HU212245B

HU212245B - Coating composition and process for producing its binding component

Info

Publication number: HU212245B
Application number: HU912811A
Authority: HU
Inventors: Klaus Bederke; Thomas Brock; Hermann Kerber; Helmut Loeffler; Fritz Sadowski; Walter Schubert
Original assignee: Herberts Gmbh
Priority date: 1990-08-29
Filing date: 1991-08-28
Publication date: 1996-04-29
Also published as: HUT62618A; EP0476388A3; HU912811D0; JPH04234468A; EP0476388A2; ATE145419T1; DK0476388T3; DE4027259A1; GR3022384T3; JP2540675B2; AU8344091A; DE59108361D1; CS264891A3; EP0476388B1; AU656913B2; ES2097170T3

Description

A találmány tárgya eljárás poliaminnal térhálósítandó különösen oldószerálló bevonatok készítésére szolgáló - oldószert és/vagy vizet tartalmazó bevonószer kötőanyag-komponensének előállítására, valamint a bevonószer.

Az EP-A 0 002 801 számú európai szabadalmi leírás olyan kétkomponensű lakk-kötőanyagokat ír le, melyeknél a két komponens térhálósítása amidoamidok akrilolilesen telítetlen csoportokkal végzett reakciója útján történik. Ilyen esetben a felületen egy igen gyorsan beszáradó lakkréteg képződik, melynek teljes kikeményedése azonban csak több hét után következik be. A leírás nem említi a glicidil-funkciós csoportok további beépítését az akriloilesen telítetlen vegyületbe.

Az EP-A 0 179 954 számú európai szabadalmi leírás olyan kétkomponensű lakk-kötőanyagot ír le, amelyben az epoxi-funkciós vegyületeket amin-funkciós térhálósító szerekkel térhálósítjuk. Ezek a térhálósító szerek az aminocsoport aldehidekkel vagy ketonokkal végzett reakciója útján ezután még Schiff-féle bázissá kapcsolhatók. Kemény és benzinálló bevonat azonban ennél a rendszernél is csak néhány nap után képződik. A leírás nem írja le az akriloilesen telítetlen csoportok további beépítését az epoxicsoport-tartalmú vegyületbe.

Jelen találmány feladata olyan kétkomponensű kötőanyag szolgáltatása, amely oldószertartalmú és vizes bevonószerekre alkalmas, és amely alacsony hőmérsékleten, például szobahőmérsékleten is nem sárguló, és oldószerálló - különösen benzinálló - bevonatokká térhálósodik ki.

Azt találtuk, hogy ez a feladat olyan kötőanyagrendszerrel oldható meg. amelynél epoxi- és akriloilcsoportokat 20:80-tól 80:20-ig terjedő számarányban tartalmazó filmképző anyagot valamely, adott esetben kapcsolt aminfunkciós térhálósító szerrel térhálósítunk. Az epoxi- és akriloilcsoportok kombinációja gyors beszáradást és gyors térhálósodást tesz lehetővé, és emelett a kötőanyagrendszert tartalmazó filmbevonatból az oldószer jól elpárolog.

A találmány tárgya különösen olyan glicidil- és akriloil funkciós kötőanyag komponens és poliamin térhálósító szer komponens bázisú bevonószer kompozíció, amelynek egy előnyös kiviteli alakja legalább egy, (la) és/vagy (Ib) és egy (II) általános képletű ahol R_b R₂ és R, jelentése egymástól függetlenül hidrogénatom vagy 1-10 szénatomos egyenes vagy elágazó szénláncú alkilcsoport - funkcionális csoporttal rendelkező kötőanyag komponenst tartalmaz, mimellett az (la), (Ib) és (II) általános képletű funkcionális csoport egy vagy több

a) 2-12 szénatomos 2000-ig terjedő szám szerinti átlag-molekulatömegű (Mn) egyenes vagy elágazó szánláncú (ciklo)-alifás és aromás-di- vagy poliolhoz,

b) 500 és 2000 közötti szám szerinti átlag-molekulatömegű (Mn) poliészterhez és/vagy

c) adott esetben alfa,béta-telítetlen monomerekkel kopolimerizált, 1000 és 10 000 közötti szám szerinti átlag-molekulatömegű (Mn) poli(met)akrilsavészterhez van kötve, és térhálósító szerként (B) valamely, legalább két RHN általános képletű - ahol R jelentése hidrogénatom vagy elágazó szénláncú, 1-10 szénatomos alkilcsoport, vagy 3-8, előnyösen 5 vagy 6 szénatomos cikloalkilcsoport - poliamin-komponenst tartalmaz.

