EP2084202A1 - Urethanepoxide für die tieftemperaturhärtung von beschichtungen, verfahren zur herstellung sowie verwendung - Google Patents

Urethanepoxide für die tieftemperaturhärtung von beschichtungen, verfahren zur herstellung sowie verwendung

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EP2084202A1
EP2084202A1 EP07819864A EP07819864A EP2084202A1 EP 2084202 A1 EP2084202 A1 EP 2084202A1 EP 07819864 A EP07819864 A EP 07819864A EP 07819864 A EP07819864 A EP 07819864A EP 2084202 A1 EP2084202 A1 EP 2084202A1
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EP
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coating composition
composition according
powdery coating
powdery
diisocyanate
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Withdrawn
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EP07819864A
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Michael Kraus
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Original Assignee
EMS Patent AG
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Publication date
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    • C09D5/03—Powdery paints
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    • C08G2150/20—Compositions for powder coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers

Definitions

  • the present invention relates to a novel coating system based on epoxy-functional urethanes (urethane epoxides) for thermosetting compositions. Moreover, the present invention relates to the preparation and application of paint systems, consisting of the urethane epoxides and a Koreaktan- den, and other, known for the production of paints fillers and additives.
  • urethane epoxides epoxy-functional urethanes
  • Patent EP 0 228 935 mentions urethane epoxides in connection with the preparation of oxazolidines.
  • Patent GB 1,072,716 describes a process of preparing urethane epoxides by the reaction of epoxy alcohols (eg 3,4-epoxy-4-methylpentanol-2) and isocyanates (eg 2-naphthyl isocyanate, TDI). Also mentioned is the use as a crosslinker in paints.
  • US Pat. No. 4,020,034 describes weathering-resistant coatings obtained from the crosslinking reaction of a urethane epoxide with an aliphatic or cycloaliphatic acid or its anhydride (for example tetrahydrophthalic acid). The coatings were applied from a solvent.
  • Patent DE 31 38 196 describes powdery coating compositions and their use.
  • binder there are mentioned both resins obtained by olefin polymerization and condensation reactions.
  • hardener Urethanepoxide, obtained by reaction egg nes (poly) isocyanate with glycidol (such as TDI) and have a melting point of 30 to 100 0 C.
  • Patent RU 2 230 088 describes urethane epoxides obtained by reaction of polyisocyanates (eg TDI), a Spacer (eg polytetrahydrofuran) and glycidol were prepared. From the present invention, this technique differs by the crosslinking by means of polyamines (eg, organosilicone diamines) and the use of an organic solvent.
  • polyisocyanates eg TDI
  • Spacer eg polytetrahydrofuran
  • glycidol glycidol
  • Patent JP 5295079 describes thermosetting coatings in which the urethane epoxide component is represented as follows. Monosubstitution of TDI with glycidol and subsequent reaction with an alcohol or thiol having a functionality ⁇ 1. The resulting liquid resins are mixed with a diamine (eg, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane) and at 80 0 C for one hour hardened.
  • a diamine eg, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane
  • Patents DE 103 20 431 and DE 103 20 432 describe urethane-epoxide-functional silanes, a process for their preparation and their use. This mentions both the thermal hardening and the hardening by blasting. In particular, they differ from the present invention in that the coatings are so-called sol-gel coatings.
  • Edwards et al. the synthesis of urethane epoxides and their use as a thermosetting coating material (Edwards PA, Erickson J., Webster D.C., Polymer Preprints 2003, 44 (1), 54; Edwards PA, Erickson J., Webster D.C. Polymer Preprints 2003, 45 (1), 935; Edwards PA, Erickson J., Webster D.C., ICT Research 2005, 2 (7), 517).
  • the application of the coating material takes place from solution.
  • the curing takes place by reaction with added amines or from temperatures of 150 0 C intermolecular with others
  • Curing the coatings to ensure curing temperatures of 150 to 200 0 C are necessary. In addition to the high energy costs for the curing process, this type of coating is limited to thermoresistant materials. Objects made of wood or plastic can not be coated.
  • thermosetting powdery coating composition comprising (A) 5 to 100 wt .-% of a 2 or more epoxy groups per molecule containing reaction product of a di- and / or polyisocyanate with a di- and / or polyol, and / or a di- and / or polyamine, and a glycidyl alcohol and / or glycidophenol, wherein the reaction product has a Tg between 30 and 120 0 C, as measured by DSC.
  • Polymer has a Tg in the range of 30 0 C to 80 0 C, as measured by DSC, and an acid number of 20 to 200 mgKOH / g, and / or
  • the solution according to the invention consists in the use of condensates of polyisocyanates and alcohols and / or amines, as well as glycidyl alcohols. Characterized powder coatings can be prepared which cure in a temperature range tem- from 90 to 150 0 C. In view of the prior art, it was surprising and unforeseeable for the skilled worker that the object on which the present invention was based can be achieved with the aid of the system according to the invention and the method according to the invention.
  • the curing agents of the present invention can be readily modified to provide thermally cured coatings and coatings that are weather resistant, flexible, clear, scratch resistant, and resistant to chemicals.
  • the present invention thus relates to a powdered coating agent based on a solid urethane epoxide. It is preferable to use one or more of the co-reactants selected from the group consisting of alcohols, carboxylic acids and their anhydrides, and oligomers and curing polymers prepared by addition or condensation reactions.
  • the present invention also relates to the use of the urethane epoxy system of the invention for electrostatic powder coating and the fluidized bed sintering process.
  • thermosetting powder coatings have.
  • both aromatic and aliphatic or heterocyclic di- or poly-isocyanate can be used, for example, 4,4 x - methylene-bis- (benzyl), 4, 4 v methylene-bis- ( cyclohexyl isocyanate), 1,5-naphthylene diisocyanate, 2,4- and 2,5-toluene diisocyanate, tetramethylxylylene-1,4-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate and isocyanurated diisocyanates, such as isocyanurated isophorone diiso
  • Suitable glycidyl alcohols are compounds of the formula
  • Ri is an alkylene or arylene radical having 1 to 10 carbon atoms
  • R 2 , R 3 , R 4 are hydrogen, a methyl or ethyl group, for example glycidol.
  • Suitable alcohol components include aliphatic diols, such as, for example Ethylene glycol, 1, 3-propanediol, 1, 2-butanediol, 1,3-butanediol, 1, 4-butanediol, 2, 2-dimethylpropanediol-l, 3 (neopentyl glycol), 2, 5-hexanediol, 1, 6-hexanediol , 2,2- [bis (4-hydroxycyclohexal)] -propane, 1, 4-dimethylol-cyclohexane, diethylene glycol, dipropylene glycol and
  • 2, 2-bis [4- (2-hydroxy)] phenylpropane or also polyols, such as, for example, neopentyl glycol, glycerol, hexanetriol, pentaerytlitol, sorbitol, trimethylolethane, trimethylolpropane, and tris (2 -hydroxy) -isocyanurate, or else oligomers, polymers, and copolymers of ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran, lactones and lactams.
