DK161525B

DK161525B - Flydende overtraeksmateriale og fremgangsmaade til fremstilling deraf

Info

Publication number: DK161525B
Application number: DK430082A
Authority: DK
Inventors: Derrard Michael Hall; Roy Arthur Kemp; Christopher Henry Such
Original assignee: Dulux Australia Ltd
Priority date: 1981-02-13
Filing date: 1982-09-28
Publication date: 1991-07-15
Also published as: EP0071613A1; IS2704A7; WO1982002719A1; JPS58500067A; US4407990A; JPH0139460B2; FI820473L; IS1249B6; KR830009173A; EP0071613B1; NZ199597A; ZA82724B; GR75149B; DE3270705D1; DK161525C; CA1176779A; DK430082A; EP0071613A4; IN155980B; NO823096L

Description

DK 161525 B

Den foreliggende opfindelse angår termoplastiske overtræks-materialer og især sådanne materialer, hvori de væsentligste filmdannende bestanddele er trekomponentb1 and ing af acrylpoly-mere, cel 1u1oseacetatbutyrat og monomer blødgører.

5

Et typisk eksempel på et sådant termoplastisk overtræksmateriale er det i US patentskrift nr. 4.168.249 beskrevne materiale. Dette patentskrift omhandler et moderne overtræksmateriale af høj kvalitet, som er en blanding af seks komponenter, 10 nemlig ce11u1oseacetatbutyrat, en polymer blødgører og fire acrylpolymerer. Disse acrylpolymerer er henholdsvis (a) polymethylmethacrylat-homopolymer; (b) en methylmethacrylat/alkylaminoalkylmethacrylat-copolymer; 15 (c) en methylmethacrylat/alkylacrylat-copolymer; og (d) en methylmethacrylat/alkylacrylat/a,0-umættet syre-copoly-mer, som er blevet omsat med en alkylen i min.

En sådan lak er et dyrt produkt at fremstille, både på grund 20 af udgiften til nogle af råmaterialerne samt fremstillingsomkostningerne. Alkylaminoalkylmethacrylaterne og alkylenimi-nerne er relativt dyre materialer. Endvidere er alkyleniminerne meget farlige materialer og skal håndteres med ekstrem forsigtighed. Dette nødvendiggør sofistikeret udstyr og forfinede 25 håndteringsprocedurer ved fremstillingen.

Den foreliggende opfindelse tager sigte på at tilvejebringe et termoplastisk overtræksmateriale, der udviser fortrinlige egenskaber, som kan sidestilles med den kendte laks egenska-30 ber, idet overtræksmaterialets komponenter udvælges omhyggeligt, således at en ukompliceret blanding af et minimum af komponenter opnås og farlige materialer undgås.

Ifølge den foreliggende opfindelse angives et flydende over-35 træksmateriale omfattende en blanding af a) en opløsning i flygtig organisk væske af en copolymer af 75 - 90% methylmethacrylat, 1,5 - 4,0% di methylam i no- 2

DK 161525B

ethylmethacrylat og 8 - 23,5% monomer valgt blandt butyl= methacrylat, butylacrylat og laurylmethacrylat, hvilken copolymer skal have en glasovergangstemperatur på 80 - 95°Cj j b) en opløsning i flygtig organisk væske af cellulose= 5 acetatbutyrat, der har en viskositet på 0,5 - 5,0 sekunder ved måling i overensstemmelse med prøvemetoden D1343 fastlagt af the American Society for Testing and Materials, og et hydroxytal på højst 2, og c) en monomer esterblødgører, der er forenelig med den 10 valgte blanding af nævnte komponenter a) plus b), således at de ikke-flygtige bestanddele af a), b) og c) udgør henholdsvis 43,5 — 64,0%, 15,0 - 25,5% og 21,0 - 31,5% af den samlede vægt af ikke-flygtigt materiale i a) plus b) plus c).

