die Metallic-Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung M erzeugt wurde.
Eine erfindungsgemäße Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung wurde aus Zusammensetzung M durch trockenes Zumischen, durch Schütteln, von 5 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht des fertigen Metallic-Pulvers ohne Additiv) Budit 222 erzeugt.
Beispiel 8
Eine Epoxy-Polyester-Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung mit der folgenden Formulierung (Gew.-Teile) wurde hergestellt:
Die Bestandteile wurden in einem Mischer trocken vermischt und einem Doppelschnecken-Extruder zugeführt, der bei einer Temperatur von 120°C betrieben wurde. Das Extrudat wurde auf einer Kühlplatte flach ausgerollt und in Schuppenform zerbrochen (Siebweite ca. 1 cm). Als Fließverbesserer zur Erleichterung des Mahlens wurden 0,13% Acematt TS100, ein Siliciumdioxid-Mattierungsmittel, zugegeben. Die resultierende, in Schuppenform vorliegende Zusammensetzung wurde in einer Prallmühle gemahlen, wodurch eine Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung mit einer Teilchengrößenverteilung innerhalb des in Beispiel 1 beschriebenen Bereichs hergestellt wurde.
1,8 Gew.-%, berechnet auf der Grundlage des Grundpulvers ohne das Metallic-Pigment, des Leafing-Aluminiumpulvers 2050 (Benda-Lutz) wurden gemäß der Beschreibung oben zur Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung gegeben. Das Aluminiumpigment wurde durch eine Mechanofusion-Technik mit dem Pulver verbunden, wodurch die Metallic-Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung N erzeugt wurde.
N wurde in Unterproben unterteilt. Erfindungsgemäße Pulverbeschichtungs-Zusammensetzungen wurden aus jeder dieser Unterproben durch trockenes Zumischen, durch Schütteln, von stabilisierenden Additiven zum Pulver erzeugt. Die Zusammensetzungen der additivhaltigen Proben sind unten aufgeführt (wobei alle Gew.-% auf das Metallic-Pulver ohne Additiv bezogen sind):
Diese Zusammensetzungen wurden durch elektrostatisches Spritzen auf verzinnte Stahl-Testbleche aufgetragen. Die Pulver wurden bei 180°C für 15 min erhitzt, wodurch gehärtete Filme mit Metallic-Effekt mit Dicken von 50–80 μm erzeugt wurden. Die gehärteten Filme von N1 wiesen sichtbare Körner von Irgacor 252LD auf der Oberfläche auf, weil die Teilchengröße dieses Materials größer als die Empfehlung für erfindungsgemäße stabilisierende Additive ist.
Bleche mit den oben gehärteten Beschichtungen wurden in eine Feuchtigkeitskammer gelegt, und unter Bedingungen gemäß BS3900 Teil F2 wie in Beispiel 5 wurde kondensierende Feuchtigkeit auf sie einwirken gelassen. Die Bleche wurden in Intervallen entnommen, und der Grad des Angriffs wurde nach in Beispiel 1 aufgeführten Skala bewertet.
Die Ergebnisse der Auswertung für N und N1–N3 nach verschiedenen Einwirkungsdauern sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
Wie aus der Bewertung der Auswertung hervorgeht, hemmt das Vorhandensein von Irgacor 252LD in N1 die Geschwindigkeit der Zersetzung der Metallic-Beschichtung in den Anfangsstufen der Feuchtigkeitseinwirkung. Irgacor 252LD ist zum Schutz des Decklacks aber weniger wirksam als entweder Budit 222 oder Budit 229, ein Ergebnis, das hauptsächlich darauf zurückzuführen sein kann, dass es mehr als 10 Vol.-% Teilchen in der Größenordnung von 100 μm oder mehr enthält, von denen angenommen wird, dass sie viel zu groß sind, um eine optimale Leistung zu zeigen. Nach einer Einwirkung von 8 Tagen (190 h) behielt der silberfarbene Decklack seinen Glanz und seine Farbe nur in begrenzten Flecken um die jeweiligen Körner von Irgacor 252LD, während der Hauptteil der Beschichtung vollständig zersetzt war. Wiederum ist Budit 229 das effektivste stabilisierende Additiv, wobei auf dem Blech von N3 nach acht Tagen nur wenige isolierte dunkle Flecken vorhanden waren, während die Kontrollprobe N nach nur 5–6 h in kondensierender Feuchtigkeit vollständig zersetzt war.