  • polyols such as, for example, neopentyl glycol, glycerol, hexanetriol, pentaerytlitol, sorbitol, trimethylolethane, trimethylolpropane, and tris (2 -hydroxy) -isocyanurate, or else oligomers, polymers, and copolymers of ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydr
  • amine components and aromatic may be mentioned aliphatic, such as ethylenediamine, isophoronediamine, 3, 4 nylamin ⁇ -Methylendiphe-, 4, 4 ⁇ -Methylendiphenylamin, methylenediamine Trimethylhexa-, m-xylylenediamine, 1, 2-Diaminocyclo- hexane. Also suitable are diethanolamine, N-methylethanolamine and diisopropylamine.
  • the urethane epoxides are preferably prepared in an organic polar aprotic solvent, such as ethyl acetate, and can be freed from the original solvent after the reaction by vacuum distillation, spray drying or precipitation in a solvent of other polarity.
  • organic polar aprotic solvent such as ethyl acetate
  • the component serving as the reactant may be a polycarboxylic acid, an anhydride, a polyestercarboxylic acid, a polyacrylate carboxylic acid, a polyol, or mixtures thereof.
  • Suitable coreactants are aliphatic and / or cycloaliphatic carboxylic acids, such as, for example, 1,4-cyclohexadicarboxylic acid, tetrahydrophthalic acid, hexachlorophthalic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, adipic acid, dodecanedicarboxylic acid, succinic acid, maleic acid or dimecane.
  • fatty acids and, where available, their anhydrides, hydroxycarboxylic acids, such as 12-hydroxystearic acid, and / or aromatic polybasic carboxylic acids, such as terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, pyromellitic acid, trimellitic acid, 3,6-dichlorophthalic acid, tetrachlorophthalic acid, and, where available, their anhydride.
  • Monocarboxylic acids such as, for example, benzoic acid, tert-butylbenzoic acid, hexahydrobenzoic acid and saturated aliphatic monocarboxylic acids are also used in small amounts.
  • the content of reactive groups of the co-reactants is generally 0.1 to 3 times, preferably 0.5 to 1.5 times, the stoichiometric amount based on the epoxide content of the urethane epoxide.
  • the powder coatings according to the invention preferably contain a catalyst for the accelerated reaction of the epoxide groups.
  • Suitable catalysts are, for example, quaternary ammonium and phosphonium salts, metal salts or metal compounds, such as, for example
  • the catalyst or Katalysatormi- research is preferably added in an amount such that the gelling time of the mixture at 130 0 C to 400 seconds preferably about 70, is 90 to 200 seconds.
  • compositions comprising:
  • compositions comprising:
  • the coating composition is preferably in the form of a pulverulent ground extrudate, it being advantageous if the mean particle size of the powder-ground extrudate is ⁇ 100 ⁇ m.
  • thermosetting powdery coating composition as mentioned above, in which the formulation constituents are extruded at from 60 to 140 ° C. and then cooled and granulated.
  • the pulverulent ground extrudate is screened to a particle size ⁇ 100 microns.
  • formulation constituents are subjected to granulation by means of high-pressure spraying (PGSS, RESS or GAS processes), by extrusion under addition of gas, the VEDOC Advanced Manufacturing Process (VAMP), the Continuos Powder
  • CPCSP Coating Spraying Process
  • the present invention likewise relates to the use of the pulverulent coating compositions according to the invention, if appropriate in combination with Pigments, flow control agents, antistatic agents, catalysts and other auxiliaries and the electrostatic powder coating, for example by the triboelectric or corona powder spraying process or the fluidized bed process or by the fluidized-sintering process.
  • Suitable application methods for the powder coatings according to the invention are, for example, flame spraying, charge-free scattering onto the materials to be coated, vortex sintering and, preferably, electrostatic powder spraying.
  • the applied powder coatings of this invention are generally between 50 to 200 0 C, preferably 70 to 150 0 C, particularly preferably 80 to 130 0 C, for 5 to 60 minutes cured.
  • the powdery coating compositions according to the invention are suitable, e.g. for coating metal parts such as car bodies, window parts, facade cladding and the like, and for coating non-metallic surfaces such as glass, ceramics, plastics and wood. In the unpigmented state they are also to be used as topcoat for metallic paints. Furthermore, they are suitable for the coating of household appliances, pipes and equipment of agriculture and forestry.
  • the application of the coating compositions according to the invention from aqueous or nonaqueous solvents is also conceivable.
  • coreactant also aliphatic and aromatic di- and / or polyamines, such as ethylenediamine min, isophoronediamine, 3, 4 ⁇ -Methylendiphenylamin, 4, 4 x -Methylendiphenylamin, Trimethylhexamethylendia- min, m-xylylenediamine, 1 2 are, -diaminocyclohexane.
  • diethanolamine N-methylethanol amine and diisopropylamine.
  • the resulting reaction mixture was stirred under nitrogen for 14 hours at room temperature and 10 hours at 60 0 C, after which the reaction was complete (detected by the disappearance of the isocyanate in the IR spectrum of the reaction mixture).
  • the reaction product was separated by precipitation in petroleum ether.
  • T 3 65 ° C.
  • the powder coatings are electrostatically applied (Corona or Tribo) both on aluminum sheets (Q- panel AL-36 5005 H 14/08 (0.8mm)), as well as on steel sheets (Q-panel R-36 (0.8 mm)) and in a Burning temperature of 130 0 C and a baking time of 15 min in the electric oven UT6060 the
  • Heraeus (D) company cured.
  • the layer thickness is about 80 microns.
  • the film properties are shown in the table.
  • Resiflow PV88 leveling agent on polyacrylate basis
  • benzoin 10.0 g Resiflow PV88 (leveling agent on polyacrylate basis) and 2.0 g benzoin are mixed dry in a Henschelmi- sec shear at 700 U / min for 30 and then on a Thysson-co-kneader (TSK 20) at a jacket temperature of 80 0 C and a worm ckenumwindung 500 U / min extruded. The extrudate is cooled, ground and sieved to ⁇ 90 ⁇ m.
  • TSK 20 Thysson-co-kneader
  • the powder coatings are applied electrostatically (corona or tri-boule) both on aluminum sheets (Q-panel AL-36 5005 H 14/08 (0.8 mm)) and on steel sheets (Q-panel R-36 (0.8 mm)) and cured at a stoving temperature of 130 0 C and a baking time of 15 min in the electric furnace UT6060 Heraeus (D).
  • the layer thickness is about 80 microns. The film properties can be found in the table.