15 Fremdeles angives en fremgangsmåde til fremstilling af et flydende overtræksmateriale ved blanding af d) en opløsning i flygtigt flydende opløsningsmiddel af en copolymer a'f 75 - 90% methylmethacrylat, 1,5 - 4,0% di= methylaminoethylmethacrylat og 8 - 23,5% monomer valgt 20 blandt butylmethacrylat, butylacrylat og laurylmethacrylat, hvilken copolymer skal have en glasovergangstemperatur på 80 - 95°C, e) en opløsning i flygtigt flydende opløsningsmiddel af celluloseacetatbutyrat, der har en viskositet på 0,5 - 25 5,0 sekunder ved måling i overenstemmelse med forsøgsme toden D1343 fastlagt af the American Society for testing and Materials og et hydroxyltal på højst 2, og f) en monomer esterblødgører, der er.forenelig med den valgte blanding af nævnte komponenter d) plus e), således 30 at de ikke-flygtige bestanddele id), e) og f) udgør hen-

DK 161525 B

3 holdsvis 43,5 - 64,0%, 15,0 - 25,5% og 21,0 - 31,5% af den samlede vægt af ikke-flygtigt materiale i d) plus e) plus f).

Materialerne ifølge opfindelsen udgør de væsentligste film-5 dannende komponenter i flydende overtræksmaterialer, der er særlig anvendelige til anvendelse som køretøjslakker. Malingfilm påført deraf udviser særlig nyttige kombinationer af hårdhed, fleksibilitet, glans og især adhæsion til andre malingunderlag.

10 Det sammensætningsinterval af komponenter, som vil føre til disse ønskelige egenskaber, er usædvanligt snævert, og til opnåelse af den optimale kombination af hårdhed og adhæsion til visse anvendelser har det vist sig, at intervallet endog skal yderligere begrænses til de følgen-15 de foretrukne grænser.

Fremstillingen af komponent a) er en konventionel copoly= merisationsproces, der kan foretages under anvendelse af standardpolymerisationsteknik. Glasovergangstemperaturen kan måles ved f.eks. at anvende en Differential Thermal 20 Mechanical Analyser, men med henblik på at fastslå overensstemmelse med opfindelsen er det tilstrækkeligt at beregne værdien ud fra den kendte sammensætning under anvendelse af publicerede Tg-værdier for copolymere i de enkelte komponenter.

25 Som det er sædvanligt for flydende overtræksmaterialer vil disse normalt indeholde 60 - 80 vægt% flygtigt opløsningsmiddel .

Pigmenter kan også inkorporeres i overtrækkene på konventionel måde.

30 Opfindelsen illustreres i de efterfølgende eksempler, hvori 4

DKΊ61525B

alle komponenter er angivet efter vægt.

s | . Eksempel 1.

Fremstilling af et overtræksmateriale ifølge opfindelsen og sammenlignende afprøvning i forhold til en i handelen 5 gående lak, der ikke er en lak ifølge opfindelsen.

En acrylcopolymeropløsning med følgende sammensætning blev fremstillet ved hjælp af konventionel additionspolymerisationsteknik:

Monomersammensætning.

10 methylmethacrylat 83 dele n-butylmethacrylat 15 dele dimethylaminoethyl= methacrylat 2 dele faste stoffer 40 vægt% 15 opløsningsmiddelsammensætning methylethylketon 30 dele toluen 70 dele.

132,5 dele af denne opløsning blev blandet med 88 dele af en 25 vægt% opløsning af celluloseacetatbutyrat (kvali-20 tet 0j5 sekundt) i methylethylketon og toluen (30:70 efter vægt) samt 25,0 dele n-butylbenzylphthalat til opnåelse af en opløsning af filmdannende polymer, hvori de ikke-flygtige bestanddele af copolymeropløsningen, cellulose= acetatbutyratopløsningen og blødgøreren udgjorde 53%, 22% 1 25 og 25% af vægten af det samlede ikke-flygtige indhold.

Den således fremstillede opløsning blev pigmenteret indtil et pigment/bindemiddelindhold på 60 med titandioxid-pigment til fremstilling af en hvid lak.

%

DK 161525B

5

Denne lak blev afprøvet i overensstemmelse med de nedenfor anførte metoder. En i handelen gående acryl-genover-fladebehandlingslak med den samme totale generelle sammensætning, men hvori acrylpolymeren ifølge dette eksempel 5 var erstattet med en tilsvarende vægt, regnet i forhold til indholdet af faste stoffer, af en methylmethacrylat= homopolymer, blev også afprøvet i overensstemmelse med disse metoder.