Claims

Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung, umfassend ein filmbildendes Polymer, ein einen Metallic-Effekt ergebendes Pigment und ein stabilisierendes Additiv, das in einer aus der Zusammensetzung gebildeten Beschichtung auf einem Substrat den Zerfall des Metallic-Pigments in Gegenwart von Sauerstoff und Wasser hemmt, wobei das stabilisierende Additiv ein Metallphosphat oder ein Metallborat in einer Menge von 1–30 Gew.-%, wenn es vor oder während der Homogenisierung zur Zusammensetzung gegeben wird, und in einer Menge von 0,5–10 Gew.-%, wenn es durch Nachmischen zur Zusammensetzung gegeben wird, umfasst.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Metallic-Pigment in Flockenform vorliegt.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Metallic-Pigment Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, rostfreien Stahl, Kupfer, Zinn, Bronze oder Messing umfasst.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Metallic-Pigment durch Trockenmischen vorzugsweise nach dem Mahlen in die Zusammensetzung eingearbeitet wird.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach Anspruch 4, wobei der Gesamtanteil des (der) durch Trockenmischen in die Zusammensetzung eingearbeiteten Metallic-Pigments (Metallic-Pigmente) im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung ohne das (die) Metallic-Pigment(e), zum Beispiel 0,4 bis 8 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-% oder 1 bis 4 Gew.-%, liegt.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Metallic-Pigment vor und/oder während der Homogenisierung, insbesondere im Fall eines Homogenisierungsverfahrens mit niedriger Scherung, in die Zusammensetzung eingearbeitet wird und der Gehalt des (der) eingearbeiteten Metallic-Pigments (Metallic-Pigmente) im Bereich von 0,1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorzugsweise wenigstens 5 Gew.-% oder 10 Gew.-% liegt und vorteilhaft 30 Gew.-% nicht übersteigt.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das stabilisierende Additiv ein Metallphosphat umfasst, bei dem es sich um ein Orthophosphat, Hydrogenphosphat oder Polyphosphat, vorzugsweise ein Orthophosphat, handelt.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das stabilisierende Additiv Zinkphosphat umfasst.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach Anspruch 8, wobei das stabilisierende Additiv durch Zinkmolybdat modifiziertes und durch eine zweckmäßige Oberflächenbehandlung organophil gemachtes Zinkphosphat (vorzugsweise in Kugelform) umfasst.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das stabilisierende Additiv Dicalciumphosphatdihydrat umfasst.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das stabilisierende Additiv Dimagnesiumphosphattrihydrat umfasst.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das stabilisierende Additiv durch Nachmischen eingearbeitet wird.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach Anspruch 12, wobei der Anteil des (der) durch Nachmischen eingearbeiteten stabilisierenden Additivs (Additive) nicht mehr als 7,5 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 5 Gew.-% oder 6 Gew.-% beträgt.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gesamtgehalt des Metallic-Pigments (der Metallic-Pigmente) und/oder eines anderen nicht filmbildenden Additivs (anderer nicht filmbildender Additive), die durch Nachmischen eingearbeitet werden, 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung ohne das Pigment (die Pigmente) und das Additiv (die Additive), nicht übersteigt.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Anteil des (der) stabilisierenden Additivs (Additive), das (die) vor und/oder während der Homogenisierung der Zusammensetzung eingearbeitet wird (werden), wenigstens 5 Gew.-% oder 10 Gew.-% beträgt und 20 Gew.-% nicht übersteigt.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Teilchengröße des oder eines jeden stabilisierenden Additivs oder einer jeden Komponente davon bis zu 25 μm, vorzugsweise nicht mehr als 10 μm, noch mehr bevorzugt 2,5 bis 7,5 μm beträgt.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Teilchengröße von in dem stabilisierenden Additiv eingeschlossenem Zinkoxid im Bereich von 0,1 bis 10 μm liegt.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der es sich um ein warmhärtendes System handelt.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach Anspruch 18, die ein filmbildendes Polymer einschließt, das aus carboxyfunktionellen Polyesterharzen, hydroxyfunktionellen Polyesterharzen, Epoxyharzen und funktionellen Acrylharzen ausgewählt ist.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Metallic-Pigment ein beschichtetes Material ist.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach Anspruch 20, wobei die Beschichtung Siliciumdioxid oder ein anderes inertes anorganisches Material umfasst.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach Anspruch 20, wobei die Beschichtung ein Kunststoffmaterial umfasst.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach Anspruch 20, wobei das Metallic-Pigment mit einem farbgebenden Mittel beschichtet ist.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das Metallic-Pigment von einem Polymer oder Weichmacher, das bzw. der mit dem filmbildenden Polymer verträglich ist, getragen wird.
Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anteil des filmbildenden Polymers (und des Härtungsmittels, sofern vorhanden) im Bereich von 25 bis 99,5 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 98 Gew.-% liegt.
Verfahren zur Bildung einer Beschichtung auf einem Substrat, wobei eine Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche durch ein Pulverbeschichtungsverfahren auf das Substrat aufgetragen wird, was dazu führt, dass Teilchen der Zusammensetzung am Substrat haften und die anhaftenden Teilchen wenigstens auf einem Teil des Substrats zu einer kontinuierlichen Beschichtung geformt werden.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei keine weitere Beschichtung auf das beschichtete Substrat aufgetragen wird.
Beschichtetes Substrat, erhalten durch ein Verfahren nach Anspruch 26 oder Anspruch 27.
Beschichtetes Substrat nach Anspruch 28, wobei das Substrat ein Metallsubstrat ist.
Beschichtetes Substrat nach Anspruch 28, umfassend ein nichtmetallisches Material.
Beschichtetes Substrat nach Anspruch 30, umfassend ein Kunststoffmaterial, Holz, ein Produkt auf der Grundlage von Holz, Glas, Glasfaser oder einen Verbundwerkstoff, Keramik oder ein Textilmaterial.