  • TSK 20 Thysson-Co Kneader
  • Powder coatings are applied electrostatically (corona or tri-bo) to aluminum sheets (Q-panel AL-36 5005 H 14/08 (0.8 mm)) as well as to steel sheets (Q-panel R-36 (0.8 mm)) Einbrenntempe- a temperature of 130 0 C and a baking time of 15 min in
  • 657.5 g Crylcoat 2630-2 having an acid value of 33 mgKOH / g and a Tg of about 60 0 C, 32.5 g Primid XL-552, 300.0 g Kronos Titan 2160 8.0 g Resiflow PV88 and 2.0 g benzoin are in a Henschelmi- shear dry mixed at 700 U / min for 30 sec and then extruded on a Thysson co-kneader (TSK 20) at a jacket temperature of 110 0 C and a screw revolution of 500 rev / min.
  • TSK 20 Thysson co-kneader
  • Extrudate is cooled, ground and screened to ⁇ 90 microns.
  • the powder coatings are electrostatically applied (Corona or Tribo) both on aluminum sheets (Q-panel AL-36 5005 H 14/08 (0.8 mm)), and on steel sheets (Q-panel R-36 (0.8 mm)) and at a Burning temperature of 180 0 C and a baking time of 15 min in the electric oven UT6060 Heraeus (D) hardened.
  • the layer thickness is about 80 microns.
  • the film properties are shown in the table.
  • the powder coatings are electrostatically (corona or
  • Tribo on both aluminum sheets (Q-panel AL-36 5005 H 14/08 (0.8 mm)), as well as on steel sheets (Q-panel R-36 (0.8 mm)) applied and at a baking temperature of 180 0 C and a baking time of 15 min in the electric oven UT6060 from Heraeus (D) hardened.
  • the layer thickness is about 80 microns.
  • the film properties are shown in the table.
  • Test The tests are carried out 1 h after the coating of the sheets.
  • the coated sheet is clamped in the test apparatus (see attachment).
  • the bend in the middle of the sheet is 2 mm.
  • the sheet thus exposed to mechanical stress is immersed in absolute ethanol (98%) for 30 seconds and visually inspected for stress cracks. If no cracks are visible, the bend is increased by 2 mm and rechecked. This is repeated until first cracks occur.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Beschichtungssystem auf der Basis von epoxyfunktionellen Urethanen (Urethanepoxide) für thermisch härtende Massen. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung die Herstellung und Applikation von Lacksystemen, bestehend aus den Urethanepoxiden und einem Koreaktanden, sowie weiteren, für die Herstellung von Lacken bekannten Füllstoffen und Additiven.

Description

Urethanepoxide für die Tieftemperaturhärtung von Beschichtungen, Verfahren zur Herstellung sowie
Verwendung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Be- schichtungssystem auf der Basis von epoxyfunktionellen Urethanen (Urethanepoxide) für thermisch härtende Massen. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung die Herstellung und Applikation von Lacksystemen, be- stehend aus den Urethanepoxiden und einem Koreaktan- den, sowie weiteren, für die Herstellung von Lacken bekannten Füllstoffen und Additiven.
Patent EP 0 228 935 erwähnt Urethanepoxide in Zusam- menhang mit der Herstellung von Oxazolidinen . Patent GB 1,072,716 beschreibt einen Prozess der Darstellung von Urethanepoxiden durch die Reaktion von Epoxyalkoholen (z.B. 3 , 4-Epoxy-4-methylpentanol-2) und Isocyanaten (z.B. 2-Naphthylisocyanat , TDI). Ebenfalls wird die Verwendung als Vernetzer in Lacken erwähnt .
Patent US 3,440,230 beschreibt die Darstellung von Epoxyurethanen durch die Umsetzung von (PoIy) Iso- cyanaten mit Epoxyalkoholen, sowie deren Verwendung als selbsthärtender Haftvermittler (Bonding agent) . Die Selbstvernetzung wird postuliert durch intermolekulare Reaktion des Urethan N-H' s mit einer weiteren Epoxidgruppe . Ebenfalls wird erwähnt, dass die erhal- tenen Verbindungen bei Raumtemperatur über mehrere Wochen lagerstabil sind.
Patent US 4,020,034 beschreibt witterungsstabile Be- schichtungen, die aus der Vernetzungsreaktion eines Urethanepoxids mit einer aliphatischen oder cycloa- liphatischen Säure oder deren Anhydrid (z.B. Tetra- hydrophthalsäure) erhalten wurden. Die Beschichtungen wurden aus einem Lösungsmittel aufgebracht.
Patent DE 31 38 196 beschreibt pulverförmige Überzugsmittel und ihre Verwendung. Als Bindemittel sind sowohl durch Olefinpolymerisation, als auch durch Kondensationsreaktionen erhaltene Harze erwähnt . Als Härter dienen Urethanepoxide, die durch Reaktion ei- nes (PoIy- ) Isocyanats mit Glycidol gewonnen wurden (z.B. TDI) und einen Schmelzpunkt von 30 bis 1000C aufweisen. Das Patent erwähnt Einbrennbedingungen von 5 bis 40 Minuten bei 150 bis 2600C.
Patent RU 2 230 088 beschreibt Urethanepoxide, die durch Reaktion von Polyisocyanaten (z.B. TDI), einem Spacer (z.B. Polytetrahydrofuran) und Glycidol hergestellt wurden. Von der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich diese Technik durch die Vernetzung mittels Polyaminen (z.B. Organosilikondiamine) und der Verwendung eines organischen Lösungsmittels.
Patent JP 5295079 beschreibt thermohärtbare Beschich- tungen, bei denen die Urethanepoxidkomponente wie folgt dargestellt wird. Monosubstitution von TDI mit Glycidol und anschließender Umsetzung mit einem Alkohol oder Thiol mit einer Funktionalität ≥ 1. Die so erhaltenen flüssigen Harze werden mit einem Diamin vermischt (z.B. 1 , 3 -Bis- (aminomethyl) -cyclohexan) und bei 80 0C eine Stunde ausgehärtet.
Die Patente DE 103 20 431 und DE 103 20 432 beschreiben Urethanepoxid- funktionelle Silane, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung. Darin wird sowohl die thermische Härtung, als auch die Härtung durch Strahlen erwähnt. Von der vorliegenden Erfindung unterscheiden sie sich insbesondere dadurch, dass die Beschichtungen sog. Sol-Gel-Beschichtungen sind.
In verschiedenen Veröffentlichungen beschreiben Edwards et al . die Synthese von Urethanepoxiden und ihre Verwendung als thermohärtbares Beschichtungsma- terial (Edwards P.A., Erickson J., Webster D. C, Polymer Preprints 2003, 44(1), 54; Edwards P.A., Erick- son J., Webster D. C, Polymer Preprints 2003, 45(1), 935; Edwards P.A., Erickson J., Webster D. C, ICT Research 2005, 2(7), 517). Der Auftrag des Beschich- tungsmaterials erfolgt aus Lösung. Die Aushärtung erfolgt durch Reaktion mit zugefügten Aminen oder ab Temperaturen von 150 0C intermolekular mit anderen
Urethanepoxiden. Der intramolekulare Ringschluss wird erwähnt, scheint aber in diesen Systemen keine Rolle zu spielen.