A kötőanyag epoxidcsoportjának az akriloilcsoportjaihoz viszonyított számaránya 20:80 és 80:20, előnyösen 30:70 és 70:30 között van. A számarány az egy molekulában jelenlévő összes epoxicsoportoknak az egy molekulában jelenlévő összes akriloilcsoportokhoz viszonyított számára vonatkozik.

A találmány szerinti, legalább egy-egy glicidil- és akriloil funkciót tartalmazó kötőanyag komponense úgy állítható elő például, hogy di- vagy poliepoxidokat az oxirángyűrű felnyitása mellett alfa,béta-telítetlen karbonsavakkal reagáltatunk. Szokásosan használt divagy poliepoxidok például a dietilén-glikol, dipropilén-glikol, 2000-ig terjedő számátlag-molekulatömegű (Mn) polipropilén alapú poliglicidil-éterek, a glicerin és/vagy di- vagy polifenolok, mint a biszfenol-A triglicidil-éterei.

További di- vagy poliepoxidok a di- vagy poliglicidil-észter bázisú epoxidok. Ilyenek például az 1-hidroxi-2,3-epoxipropán ftálsavval vagy tereftálsavval végzett reakciójának ftálsav- vagy tereftálsav-bisz-(2,3epoxipropilj-észter termékei vagy a biszfenol-A-digilicidil-éter-trimellitsav-anhidriddel végzett reakciójának 500-2000 számátlag-molekulatömegű (Mn) poliészter termékei. Ugyancsak használható a glicidil funkciós (met)akrilpolimerek.

Ilyen kopolimerek a glicidil-(met)akrilát, 1,2-epoxi-builakrilát vagy a 2,3-epoxi-ciklopentil-akrilát. Komonomerekként választhatók a (met)akrilsav észterei, például metil-, etil-, butil-, izobutil-, etil-hexil-, ciklohexil és/vagy laurilakril-észterek, a (met)akrilsav hidrofunkciós észterei, például a hidroxi-etil- és/vagy hidroxi-propil-észter, továbbá a sztirol, vinil-toluol és/vagy az alfa-metil-sztirol. A számátlag-molekulatömeg 1000 és 10 000 között, előnyösen 2000 és 5000 között lehet. További kopolimerizálható glicidil-monomerek például a (met)-allil-glicidil-éter vagy a 3,4-epoxi-vinil-ciklohexán. A kopolimerek előállítása gyökös oldatpolimerizációval történik, ami szakember számára ismert és további magyarázatot nem igényel.

A di- vagy poliepoxidok a kötőanyag filmképző komponensének előállítása céljából például 2-10 szénatomos, előnyösen 3-6 szénatomos, egyszeresen vagy többszörösen telítetlen monokarbonsavakkal, mint fahéjsavval, krotonsavval, citrakonsavval, szorbinsavval, előnyösen akril- és/vagy metkarilsavval reagáltathatók.

A glicidil- és akriloil funkciós vegyületek szintézise céljából a reakciókomponensek valamely oldószerben melegíthetőek. Oldószerként aprotikus szerves oldószerek alkalmasak. Előnyös, ha az előállítást iners gáz alatt hajtjuk végre. A telítetlen monokarbonsavat olyan mennyiségben használjuk, hogy a kívánt epoxi- és akriloilcsoport számarányt érjük el. A reakciót addig folytatjuk, míg a felhasznált monokarbonsav elfogy. A következőkben egy példát adunk meg az epoxi- és akriloil funkciós vegyületek szintézisére. Az epoxi-funkciós

HU 212 245 Β vegyületet iners gáz alatt aprotikus szerves oldószerben oldjuk fel, és például 80 °C-on melegítjük. A telítetlen monokarbonsavat, amelyet adott esetben valamely szerves aprotikus oldószerben oldunk, ezután hozzáadjuk a fenti oldathoz, például 1 óra időtartam alatt. A reakcióoldatot ezután 80 °C-on addig keverjük, míg az oldat savszáma kisebb lesz, mint 1 mg KOH/g szilárd gyanta.