Adhæsionsforsøg.

10 Lakken blev fortyndet med det ovennævnte opløsningsmiddel indtil en viskositet på 15 - 17 sekunder i et Ford nr. 4 viskositetsbæger og sprøjtet på stålforsøgsplader, der var overtrukket med en hærdet, ældet og let tilsandet film af i handelen gående termohærdet acrylemalje. Filmen blev 15 tørret i luft i 24 timer og derpå underkastet adhæsionsforsøget ifølge ' the American Society for Testing and Materials, forsøgsmetode D3359.

Varmdeformationsforsøg.

Lakken blev påført på en grundingsbehandlet stålplade, og 20 pladen blev i sin længderetning plettet med en 1% opløsning af ægalbumin. Pletterne fik lov til at tørre i løbet af natten, og pladen blev derpå anbragt i 6 minutter på en varmeledende kobberstang med en temperaturgradient fra 35°C til 65°C mellem dens ender. Pladen blev vasket og 25 undersøgt for deformationsmodstand, idet den temperatur, hvortil ægalbuminpletten var blevet opvarmet, let blev bestemt ved dens stilling på stangen. Et overtræksmateriale betragtes kun som havende acceptabel deformationsmodstandsdygtighed, hvis pletterne svarende til temperaturerne over 30 ca, 40°C viser tegn på deformation.

DK 161525 B

6

Genovertrækningsrevneforsøg.

å *

Lakken blev påført på en grundingsbehandlet stålplade, fik lov at lufttørre og blev derpå ældet i en ovn ved 65°C i 16 timer. Pladen blev derpå kølet til 25°C, og en 175 5 μιη film af lakken (fortyndet til sprøjteviskositet) blev frembragt. Filmen fik lov. til at tørre og undersøgtes for revnedannelse (et netværk af fine indbyrdes forbundne revner på overfladen af den tørre film) . Pladen blev returneret til ovnen i 7 dage, hvorefter den atter blev 10 udtaget, kølet til 25°C, og den ovenfor nævnte procedure blev gentaget. Pladen og den fortyndede lak, der benyttedes til frembringelserne, blev derpå kølet til 7°C, og en tredje film blev frembragt, fik lov til at tørre og undersøgtes for revnedannelse.

15 Begge lakker klarede sig tilfredsstillende ved varmdeforma tionsforsøget og genovertrækningsrevneforsøget, men medens lakken fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen udviste næsten intet adhæsionstab ved adhæsionsforsøget, udviste den i handelen gående lak meget dårlig adhæsion.

20 Eksempel 2.

Anvendelse af et antal forskellige acrylpolymere.

Et antal overtræksmaterialer blev fremstillet i overensstemmelse med eksempel 1, men i hvert tilfælde blev copolymer en i nævnte eksempel erstattet med en af følgende 25 copolymere: a) methylmethacrylat (87%), n-butylmethacrylat (10%), dimethylaminoethylmethacrylat (DMAEMA) (3%).

DK 161525 B

7

b) methylmethacrylat (90%) , ethylacrylat (8%) , DMAEMA

(2%) : c) methylmethacrylat (95%), n-butylmethacrylat (3%), DMAEMA (2%), 5 hvori a) er ifølge opfindelsen, b·) indbefatter en monomer/ der ikke er ifølge opfindelsen, og c) har comonomermæng-der, der ligger uden for de tilladte grænser.

De således fremstillede overtræksmaterialer blev underkastet afprøvningsprocedurerne ifølge eksempel 1. Ma-10 terialeta) førte til gode resultater ved alle forsøg, medens materialet b) klarede sig dårligt ved adhæsionsforsøget og varmdeformationsforsøget, og materialet c) klarede sig dårligt ved adhæsionsforsøget og genovertræk-ningsrevneforsøget.

15 Eksempel 3.

Virkning af ændring af mængderne af komponenterne i overtræksmaterialet .