Die bisher bekannten (Pulver- ) Beschichtungssysteme weisen folgenden Nachteil auf. Um eine vollständige
Aushärtung der Beschichtungen sicher zu stellen, sind zur Härtung Temperaturen von 150 bis 200 0C notwendig. Neben den hohen Energiekosten für den Aushär- tungsvorgang ist diese Art der Beschichtung auf ther- moresistente Materialien beschränkt. Gegenstände aus Holz oder Kunststoff lassen sich nicht beschichten.
Bei der Härtung von UV-Pulverlacken kann auf eine starke Erwärmung des Substrates verzichtet werden, diese haben aber den Nachteil, dass eine vollständige Aushärtung nur an schattenfreien Bereichen erfolgt. Für geometrisch komplizierte Werkstücke ist diese Technologie ungeeignet .
Somit ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Be- schichtungsmasse bereitzustellen, die universell applizierbar sowie bei niedrigen Temperaturen aushärtbar ist. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren anzugeben, mit dem eine der- artige Beschichtungsmasse hergestellt werden kann.
Die Aufgabe wird durch Beschichtungsmasse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 21 gelöst. In den An- Sprüchen 24 bis 26 werden Verwendungszwecke der Beschichtungsmasse angegeben. Die jeweiligen abhängigen Ansprüche stellen dabei vorteilhafte Weiterbildungen dar .
Erfindungsgemäß wird eine Wärmehärtbare pulverförmige Beschichtungsmasse bereitgestellt, enthaltend (A) 5 bis 100 Gew.-% eines 2 oder mehr Epoxygruppen pro Molekül enthaltenden Umsetzungsproduktes aus einem Di- und/oder Polyisocyanat mit einem Di- und/oder Polyol, und/oder einem Di- und/oder Polyamin, und einem Glycidalkohol und/oder Glycidphenol, wobei das Umsetzungsprodukt einen Tg zwischen 30 und 120 0C, gemessen mittels DSC, aufweist.
(B) 0 bis 95 Gew.-% eines Koreaktanten aus der Gruppe
(i) carboxylfunktioneller Polyester, wobei der Polyester einen Tg im Bereich von
30 0C bis 80 0C, gemessen mittels DSC, und eine Säurezahl von 20 bis 100 mgKOH/g aufweist, und/oder
(ii) carboxylfunktioneile Polymere, wobei das
Polymer einen Tg im Bereich von 30 0C bis 80 0C, gemessen mittels DSC, und eine Säurezahl von 20 bis 200 mgKOH/g aufweist, und/oder
(iii) Di- und/oder Polycarbonsäuren und/oder deren Anhydride
(iv) Di- und/oder Polyole .
Die erfindungsgemäße Lösung besteht in der Verwendung von Kondensaten aus Polyisocyanaten und Alkoholen und/oder Aminen, sowie Glycidylalkoholen. Dadurch lassen sich Pulverlacke herstellen, die in einem Tem- peraturbereich von 90 bis 150 0C härten. In Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend und für den Fachmann nicht vorhersehbar, dass die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde lag, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems und des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst werden kann.
Insbesondere war es überraschend, dass sich die erfindungsgemäßen Härter auch ohne externe Katalysatoren bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen von 150 0C rasch aushärten ließen.
Außerdem können die erfindungsgemäßen Härter problemlos derart modifiziert werden, dass sie thermisch gehärtete Beschichtungen und Lackierungen liefern, die witterungsstabil, flexibel, klar, kratzfest und che- mikalienresistent sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein pulver- förmiges Überzugsmittel auf der Basis eines festen Urethanepoxids . Es werden vorzugsweise einer oder mehrere Koreaktanten aus den Gruppen Alkohole, Carbonsäuren und deren Anhydride, sowie durch Additions- oder Kondensationsreaktionen hergestellte Oligomere und Polymere zur Aushärtung verwendet. Die vorliegen- de Erfindung betrifft auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Urethanepoxid-Systems für das elektrostatische Pulverbeschichten und das Wirbelsinterverfahren .
Herkömmliche thermisch härtende Pulverlacke weisen .
Verarbeitungstemperaturen von 150 bis 200 0C auf. Damit sind temperaturempfindliche Werkstoffe wie Holz oder Kunststoffe durch das Pulverbeschichten nicht, oder nur schwer zugänglich. Durch die vorliegende Er- findung lassen sich die Verarbeitungstemperaturen bis auf 100 0C senken. Vorzugsweise können zur Herstellung der Urethanepoxi- de als Isocyanatkomponente sowohl aromatische als auch aliphatische oder heterocyclische Di- oder PoIy- isocyanate verwendet werden, beispielsweise 4,4 x- Methylen-bis- (benzylisocyanat) , 4 , 4 v -Methylen-bis- (cyclohexylisocyanat) , 1, 5-Naphtylendiisocyanat , 2,4- und 2 , 5-Toluoldiisocyanat , Tetramethylxylylen-1 , 4- diisocyanat, Hexamethylendiisocyanat , Isophorondiiso- cyanat, Trimethylhexamethylendiisocyanat und isocya- nuratisierte Diisocyanate, wie isocyanuratisiertes Isophorondiisocyanat . Bevorzugt als Isocyanatkomponente sind Isophorondiisocyanat und Hexamethylendiisocyanat .
Als Glycidylalkohol eignen sich Verbindungen der Formel
worin
Ri für einen Alkylen- oder Arylenrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen
R2, R3 , R4 für Wasserstoff, eine Methyl- oder Ethyl- gruppe stehen, beispielsweise Glycidol.
Zur Erhöhung des Molekulargewichts und/oder des Verzweigungsgrades können bei der Synthese des Urethane- poxids weitere Komponenten zugesetzt sein. Ein Diol und/oder ein Polyol mit OH-Funktionalität > 2 und/oder ein Diamin und/oder ein Polyamin mit NH- Funktionalität > 2. Als geeignete Alkoholkomponenten seien aliphatische Diole genannt, wie zum Beispiel Ethylenglykol , 1 , 3-Propandiol, 1, 2-Butandiol , 1,3- Butandiol, 1, 4-Butandiol, 2 , 2-Dimethylpropandiol-l, 3 (Neopentylglykol) , 2 , 5-Hexandiol, 1, 6-Hexandiol , 2,2- [Bis- (4-hydroxycyclohexal) ] -propan, 1 , 4-Dimethylol- cyclohexan, Diethylenglykol , Dipropylenglykol und
2, 2-Bis- [4- (2-hydroxy) ] -phenyl-propan, oder auch Po- lyole, wie z.B. Neopentylglycol, Glycerol, Hexantri- ol, Pentaeryltritol, Sorbitol, Trimethylolethan, Tri- methylolpropan, und Tris (2-hydroxy) -isocyanurat , oder auch Oligomere, Polymere, und Copolymere aus Ethylen- oxid, Propylenoxid, Tetrahydrofuran, Lactonen und Lactamen. Als geeignete Aminkomponenten seien alipha- tische und aromatische genannt, wie zum Beispiel Ethylendiamin, Isophorondiamin, 3 , 4 λ -Methylendiphe- nylamin, 4 , 4 λ -Methylendiphenylamin, Trimethylhexa- methylendiamin, m-Xylylendiamin, 1, 2-Diaminocyclo- hexan. Ebenfalls geeignet sind Diethanolamin, N- Methylethanolamin und Diisoproylamin.
