DE948542C

DE948542C - Baked enamel based on polyurethane

Info

Publication number: DE948542C
Application number: DEF11139A
Authority: DE
Inventors: Dr Wilhelm Altner
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1953-02-22
Filing date: 1953-02-22
Publication date: 1956-09-06

Description

Einbrennlack auf Polyurethanbasis Die linearen Polyurethane - sind zahlreichen Chemikalien gegenüber recht widerstandsfähig, sie sind kochbeständig und verhalten sich auch mechanisch so günstig, daß ihre Verwendung für Zwecke des Oberflächenschutzes sich immer mehr durchsetzt.Polyurethane stoving enamel The linear polyurethanes - are Quite resistant to numerous chemicals, they are resistant to boiling and behave mechanically so favorably that their use for purposes of Surface protection is becoming more and more popular.

Es ist .demgemäß vorgeschlagen worden,, hydrohylgruppenhaltige Polyester mit Isoeyanaten tun zusetzen, wobei zur Herstellung von Überzügen die Reaktionskomponenten entweder getrennt aufgetragen oder kurz vor Gebrauch vermischt werden. Diese Verfahren haben den Nachteil, daß meist nicht physiologisch einwandfreie Isocyanate vefweridet werden müssen - es sei denn, man benutzt verkappte Isocyanate -, daß man ferner genaue und atöchiometrische Mengenverhältnisse einzuhalten gezwungen :ist, die zudem von Ansatz zu Ansatz. schwanken können, und, :daß schließlich die fertigen Ansätze nur eine beschränkte Haltbarkeit aufweisen.Accordingly, it has been proposed, polyester containing hydroyl groups with Isoeyanaten do add, with the reaction components for the production of coatings either applied separately or mixed just before use. These procedures have the disadvantage that isocyanates are usually not physiologically acceptable must be - unless you use masked isocyanates - that you must also Comply with exact and atoichiometric proportions: that is also approach to approach. can fluctuate, and: that finally the finished approaches have only a limited shelf life.

Diese für die Praxis schwerwiegenden Nachteile werden vermieden, wenn man zur Herstellung von Oberflächenüberzügen - fertige- Polyu@rethane verwendet. Das bringt zudem -den Vorteil mit sich, daß die Schichtdicke -dieser Überzüge in weiten Grenzen variiert werden kann, da nach kurzer Trockenheit, in welcher das Lösungsmittel verdampft, eine weitere Schicht aufgebracht werden kann, während man bei der eingangs beschriebenen Verfahrensweise gezwungen .ist zu warten, bis die Komponenten ausreagiert haben.These disadvantages, which are serious in practice, are avoided if one uses for the production of surface coatings - finished- Polyu @ rethane. This also has the advantage that the layer thickness of these coatings in wide limits can be varied, since after a short time Dryness, in which the solvent evaporates, another layer can be applied can, while one is forced .ist in the procedure described at the beginning to wait until the components have reacted.

Bekannte Verfahren zur Herstellung von Oberflächenüberzügen lassen sich bei den linearen Polyurethanen- nur bedingt anwenden. Das Flammenspritzverfahren führt stets zu einer Schädigung der bei hohen Temperaturen sehr oxydabionsempfindlichen Polywrethane, denn die feinverteilten Polymeren müssen, um auf die zu bekleidende Oberfläche aufgebracht werden zu können, durch die Flamme der Flammenspritzpistole hindurchgeführt werden.Let known processes for the production of surface coatings Can only be used to a limited extent with linear polyurethanes. The flame spray process always leads to damage to those which are very sensitive to oxidation at high temperatures Polywrethane, because the finely divided polymers have to be applied to the clothing Surface to be applied by the flame of the flame spray gun are passed through.

Es lassen sich auch aus fein aufgeteilten Polyurethanen hergestellte Suspensionen durch Tauchen oder Aufspritzen auf die zu schützenden Flächen aufbringen, um nach dem Trocknen durch Aufschmelzen bei geeigneten Temperaturen zum Verfließen zu einer 'gleichmäßigen Schutzschicht gebracht zu werden. Die mit Kunststoffsuspensionen behandelten und dann .getrockneten Stücke. sind vor ,dem Einbrennen :indessen -meist recht empfindlich, da die feinen Kunstoffpartikel lediglich der Oberfläche aufliegen, ohne daß ein Bindemittel sie mit dem Untergrunde verbindet. Auch neigen Überzüge dieser Art bei schlechtem Verfließen zur Porenbildung und beim Abkühlen zur Rißbildung.It can also be produced from finely divided polyurethanes Apply suspensions by dipping or spraying onto the surfaces to be protected, to flow after drying by melting at suitable temperatures to be brought to a 'uniform protective layer. The ones with plastic suspensions treated and then dried pieces. are before, the branding: meanwhile - mostly quite sensitive, as the fine plastic particles only lie on the surface, without a binding agent connecting them to the subsurface. Coatings also tend to be of this type in the case of poor flow to pore formation and on cooling to the formation of cracks.