Az akriloil- és epoxicsoportokat tartalmazó kötőanyag komponens térhálósítása olyan vegyületekkel történik, amelyek legalább két primer vagy szekunder amin funkciót tartalmaznak. Ahhoz, hogy az A és B kötőanyag komponens hatásos térhálósodását érjük el, az A és/vagy B komponens legalább egy részének trifunkcionálisnak kell lennie. Természetesen lehetséges tri- vagy többfunkciós A komponenst és/vagy trivagy többfunkciós B komponenst is használni.

A térhálósító szerként alkalmas poliaminok önmaguk filmképző tulajdonságokkal rendelkeznek. Alkalmas poliaminok a kettőnél több aminocsoportot tartalmazó diaminok. melyek aminocsoportjai primer és/vagy szekunder aminocsöpörtök lehetnek. Ezen túlmenően olyan poliamin-adduktumok is alkalmasak, amelyek legalább két primer aminocsoportot és legalább egy, előnyösen egy szekunder aminocsoportot tartalmazó poliaminból epoxivegyületekkel, poli-izocianátokkal vagy akriloil-ve gyű letekkel képezhetők. Alkalmasak továbbá aminoaminok és karboxil funkciós akrilátok iminekkel képzett adduktuma is.

Alkalmas di- és poliaminokat írnak le például az EP-A 0 240 083 és EP-A 0 346 982 számú európai szabadalmi leírások. Ilyen például a 2-24 szénatomos alifás és/vagy cikloalifás aminok, amelyek 2-4 primer aminocsoportot és 0-4 szekunder aminocsoportot tartalmaznak. Reprezentatív ilyen példák az etilén-diamin, propilén-diamin, butilén-diamin, pentametiléndiamin, hexametilén-diamin, 4,7-dioxa-dekán-l,10diamin, 1,2-diamino-ciklohexán, 14-diamino-ciklohexá, izoforon-diamin, dietilén-triamin, dipropilén-triamin, 2,2-bisz-(4-amino-ciklohexil)-propán, a poliéterpoliaminok, például a Jeffersen Chemical Company .Jeffamine” kereskedelmi elnevezésű termékei, a bisz(3-amino-propil)-etil-amin, 3-amino-l-(metil-amino)propán és a 3-amino-l-(ciklohexil-amino)-propán.

Polifunkciós aminokomponensek di- vagy polifunkciós epoxivegyületekkel képezett adduktumain alapuló felhasználható poliaminok például azon poliaminok, amelyek például di- vagy polifunkciós epoxivegyületek, mint (ciklo)-alifás vagy aromás hidroxivegyületek, így etilén-glikol, glicerin, 1,2-és 1,4-ciklohexán-diol, biszfenolok, mint biszfenol-A, fenolformaldehid-novolakk, poliglicidil-éterek, etilénes telítetlen epoxicsoport tartalmú polimerek, mint glicidil(met)akrilát, N-glicidil(met)akril-amid, és/vagy allil-glicidiléter, adott esetben egyéb etilénesen telítetlen monomerekkel kopolimerizált kopolimerei, 6-24 szénatomos zsírsav-glicidil-éterei, epoxidált poli-alkandiének, mint epoxidált poli-butadién, hidantoín-epoxigyanták, glicidilcsoport tartalmú gyanták, mint molekulájukban egy vagy több glicidilcsoportot tartalmazó poliészterek vagy poliuretánok vagy a nevezett gyanták és vegyületek keverékei - felhasználásával állítottuk elő.