Die Urethanepoxide werden vorzugsweise in einem organischen polaren aprotischen Lösungsmittel, wie Essig- säureethylester, hergestellt und können nach der erfolgten Umsetzung durch Vakuumdestillation, Sprühtrocknung oder Ausfällen in einem Lösungsmittel ande- rer Polarität vom ursprünglichen Lösungsmittel befreit werden.
Die als Koreaktant dienende Komponente kann eine Po- lycarbonsäure, ein Anhydrid, eine Polyestercarbonsäu- re, eine Polyacrylatcarbonsäure, ein Polyol oder Gemische daraus sein. Geeignete Koreaktanten sind aliphatische und/oder cycloaliphatische Carbonsäuren, wie z.B. 1 , 4-Cyclohexadicarbonsäure, Tetrahydro- phthalsäure, Hexachlorophthalsäure, Azelainsäure, Se- bazinsäure, Decandicarbonsäure, Adipinsäure, Dodecan- dicarbonsäure, Bernsteinsäure, Maleinsäure oder dime- re Fettsäuren, und, soweit verfügbar, deren Anhydrid, Hydroxycarbonsäuren, wie z.B. 12-Hydroxystearinsäure, und/oder aromatische mehrbasische Carbonsäuren, wie z.B. Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure, Pyromellitsäure, Trimellithsäure, 3 , 6-Dichlorphthal- säure, Tetrachlorphthalsäure, und, soweit verfügbar, deren Anhydrid. In geringen Mengen kommen auch Mono- carbonsäuren, wie z.B. Benzoesäure, Tertiärbutylben- zoesäure, Hexahydrobenzoesäure und gesättigte alipha- tische Monocarbonsäuren zum Einsatz. Der Anteil an reaktiven Gruppen des Koreaktanten beträgt im allgemeinen das 0,1 bis 3 -fache, bevorzugt das 0,5 bis 1,5- fache der stöchiometrischen Menge, bezogen auf den Epoxidgehalt des Urethanepoxids .
Bevorzugt enthalten die erfindungsgemäßen Pulverlacke einen Katalysator für die beschleunigte Reaktion der Epoxidgruppen. Geeignete Katalysatoren sind zum Beispiel quaternäre Ammonium- und Phosphonium-Salze , Me- tallsalze bzw. Metallverbindungen, wie zum Beispiel
Zinn- (II) -octoat , basische Verbindungen, wie zum Beispiel Imidazole, und tertiäre Amine, wie zum Beispiel N-Benzyldimethylamin und 1 , 8-Diazabicyclo [5, 4 , 0] -7- undecen. Der Katalysator oder eine Katalysatormi- schung wird bevorzugt in einer Menge zugesetzt, dass die Gelierzeit des Gemisches bei 130 0C etwa 70 bis 400 Sekunden, bevorzugt 90 bis 200 Sekunden beträgt.
Insbesondere sind Zusammensetzungen bevorzugt, ent- haltend:
(A) 5 bis 90 Gew.-% des Umsetzungsproduktes,
(B) 5 bis 90 Gew.-% des Koreaktanden und
(C) 0,1 bis 50 Gew.-% an Pigmenten und/oder Füllstoffen und/oder Additiven. Weiter bevorzugt sind Zusammensetzungen enthaltend:
(A) 30 bis 85 Gew.-% des Umsetzungsproduktes,
(B) 10 bis 30 Gew.-% des Koreaktanden und (C) 3 bis 50 Gew.-% Füllstoffe, 0,1 bis
5 Gew.-% Additive und 0,01 bis 5 Gew.-% Katalysator.
Die BeschichtungsZusammensetzung liegt bevorzugt in Form eines pulverförmigen gemahlenen Extrudates vor, wobei es vorteilig ist, wenn die mittlere Partikelgröße des pulverförmig gemahlenen Extrudates < 100 μm ist.
Erfindungsgemäß wird ebenso ein Verfahren zur Herstellung einer oben genannten wärmehärtbaren, pulver- förmigen Beschichtungsmasse bereitgestellt, bei dem die Formulierungsbestandteile bei 60 bis 140 0C extrudiert und anschließend abgekühlt und granuliert werden.
Günstig ist es dabei, wenn das pulverförmig gemahlene Extrudat auf eine Partikelgröße < 100 μm abgesiebt wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Formulierungs- bestandteile einer Granulierung mittels Hochdrucksprühverfahren (PGSS-, RESS- oder GAS-Verfahren) , durch Extrusion unter Gaszusatz, dem VEDOC Advanced Manufacturing Process (VAMP) , dem Continuos Powder
Coating Spraying Process (CPCSP) oder Sprühtrocknung unterzogen werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls die Verwendung der erfindungsgemäßen pulverförmigen Überzugsmittel, gegebenenfalls in Kombination mit Pigmenten, Verlaufsmitteln, Antistatika, Katalysatoren und weiteren Hilfsmitteln und dem elektrostatischen Pulverbeschichten z.B. nach dem triboelektrischen oder Coronapulver-Sprühverfahren oder dem Wirbelschichtverfahren oder nach dem Wirbel- sinterverfahren. Geeignete Applikationsmethoden für die erfindungsgemäßen Pulverlacke sind z.B. das Flammspritzen, ladungsfreies Aufstreuen auf die zu beschichtenden Werkstoffe, Wirbelsintern und vorzugs- weise elektrostatisches Pulverspritzen.
Die applizierten erfindungsgemäßen Pulverlacke werden allgemeinen zwischen 50 bis 200 0C, bevorzugt 70 bis 150 0C, besonders bevorzugt 80 bis 130 0C, während 5 bis 60 Minuten ausgehärtet.
Die erfindungsgemäßen pulverförmigen Überzugsmittel eignen sich z.B. zum Beschichten von Metallteilen, wie Automobilkarosserien, Fensterteilen, Fassadenver- kleidungen und ähnlichem, und zum Beschichten von nichtmetallischen Oberflächen wie Glas, Keramik, Kunststoffen und Holz. Im unpigmentierten Zustand sind sie auch als Decklack für Metalliclacke zu verwenden. Weiterhin sind sie für die Beschichtung von Haushaltsgeräten, Rohren sowie Geräten der Land- und Forstwirtschaft geeignet.