Diese Übelstände lassen sich in bekannter Weise vermeiden, wenn den zu suspendierenden oder suspendierten Polyurethanen Zusätze geeigneter filmbildender Stoffe oder weichmachende Substanzen .beigegeben werden. Solche Zusätze sind. mit den Palyurethanennicht immer verträglich, auch weichen die Eigenschaften derartig zusammengesetzter Überzüge von denen der reinen Polyurethane erheblich ab.These inconveniences can be avoided in a known manner if the Additions of suitable film-forming to suspending or suspended polyurethanes Substances or softening substances are added. Such additives are. with the palyurethanes are not always compatible, and the properties also soften in such a way composite coatings differ significantly from those of pure polyurethanes.

Die erfindungsgemäßen Einbrennlacke auf Polyurethanbasis vermeiden die Verwendung von Fremdsubstanzen und benutzen zur Herstellung von Polyurethansuspensionen geringe Mengen löslicher Polyurethane neben den unlöslichen Polyurethanen. Das in der flüssigen Phase der Suspension gelöste lösliche Polyurethan, das als Bindemittel' wie als Weichmacher wirksam ist, soll bei Raumtemperatur stabile Lösungen ergeben, es soll nicht höher, zweckmäßig etwas tiefer schmelzen als das aufzubringende Polymethan, mit dem es natürlich auch mischbar sein muß, und es soll schließlich eine gewisse Weichheit besitzen.Avoid the polyurethane-based stoving enamels according to the invention the use of foreign substances and use for the production of polyurethane suspensions small amounts of soluble polyurethanes in addition to the insoluble polyurethanes. This in soluble polyurethane dissolved in the liquid phase of the suspension, which acts as a binder ' as is effective as a plasticizer, should result in stable solutions at room temperature, it should not melt any higher, or appropriately a little deeper, than the polymethane to be applied, with which it must of course also be mixable, and ultimately it should have a certain Possess softness.

Das als Bindemittel angewendete Polyurethan bildet nach lern Aufspritzen der Suspension eine hauchdünne klebende Schicht, welche die suspendierten Kunststoffteilchen so fest mit der Unterlage verankert, daß die getrockneten Stücke ihre Empfindlichkeit gegenüber Erschütterungen, Wind und Berührung weitgehend verloren haben, was für den Transport zum Einbrennofen von Wichtigkeit ist. Die dünne Bindemittelschicht begünstigt das Verfließen der Polyurethanpartikel während des Einbrennens, da j a bereits vor dein Einbrennen die gesamte zu schützende Oberfläche vorn einem Kunststoffilm überzogen ist. Schließlich wirkt das Bindemittel, das sich während . des Eiribrennprozesses in der gesamten Oberflächenschicht verteilt, als Weichmacher, so daß Filme, die in dieser Weise hergestellt werden, elastischer ausfallen und keine Neigung zur Rißbildung zeigen.The polyurethane used as a binding agent forms spraying after learning the suspension is a wafer-thin adhesive layer that holds the suspended plastic particles so firmly anchored to the substrate that the dried pieces lose their sensitivity to shocks, wind and contact have largely lost what for transport to the baking oven is important. The thin layer of binder favors the flowing of the polyurethane particles during stoving, since j a the entire surface to be protected in front of a plastic film before you are burned in is covered. Ultimately, the binder that acts during. of the egg burning process Distributed throughout the surface layer, as a plasticizer, so that films that are made in this way, turn out to be more elastic and have no tendency to Show cracking.

Die Einbrennlacke werden wie folgt hergestellt bzw. verarbeitet: Man stellt durch Suspendieren von feinkörnigen unlöslichen linearen- PolyuTethanen in Lösungen von in organischen Lösungsmitteln oder Lösungsmittelgemmächen löslichen Poly urethanen Verteilungen her, die Feststoffgehalte des suspendierten Anteils .von 2,6 bis 4o% aufweisen, bringt die Suspensionen; vorzugsweise durch Aufspritzen mit der Spritzpistole oder durch Tauchen, auf die Oberfläche der zu überziehenden Gegenstände und läßt trocknen. Je nach der Dicke der gewünschten Schicht kann die Kunststoffverteilung einmal oder mehrmals aufgebracht werden. Die zu bekleidende Oberfläche ist vor der Behandlung durch Sandstrahlen- zu reinigen. Nach dem Trocknen wird eingebrannt, zweckmäßig in indifferenter Ofenatmosphäre. Die Einbrenndauer richtet sich nach der Größe der Gegenstände, während die Einbrenntemperatur den jeweils verwendeten Polyurethanen anzupassen ist und vorzugsweise nur wenig über- dem Schmelzpunkt des betreffenden linearen Polymeren gelegen ist.The stoving enamels are produced or processed as follows: Man by suspending fine-grained, insoluble linear polyethanes in Solutions of soluble in organic solvents or solvent mixtures Polyurethane distributions, the solids content of the suspended fraction . Have from 2.6 to 40%, brings the suspensions; preferably by spraying with the spray gun or by dipping, onto the surface of the to be coated Objects and let dry. Depending on the thickness of the desired layer, the Plastic distribution can be applied one or more times. The one to be dressed The surface must be cleaned by sandblasting before treatment. After drying is baked in, expediently in an indifferent furnace atmosphere. The burn-in time depends on the size of the objects, while the baking temperature is the each polyurethane used is to be adapted and preferably only slightly over- is the melting point of the linear polymer in question.