A poliaminok hozzákapcsolása a nevezett epoxivegyületekhez az oxiráncsoport gyűrűfelnyitása mellett történik. A reakció például 20 °C és 100 °C közötti, előnyösen azonban 20 °C és 60 °C között hőmérsékleten mehet végbe, és adott esetben 0,1-2 tömeg% Lewis-féle bázissal, mint trietil-aminnal vagy valamely ammóniumsóval, mint tetrabutil-ammónium-jodiddal katalizálható.

Poliamin-izocianát adduktumok céljára alkalmas izocianátok az alifás, cikloalifás és/vagy aromás di-, tri- vagy tetraizocianátok, amelyek etilénesen telítetlenek. Ilyenek például az 1,2-propilén-diizocianát, trimetilén-diizocianát, tetrametilén-diizocianát, 2,3-butiléndiizocianát, hexametilén-diizocianát, 2,2,4-trimetil-hexametilén-diizocianát, 2,4,4-trimetil-hexametilén-diizocianát, ω,ω’-dipropiléter-diizocianát, 1,3-ciklopentán-diizocianát, 1,2- és 1,4-ciklohexán-diizocianát, 4metil-1,3-diizocianát-ciklohexán, transzvinilén-diizocianát, ciklohexil-metán-4,4’-diizocianát, 3,3’-dimetilén-diciklohexil-metán-4,4’-diizocianát, toluilén-diizocianát, l,3-bisz(l-izocianát-l-metil-etil)-benzol, 1-4bisz-( 1 -izocianát-1 -metil-etilj-benzol, 4,4’-diizocianátdifenil, 3,3’-diklór-4,4’-diizocianát-difenil, 2 mól valamely diizocianát, például hexametilén-diizocianát vagy izoforon-diizocianát egy mól valamely diollal, például etilénglikollal képezett adduktuma, 3 mól hexametiléndiizocianát 1 mól vízzel képezett adduktuma (a Bayer AG Desmodur N® néven kereskedelmi forgalomban kapható terméke), 1 mól trimetilol-propán és 3 mól toluilén-diizocianát adduktuma (amely a Bayer AG „Desmodur L” elnevezésű termékeként van kereskedelmi forgalomban), valamint 1 mól trimetilol-propánból és 3 mól izoforon-diizocianátból álló adduktum.

A poliaminok nevezett izocianát vegyületekhez történő kapcsolása például 20-80 C, előnyösen 20-60 °C hőmérséklettartományban történik. Adott esetben 0,1-1 tömeg%, valamely tercier aminnak, mint trietil-aminnak és/vagy 0,1-1 tömeg% Lewis-féle savnak, mint dibutilón-laurátnak hozzáadásával a reakció katalizálható.

A poliamin-adduktumok előállítására szolgáló divagy polifunkciós akriloilesen telítetlen vegyületeket a 4 303 563 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás írja le. Ilyenek például az etilénglikoldiakrilát, dietilénglikol-diakrilát, trimetilénglikol-diakrilát, 1,3-butilénglikol-diakrilát, 1,6-hexametilén-glikol-diakrilát, trimetilol-propán-diakrilát, pentaeritritiol-tetraakrilát és pentaeritritol-triakrilát. További polifunkciós akriloilesen telítetlen akrilát példák:

1) valamely poliizocianát egy izocianátcsoportjának valamely hidroxiakriláttal, például hexametilén-diizocianátnak hidroxi-etil-akriláttal végzett reakciója útján nyert uretán-akrilátok, melyek előállítását a 3 297 745 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás írja le,

2) valamely hidroxil-végcsoportú poliéter akrilsavval végzett átészterezési reakciója útján nyert poliéterakrilátok, melyeket a 3 380 831 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ír le,

HU 212 245 Β

3) valamely hidroxilcsoport tartalmú poliészter akrilsavval végzett észterezésével nyert poliészter-akrilátok, melyeket a 3 935 173 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ír le,

4) valamely hidroxilcsoporttal funkcionalizált akri látnak, mint például hidroxi-etil-akrilátnak a) 4-15 szénatomos dikarbonsavval, b) glicidil-végcsoportot tartalmazó poliepoxidokkal, c) izocianát-végcsoporlokat tartalmazó, a 3 560 237 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmai leírásban leírt poliizocianátokkal végzett reakciója útján nyert polifunkciós akrilátok,