Daneben ist auch das Applizieren der erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen aus wässrigen oder nicht- wässrigen Lösungsmitteln denkbar. Als Koreaktanten eignen sich dann auch aliphatische und aromatische Di- und/oder Polyamine, wie zum Beispiel Ethylendia- min, Isophorondiamin, 3 , 4 λ -Methylendiphenylamin, 4 , 4 x -Methylendiphenylamin, Trimethylhexamethylendia- min, m-Xylylendiamin, 1 , 2-Diaminocyclohexan. Ebenfalls geeignet sind Diethanolamin, N-Methylethanol- amin und Diisoproylamin.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne die Erfindung jedoch auf die dort erwähnten speziellen Parameter zu beschränken.
Beispiele und Vergleichsbeispiele
Herstellbeispiel 1:
In einem Kolben, ausgerüstet mit einem Rückflusskühler und einem Rührer, wurden unter Stickstoff 532.8 g (6 Teile) Isophorondiisocyanat und 1.3 g Dibutylzinn- dilaurat in 800 g Methylethylketon gelöst und auf 10 0C abgekühlt. Anschließend wurde langsam eine Mischung aus 53.6 g (1 Teil) Trimethylolpropan und 108 g (3 Teile) 1 , 4-Butandiol unter Rühren zudosiert. Nach Beendigung der Zugabe wurde das Reaktionsgemisch langsam auf Raumtemperatur erwärmt. Anschließend wur- den zu der Reaktionsmischung 88.8 g (3 Teile) Glyci- dol zudosiert. Das resultierende Reaktionsgemisch wurde unter Stickstoff während 14 Stunden bei Raumtemperatur und 10 Stunden bei 60 0C gerührt, wonach die Reaktion beendet war (Nachweis durch das Ver- schwinden der Isocyanatbande im IR-Spektrum des Reaktionsgemisches) . Das Reaktionsprodukt wurde durch Fällen in Petrolether abgetrennt.
E- Zahl : 0 . 19 equ . / 100 g ( soll : 0 . 15 equ . / 100 g )
Tg = 70
Herstellbeispiel 2 :
In einem Kolben, ausgerüstet mit einem Rückflusskühler und einem Rührer, wurden unter Stickstoff 3.13.9 g (6 Teile) Isophorondiisocyanat und 1.5 g Di- butylzinndilaurat in 1200 g Methylethylketon gelöst und auf 10 0C abgekühlt. Anschließend wurde langsam eine Mischung aus 63.2 g (2 Teile) Trimethylolpropan und 153.18 g (1 Teil) Polytetrahydrofuran
(M = 650 g/mol) unter Rühren zudosiert. Nach Beendigung der Zugabe wurde das Reaktionsgemisch langsam auf Raumtemperatur erwärmt. Anschließend wurden zu der Reaktionsmischung 69.8 g (4 Teile) Glycidol zudo- siert. Das resultierende Reaktionsgemisch wurde unter Stickstoff während 14 Stunden bei Raumtemperatur und 10 Stunden bei 60 0C gerührt, wonach die Reaktion beendet war (Nachweis durch das Verschwinden der Isocy- anatbande im IR-Spektrum des Reaktionsgemisches). Das Reaktionsprodukt wurde durch Fällen in Petrolether abgetrennt.
E-Zahl: 0.13 equ./100 g (soll: 0.16 equ./100 g)
Tg = 50 °C
Herstellbeispiel 3:
In einem Kolben, ausgerüstet mit einem Rückflussküh- ler und einem Rührer, wurden unter Stickstoff 30 g Trimethylolpropan in 200 g Dioxan gelöst. Anschließend wurden zuerst langsam 161.2 g Tetramethylxyly- len-1 , 4 -diisocyanat , dann 0.5 g Dibutylzinndilaurat bei Raumtemperatur zugefügt. Nach Beendigung der Zu- gäbe wurde das Reaktionsgemisch 4 Stunden bei 80 0C gerührt. Anschließend wurden zu der Reaktionsmischung 74 g Glycidol zudosiert. Das resultierende Reaktionsgemisch wurde unter Stickstoff während 4 Stunden bei 80 0C und weitere 14 Stunden bei Raumtemperatur ge- rührt, wonach die Reaktion beendet war (Nachweis durch das Verschwinden der Isocyanatbande im IR- Spektrum des Reaktionsgemisches) . Das Reaktionsprodukt wurde durch Fällen in Diethylether abgetrennt.
E-Zahl: 0.24 equ./lOO g (soll: 0.28 equ./lOO g)
T3 = 65 0C
Beispiel 1:
509.2 g Herstellbeispiel 1 mit einer Epoxidzahl von 0.19 equ./lOO g und einem Tg von ca. 70 0C, 178.9 g Poly-Dodecandisäureanhydrid, 300.0 g Kronos Titan 2160, 10.0 g Resiflow PV88 (Verlaufmittel auf Polyac- rylatbasis) , und 2.0 g Benzoin werden in einem Hen- schelmischer bei 700 U/min während 30 sec trocken gemischt und anschließend auf einem Thysson-Co-Kneter (TSK 20) bei einer Manteltemperatur von 80 0C und einer Schneckenumdrehung von 500 U/min extrudiert. Das Extrudat wird gekühlt, gemahlen und auf < 90 μm abgesiebt. Die Pulverlacke werden elektrostatisch (Corona oder Tribo) sowohl auf Aluminiumbleche (Q- panel AL-36 5005 H 14/08 (0.8mm)), als auch auf Stahlbleche (Q-panel R-36 (0.8 mm)) appliziert und bei einer Einbrenntemperatur von 130 0C und einer Einbrennzeit von 15 min im Elektroofen UT6060 der
Firma Heraeus (D) ausgehärtet. Die Schichtdicke beträgt ca. 80 μm. Die Filmeigenschaften sind der Tabelle zu entnehmen.
Beispiel 2:
494.24 g Herstellbeispiel 1 mit einer Epoxidzahl von 0.19 equ./lOO g und einem Tg von ca. 70 0C, 173.8 g Poly-Dodecandisäureanhydrid, 300.0 g Kronos Titan 2160, 20.0 g n-Butyltriphenylphosphoniumchlorid,
10.0 g Resiflow PV88 (Verlaufmittel auf Polyacrylat- basis) , und 2.0 g Benzoin werden in einem Henschelmi- scher bei 700 U/min während 30 sec trocken gemischt und anschließend auf einem Thysson-Co-Kneter (TSK 20) bei einer Manteltemperatur von 80 0C und einer Schne- ckenumdrehung von 500 U/min extrudiert . Das Extrudat wird gekühlt, gemahlen und auf < 90 μm abgesiebt. Die Pulverlacke werden elektrostatisch (Corona oder Tri- bo) sowohl auf Aluminiumbleche (Q-panel AL- 36 5005 H 14/08 (0.8 mm)), als auch auf Stahlbleche (Q-panel R- 36 (0.8 mm)) appliziert und bei einer Einbrenntemperatur von 130 0C und einer Einbrennzeit von 15 min im Elektroofen UT6060 der Firma Heraeus (D) ausgehärtet. Die Schichtdicke beträgt ca. 80 μm. Die Filmeigen- schaften sind der Tabelle zu entnehmen.