Suspensionen mit bis- zu 35% Feätstoffgehalt sind gut verspritzbar. Der- Gehalt der Suspensionen an Bindemitteln kann .in ziemlich zweiten Grenzen schwanken, beginnend bei i bis 2o 0/0# bis hinauf zu io bis :2o %. Bei zu geringen Bindemittelkonzentrationen nimmt die Empfindlichkeit der trockenen, noch nichteingebrannten Stücke zu, bei zu hohen Anteilen überwiegen die Eigenschaften der löslichen Polyurethane im Überzug. Beispiel i In 95 Gewichtsteilen eines Lösungsmittelgemisches, das aus 57,8 Raumteilen Chloroform und 42,2,Raumteilen Methanol hergestellt wurde, werden 5 Gewichtsteile eines Polyürethans aus Ilexan-i, 6-di.isocyanat und Butan-i, 3-d -iol bei Raumtemperatur gelöst. In der schwach viskosen Lösung werden 5o Gewichtsteile eines unlöslichen, als feines Pulver vorliegenden Polyurethans aus Hexan-i, 6-diisocyanat und Butan-i, 4-diol gleichmäßig verteilt. Mit der Suspension wird gesund, strahltes Stahlblech vermittels einer Spritzpistole gleichmäßig überzogen. Nach dem Trocknen wird 2o Minuten bei 185 bis igo° in indifferenter Atmosphäre eingebrannt. Beispiel z Man löst in 18o Gewichtsteilen eines Gemisches gleicher Raumteile Methanol und ` Tetrachlorkohlenstoff 2o Gewichtsteile eines Polvurethans, das durch Umsetzung eines Gemisches aus 30 Mol- prozent Butan-i, 4-diol und 7o Molprozent Butan-1, 3-diol mit Hexan-i, 6-diisocyanat erhalten wurde. In der schwach viskosen Polyuretht,nlösung werden 66,7 Gewichtsteile eines feinpulverigen Pölyurethans aus Hexan-i, 6-diisocyanat und einem Gemisch von 9o Molprozent Butan-i, 4-diol und io Molprdzent Methylhexan-i, 6-diol suspendiert. Gesandstrahltes Stahlblech, das mit dieser Suspension gespritzt und nach dem Trocknen 2o Minuten bei 185' eingebrannt wurde, erhält einen gut haftenden porenfreien Überzug.Suspensions with a solids content of up to 35% are easy to spray. The binder content of the suspensions can fluctuate within fairly second limits, starting with 1 to 20 0/0 # up to 10 to: 20%. If the binder concentration is too low, the sensitivity of the dry, not yet baked pieces increases; if the proportions are too high, the properties of the soluble polyurethanes in the coating predominate. Example i In 95 parts by weight of a solvent mixture prepared from 57.8 parts by volume of chloroform and 42.2 parts by volume of methanol, 5 parts by weight of a polyurethane are made from ilexan-i, 6-di-isocyanate and butan-1,3-d-iol dissolved at room temperature. In the slightly viscous solution, 50 parts by weight of an insoluble polyurethane in the form of a fine powder and composed of 1,6-hexane diisocyanate and 1,4-butane diol are evenly distributed. The suspension is used to evenly coat healthy, blasted sheet steel using a spray gun. After drying, it is baked for 20 minutes at 185 to igo ° in an indifferent atmosphere. Example z Dissolve in 180 parts by weight of a mixture of equal parts by volume of methanol and carbon tetrachloride 2o parts by weight of a polyurethane which is obtained by reacting a mixture of 30 mol percent butane-1,4-diol and 70 mol percent butane-1,3-diol with hexane i, 6-diisocyanate was obtained. 66.7 parts by weight of a finely powdered polyurethane made from hexane-6-diisocyanate and a mixture of 90 mole percent butane-1,4-diol and 10 mole percent methylhexane-6-diol are suspended in the slightly viscous polyurethane solution. Sandblasted sheet steel, which was sprayed with this suspension and, after drying, baked at 185 minutes for 20 minutes, received a well-adhering, pore-free coating.

Claims

PATENT CLAIM: Baked enamel on polyurethane brmis, consisting of the suspension of a powdery, insoluble, linear polyurethane in solutions of polyurethanes in organic solvents or solvent mixtures. Publications considered: Wagner-Sarx, Lackkunstharze, 1950, p.74 and. 75; Chemical engineering, 1952, p.569.