5) akrilsavnak, valamely legalább három hidrofunkcios csoporttal rendelkező poliollal végzett reakciója útján nyert akrílát-végcsoportú poliészterek, melyeket a 3 567 494 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ír le,

6) akrilsavnak valamely epoxidfunkció-tartalmú epoxidált olajjal, mint szójababolajjal vagy lenmagolajjal végzett reakciója útján nyert poliakrilátok, melyeket a 3 125 592 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ír le,

7) akrilsavnak biszfenol-A-diglicidil-éter epoxicsoportjával végzett reakciója útján nyert poliakrilátok. melyeket a 3 373 075 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ír le,

8) akrilsavnak valamely epoxi funkciós vinilpolimerrel végzett reakciója útján nyert poliakrilátok, például glicidil-akriláttal vagy vinil-glicidil-éterrel képezett polimerek, melyeket a 3 530 100 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ír le,

9) akrilsav-anhidrid poliepoxidokkal végzett reakciója útján nyert poliakrilátok, melyeket a 3 530 100 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ír le,

10) valamely hidroxi-alkil-akrilát valamely diizocianáttal és valamely hidroxil-funkciós alkidgyantával végzett reakciója útján nyert akrilát-uretánészterek, melyeket a 3 676 140 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ír le,

11) valamely poli-kaprolakton-diolnak vagy -trióinak valamely szerves poli-izocianáttal és valamely hidroxi-alkil-akriláttal végzett reakciója útján nyert akrilát-uretán-poliészterek, melyeket a 3 700 634 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ír le,

12) valamely hidroxi-funkciós poliészternek akrilsavval és valamely poliizocianáttal végzett reakciója útján nyert uretán-poliakrilát, melyet a 3 759 809 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ír le.

Adi-, illetve poli-akril-monomerek, illetve az 1-12. példák szerinti poliakrilátok akriloil-végcsoportjai poliaminokkal funkcionalizálhatók. Az összekapcsolás például 20-100 ’C, előnyösen 40-60 ’C hőmérsékleten történhet.

Amin-funkciós térhál ósít ószer szintézisére szolgáló további módszert ír le az EP 2801 számú európai szabadalmi leírás. Ebben akrilsavészter-kopolimereket diaminokkal alkohol-lehasítás mellett amidálnak. Az ily módon nyert reakcióképes általános szerkezeti képlete (III), ahol

R jelentése hidrogénatom vagy metilcsoport,

R¹ jelentése 2 vagy 3 szénatomos, azonos vagy egymástól eltérő alkiléncsoport, n jelentése 0, 1, 2 vagy 3, mimellett a R I

-(CH₂-C)-csoport az akrilsavészter-kopolimervázból származik.

Az akrilsavészter-kopolimer szám szerinti számátlag-molekulatömeg (Mn) 1000-20 000, előnyösen 2000-5000. Lehetséges ilyen kopolimerek például a (met)akrilsav-észterei, mint például a metil-, etil-, butil-, ciklohexil(met)akrilát, hidroxi-etil(met)akrilát, hidroxipropil(met)akrilát, továbbá a (met)akrilsav, sztirol és vinil-toluol.

Különösen előnyös a metilakrilát, mert ez a monomer különösen könnyen alkalmas aminolízisre. A kopolimer metalkrilát tartalma 2-35 tömeg%. A kopolimer előállítása szokásos oldószerekben, mint toluolban, xilolokban, acetátokban, például butil-acetátban vagy etilglikol-acetátban, éterekben, mint tetrahidrofúránban vagy aromás oldószerelegyekben, mint a „Solvesso 100” terméknevű kereskedelmi termékben történik. A kopolimerek szintézis szakember számára ismert és további magyarázatot nem igényel. Az aminolízisnél felhasznált poliaminoknak legalább két primer vagy szekunder amincsoportot kell tartalmazniuk. Ezeket már az előzőekben leírtuk.