Beispiel 3:
820g Herstellbeispiel 2 mit einer Epoxidzahl von 0.13 equ./100 g und einem Tg von ca. 50 0C, 180g PoIy- Dodecandisäureanhydrid werden in einem Henschelmi- scher bei 700 U/min während 30 sec trocken gemischt und anschließend auf einem Thysson-Co-Kneter (TSK 20) bei einer Manteltemperatur von 70 0C und einer Schneckenumdrehung von 500 U/min extrudiert . Das Extrudat wird gekühlt, gemahlen und auf < 90 μm abgesiebt. Die
Pulverlacke werden elektrostatisch (Corona oder Tri- bo) sowohl auf Aluminiumbleche (Q-panel AL- 36 5005 H 14/08 (0.8 mm)), als auch auf Stahlbleche (Q-panel R- 36 (0.8 mm)) appliziert und bei einer Einbrenntempe- ratur von 130 0C und einer Einbrennzeit von 15 min im
Elektroofen UT6060 der Firma Heraeus (D) ausgehärtet. Die Schichtdicke beträgt ca. 80 μm. Die Filmeigenschaften sind der Tabelle zu entnehmen. Vergleichsbeispiel RAL9010:
657.5 g Crylcoat 2630-2 mit einer Säurezahl von 33 mgKOH/g und einem Tg von ca. 60 0C, 32.5 g Primid XL-552, 300.0 g Kronos Titan 2160, 8.0 g Resiflow PV88 und 2.0 g Benzoin werden in einem Henschelmi- scher bei 700 U/min während 30 sec trocken gemischt und anschließend auf einem Thysson-Co-Kneter (TSK 20) bei einer Manteltemperatur von 110 0C und einer Schneckenumdrehung von 500 U/min extrudiert. Das
Extrudat wird gekühlt, gemahlen und auf < 90 μm abgesiebt .
Die Pulverlacke werden elektrostatisch (Corona oder Tribo) sowohl auf Aluminiumbleche (Q-panel AL-36 5005 H 14/08 (0.8 mm)), als auch auf Stahlbleche (Q-panel R-36 (0.8 mm)) appliziert und bei einer Einbrenntemperatur von 180 0C und einer Einbrennzeit von 15 min im Elektroofen UT6060 der Firma Heraeus (D) ausgehär- tet. Die Schichtdicke beträgt ca. 80 μm. Die Filmeigenschaften sind der Tabelle zu entnehmen.
Vergleichsbeispiel Klarlack:
938.0 g Crylcoat 2471-4 mit einer Säurezahl von
33 mgKOH/g und einem Tg von ca. 58 0C, 55.0 g Primid QM-1260, 5.0 g Irgafos P-EPQ und 2.0 g Benzoin werden in einem Henschelmischer bei 700 U/min während 30 sec trocken gemischt und anschließend auf einem Thysson- Co-Kneter (TSK 20) bei einer Manteltemperatur von 110 0C und einer Schneckenumdrehung von 400 U/min extrudiert. Das Extrudat wird gekühlt, gemahlen und auf < 90 μm abgesiebt.
Die Pulverlacke werden elektrostatisch (Corona oder
Tribo) sowohl auf Aluminiumbleche (Q-panel AL-36 5005 H 14/08 (0.8 mm)), als auch auf Stahlbleche (Q-panel R-36 (0.8 mm)) appliziert und bei einer Einbrenntemperatur von 180 0C und einer Einbrennzeit von 15 min im Elektroofen UT6060 der Firma Heraeus (D) ausgehärtet. Die Schichtdicke beträgt ca. 80 μm. Die Filmeigenschaften sind der Tabelle zu entnehmen.
* visuelle Beurteilung von 0 bis 5
0: glatt, ausgespannt, kaum Orangenschale
5: rauh, nicht ausgespannt, wie Schmirgelpapier
0 visuelle Beurteilung von 0 bis 5
0: klar, transparent, keine Trübung
5 : undurchsichtig, milchig
° Substrat Q-Panel Al-36, chromatiertes Aluminium Filmdicke ~ 150 μm , der Film wird in 2 Arbeitschritten aufgebracht Aushärtbedingung 40s/180 0C für die erste Schicht 15 min/180 0C zum vollständigem Aushärten
Prüfung Die Prüfungen werden 1 h nach dem Beschichten der Bleche durchgeführt. Das beschichtete Blech wird in die Testapparatur (siehe Anlage) eingespannt. Die Biegung in der Mitte des Blechs beträgt dabei 2 mm. Das so einer mechanischen Beanspruchung ausgesetzte Blech wird für 30 s in absoluten Ethanol (98 %) getaucht und visuell auf Spannungsrisse untersucht. Sind keine Risse sichtbar, wird die Biegung um 2 mm erhöht und neuerlich geprüft . Dies wird solange wiederholt, bis erste Risse auftreten.
Es wird diejenige Biegung (in mm) angegeben, bei der noch keine Spannungsrissbildung sichtbar war.

Claims

Patentansprüche
1. Wärmehärtbare pulverförmige Beschichtungsmasse, enthaltend
(A) 5 bis 100 Gew.-% eines 2 oder mehr Epoxygrup- pen pro Molekül enthaltenden Umsetzungsproduktes aus einem Di- und/oder Polyisocyanat mit einem Di- und/oder Polyol, und/oder einem Di- und/oder Polyamin, und einem Glycidalko- hol und/oder Glycidphenol, wobei das Umset- zungsprodukt einen Tg zwischen 30 und 120 0C, gemessen mittels DSC, aufweist.
(B) 0 bis 95 Gew.-% eines Koreaktanten aus der Gruppe
(i) carboxylfunktioneller Polyester, wobei der Polyester einen Tg im Bereich von 30 0C bis 80 0C, gemessen mittels DSC, und eine Säurezahl von 20 bis 100 mgKOH/g aufweist, und/oder
(ii) carboxylfunktionelle Polymere, wobei das Polymer einen Tg im Bereich von 30 0C bis 80 °C, gemessen mittels DSC, und eine Säurezahl von 20 bis 200 mgKOH/g aufweist, und/oder
(iii) Di- und/oder Polycarbonsäuren und/oder deren Anhydride (iv) Di- und/oder Polyole .
2. Pulverförmige Beschichtungsmasse nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass die Di- und/oder
Polyisocyanat-Komponente ausgewählt ist aus aromatischen, aliphatischen und/oder heterocyc- lischen Di- und/oder Polyisocyanaten.
3. Pulverförmige Beschichtungsmasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Di- und/oder Polyisocyanat-Komponente ausgewählt ist aus 4 , 4 x -Methylenbis (benzyl isocyanate) , 4,4 λ- Methylenbis (cyclohexyl isocyanate), 1,5-Naph- tylendiisocyanat , 2,4- und 2 , 5-Toluoldiisocy- anat, Tetramethylxylylen-1 , 4-diisocyanat , Hexa- methylendiisocyanat , Isophorondiisocyanat , Tri- methylhexamethylendiisocyanat und isocyanurati- sierte Diisocyanate wie isocyanuratisiertes
Isophorondiisocyanat .