Eksempel 1 blev gentaget, men mængderne af komponenterne blev ændret således, at forholdet copolymer/celluloseace= 20 tatbutyrat/blødgøringsmiddel var 69/6/25 i stedet for forholdet 53/22/25 i nævnte eksempel. Ved at blive underkastet de afprøvningsprocedurer, der er anført i eksempel 1, udviste det resulterende overtræksmateriale uacceptabel genovertrækningsrevnedannelse.

DK 161525 B

8

Eksempel 4.

S

Anvendelse af forskellige typer celluloseacetatbutyrat (CAB) .

Eksempel 1 blev gentaget to gange, idet CAB-mængden i 5 nævnte eksempel i hvert tilfælde blev erstattet med en identisk mængde af a) en CAB, hvis hydroxyltal var 3, og b) en CAB„ hvis viskositet var 0,2 sekunder.

Ved afprøvning under anvendelse af de procedurer, der er 10 anført i eksempel 1, udviste materialet indeholdende a) dårlig adhæsion, og materialet indeholdende b) udviste dårlig modstandsevne mod genovertrækningsrevnedannelse.

Forud for afprøvning kunne det også bemærkes, at hvert materiale havde dårlig glans sammenlignet med materialet 15 ifølge eksempel 1.

Eksempel 5.

Anvendelse af forskellige blødgøringsmidler.

Eksempel 1 blev gentaget, idet butylbenzylphthalat-blød-gøringsmidlet ifølge nævnte eksempel blev erstattet med 20 en identisk mængde af a) dipropylenglycoldibenzoat, b) "Santiciser" 141 (varemærke) fra Monsanto Co. -en i handelen gående monomerblødgører, c) 34% kokosnødglycerolalkydharpiks,

Claims

1. Flydende overtræksmateriale, kendetegnet ved, at det omfatter en blanding af 10 a) en opløsning i flygtig organisk væske af en copolymer af 75 - 90% methylmethacrylat, 1,5 - 4,0% dimethylamino= ethylmethacrylat og 8 - 23,5% monomer valgt blandt butyl= methacrylat, butylacrylat og laurylmethacrylat, hvilken polymer skal have en glasovergangstemperatur på 80 - 95°C, 15 b) en opløsning i flygtig organisk væske af celluloseace= tatbutyrat, der har en viskositet på 0,5 - 5,0 sekunder ved måling i overensstemmelse med forsøgsmetoden D1343 ifølge the American Society for Testing and Materials, og et hydroxyltal på maksimalt 2, og 20 c) en monomer esterblødgører, der er forligelig med den valgte blanding af nævnte komponenter a) plus b), så at de ikke-flygtige bestanddele af a), b) og c) udgør henholdsvis 43,5 - 64,0%, 15,0 - 25,5% og 21,0 - 31,5% af den samlede vægt af ikke-flygtigt materiale i a) plus b) 25 plus c). DK 161525 B 10

2. Flydende overtrækningsmateriale ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den monomere esterblødgører er valgt blandt butylbenzylphthalat og dipropylenglycoldi- ! benzoat. j j

3. Fremgangsmåde til fremstilling af et flydende over- i træksmiddel, kendetegnet ved, at man blander j d) . en opløsning i flygtigt flydende opløsningsmiddel af en copolymer af 75 - 90% methylmethacrylat, 1,5 - 4,0% di= methylaminoethylmethacrylat og 8 - 23,5% monomer valgt blandt butylmethacrylat, butylacrylat og laurylmethacrylat, hvilken copolymer skal have en glasovergangstemperatur på 80 - 95°C, e) en opløsning i flygtigt flydende opløsningsmiddel af af celluloseacetatbutyrat, der har en viskositet på 0,5 - 5,0 sekunder ved måling i overensstemmelse med forsøgsmetoden D1343 ifølge the American Society for Testing and Materials, og et hydroxyltal på maksimalt 2, og f) en monomer esterblødgører, der er forenelig med den valgte blanding af nævnte komponenter d) plus e), så at de ikke-flygtige bestanddele af d), e) og f) udgør henholdsvis 43,5 - 64,0%, 15,0 - 25,5% og 21,0 - 31,5% af den samlede vægt af ikke-flygtigt materiale i d) plus e) plus f) .

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at den monomere esterblødgører er valgt blandt butylbenzylphthalat og dipropylenglycoldibenzoat.