4. Pulverförmige Beschichtungsmasse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Di- und/oder
Polyisocyanat-Komponente Isophorondiisocyanat und/oder Hexamethylendiisocyanat ist.
5. Pulverförmige Beschichtungsmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Di- und/oder Polyol-Komponente ausgewählt ist aus einem Diol und/oder einem Polyol mit einer OH-Funktionalität > 2.
6. Pulverförmige Beschichtungsmasse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Di- und/oder Polyol-Komponente ausgewählt ist aus Ethylengly- kol, 1, 3-Propandiol, 1, 2-Butandiol, 1,3-Butan- diol, 1,4-Butandiol, 2 , 2-Dimethylpropandiol-l, 3 (Neopentylglykol) , 2 , 5-Hexandiol , 1 , 6-Hexandiol , 2,2- [Bis- (4-hydroxycyclohexal) ] -propan, 1,4- Dimethylolcyclohexan, Diethylenglykol , Dipropy- lenglykol und 2 , 2-Bis- [4- (2-hydroxy) ] -phenyl- propan, oder auch Polyole, wie z.B. Glycerol, Hexantriol, Pentaeryltritol, Sorbitol, Trimethy- lolethan, Trimethylolpropan, und Tris(2- hydroxy) -isocyanurat , oder aus Oligomeren, PoIy- raeren, und Copolymeren aus Ethylenoxid, Propyle- noxid, Tetrahydrofuran, Lactonen und Lactarnen.
7. Pulverförmige Beschichtungsmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Di- und/oder
Polyamin-Komponente ausgewählt ist aus einem Di- amin und/oder einem Polyamin mit einer NH-Funktionalität > 2.
8. Pulverförmige Beschichtungsmasse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Diamin- und/oder Polyamin-Komponente ausgewählt ist aus Ethylendiamin, Isophorondiamin, 3 , 4 ' -Methylendi- phenylamin, 4 , 4 v -Methylendiphenylamin, Tri- methylhexamethylendiamin, m-Xylylendiamin, 1,2- Diaminocyclohexan, Diethanolamin, N-Methyletha- nolamin und Diisoproylamin.
9. Pulverförmige Beschichtungsmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Glycidalkohol ausgewählt ist aus Verbindungen der allgemeinen Formel I
worin
Ri für einen Alkylen- oder Arylenrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen
R2, R3, R4 für Wasserstoff, eine Methyl- oder Ethylgruppe stehen.
10. Pulverförmige Beschichtungsmasse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Glycidalkohol Glycidol ist.
11. Pulverförmige Beschichtungsmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der carboxylfunkti- onelle Polyester ausgewählt ist aus Verbindungen, die durch eine Kondensationsreaktion aus aliphatischen und/oder cycloaliphatischen und/oder aromatischen Polycarbonsäuren und Anhydriden hergestellt werden.
12. Pulverförmige Beschichtungsmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die carboxyfunktionellen Polymere ausgewählt sind aus Verbindun- gen, die durch eine Polymerisationsreaktion von ethylenisch ungesättigten Verbindungen herge- stellt werden.
13. Pulverförmige Beschichtungsmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich Pigmente und/oder Füllstoffe und/oder Additive enthält.
14. Pulverförmige Beschichtungsmasse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Additive ausgewählt sind aus Phosphaten und/oder Triboadditi- ven und/oder weiteren Additiven, wie z.B. Verlaufs- und Entgasungsmittel, und/oder Vergil- bungsstabilisatoren und/oder Hitzestabilisatoren.
15. Pulverförmige Beschichtungsmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich einen Katalysator enthält.
16. Pulverförmige Beschichtungsmasse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator ausgewählt ist aus quaternären Ammonium- und Phosphonium-Salzen, Metallsalzen bzw. Metallverbindungen, wie zum Beispiel Zinn- (II) -octoat, basischen Verbindungen, wie zum Beispiel Imida- zole, und tertiären Aminen, wie zum Beispiel N-
Benzyldimethylamin und 1, 8-Diazabicyclo [5 , 4 , 0] - 7-undecen.
17. Wärmehärtbare, pulverförmige Beschichtungsmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16 enthaltend (A) 5 bis 90 Gew.-% des Umsetzungsproduktes,
(B) 5 bis 90 Gew.-% des Koreaktanden und
(C) 0,1 bis 50 Gew.-% an Pigmenten und/oder Füllstoffen und/oder Additiven.
18. Pulverförmige Beschichtungsmasse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie (A) 30 bis 85 Gew.-% des Umsetzungsproduktes, (B) 10 bis 30 Gew.-% des Koreaktanden und
(C) 3 bis 50 Gew.-% Füllstoffe, 0,1 bis
5 Gew.-% Additive und 0,01 bis 5 Gew.-% Katalysator enthält .
19. Pulverförmige Beschichtungsmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie in Form eines pulverförmigen gemahlenen Extrudates vorliegt.
20. Pulverförmige Beschichtungsmasse nach Anspruch
19, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Partikelgröße des pulverförmig gemahlenen Extrudates < 100 μm ist.
21. Verfahren zur Herstellung einer wärmehärtbaren, pulverförmigen Beschichtungsmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Formulierungs- bestandteile bei 60 bis 140 0C extrudiert und anschließend abgekühlt und granuliert werden.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das pulverförmig gemahlene Extrudat auf eine Partikelgröße < 100 μm abgesiebt wird.
23. Verfahren zur Herstellung einer pulverförmigen Beschichtungsmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Formulierungs- bestandteile einer Granulierung mittels Hochdrucksprühverfahren (PGSS-, RESS- oder GAS- Verfahren) , durch Extrusion unter Gaszusatz, dem VEDOC Advanced Manufacturing Process (VAMP) , dem Continuos Powder Coating Spraying Process (CPCSP) oder Sprühtrocknung unterzogen werden.
24. Verwendung der wärmehärtbaren pulverförmigen Beschichtungsmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 20 für das elektrostatische Pulverbeschichten nach dem triboelektrischen oder Coronapulver-Sprühverfahren oder dem Wirbelschichtverfahren .
25. Verwendung der wärmehärtbaren pulverförmigen Be- Schichtungsmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 20 für das Flammspritzen oder das ladungsfreie Aufstreuen auf zu beschichtende Werkstoffe .
26. Verwendung der wärmehärtbaren pulverförmigen Beschichtungsmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 20 für Schutzschichten und/oder Dekorationen .
EP07819864A 2006-11-22 2007-11-19 Urethanepoxide für die tieftemperaturhärtung von beschichtungen, verfahren zur herstellung sowie verwendung Withdrawn EP2084202A1 (de)

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