Térhálósítószerként használhatók olyan reakciótermékek is, amelyek valamely (met)akrilsav-kopolimer alkiléniminekkel végzett reakciójának termékei, amint ezeket az EP-A 0 179 954 számú európai szabadalmi leírás ír le. Az így nyert funkcionális csoportok általános szerkezeti képlete (IV) - ahol

R jelentése hidrogénatom vagy metilcsoport,

R' jelentése 2—4 szénatomos alkiléncsoport,

R mimellett a -(CH₂-C)-csoport jelentése az előbbiekben megadott.

A (met)akrilsav mellett a kopolimer (met)akrilsavésztereket vagy vinilvegyületeket, mint sztirolt is tartalmazhat. A kopolimereket más helyen már leírták. Alkiléniminek lehetnek például a propilén- vagy butilénimin.

A poliamin-térhálósítószer amin végcsoportjai „rejtettek” is lehetnek, például a ketonokkal vagy aldehidekkel Schiff-féle bázisok kialakulása mellett.

Az eddig leírt poliaminok a találmány szerinti kötőanyagokkal szemben igen nagy reaktivitásúak, ami azt jelenti, hogy edényidejük igen rövid. Emiatt célszerű lehet a nevezett poliaminok amin végcsoportját aldehidekkel vagy ketonokkal vízlehasítás mellett Schiff-féle bázisokká, illetve aldiminekké vagy ketiminekké alakítani. Légnedvességmentes atmoszférában a találmány szerinti kötőanyaggal készült keverékeknek és az ily

HU 212 245 Β módon védett térhálósító szernek több naptól több hétig terjedő, igen hosszú edényideje van. A kapcsoláshoz használható aldehidek és ketonok 3-10 szénatomos vegyületek, mint a hexilaldehid, oktilaldehid, diizopropil-keton és/vagy metil-izobutil-keton. A két utóbbi vegyület különösen előnyös, mert csak kevéssé hajlamosak mellékreakciókra.

A találmány szerinti kompozíciók a kötőanyag és a térhálósító komponensek ekvivalens súlyainak tömegaránya 1:0,5-től 1-1,5-ig előnyösen 1:0,5-1-ig terjed.

Ekvivalens súly alatt ebben az értelemben az a g-ban mért tömeg értendő, amely 1 mól funkcionális csoportot tartalmaz. Az A komponens esetében a funkcionális epoxi- és akriloilcsoportok összegének 1 móljáról van szó. AB komponens esetében az amin funkciók ] móljáról van szó.

A találmány szerinti kompozíciók a szokásos módon recepturálhatók bevonat anyagokká, például lakkokká. Ez általában oldószerek, víz vagy oldószer/víz elegy hozzáadásával történik. Az is lehetséges, hogy a kötőanyag és térhálósító komponens keverékét készítjük el és ezt a szokásos módon, oldószerek és/vagy víz, valamint a szokásos adalékanyagok hozzáadásával bevonatanyaggá dolgozzuk fel. Az a lehetőség is fennáll azonban, hogy először a kötőanyagot vagy a térhálósító komponenst oldószerek, víz vagy oldószer/víz elegyek és a szokásos adalékanyagok felhasználásával elkészítjük és a másik komponenst ezután adjuk az elegyhez.

A bevonatanyagok, például lakkok előállítására alkalmas szerves oldószerek olyan oldószerek, amelyeket az egyes kötőanyag és térhálósít komponensek előállításánál is használhatunk. Ilyen oldószerek például a szerves oldószerek, mint az alifás és aromás oldószerek, mint alifás és aromás szénhidrogének, például a toluol, xilolok, alifás és/vagy aromás szénhidrogének elegyei, észterek, éterek és alkoholok. Ezek szokásos lakk-oldószerek. A bevonatanyagok találmány szerinti kötőanyagokból történő előállítására vizes oldatok is készíthetők. E célra adott esetben a lakkiparban használatos emulgeátorokat használjuk fel.

A bevonatanyagok előállításához szokásos lakkipari adalékanyagok használhatók fel.

Ilyen adalékanyagok például a pigmentek, például a színező pigmentek, mint a titán-dioxid vagy korom, vagy hatás-pigmentek, mint fémpikkely-pigmentek és/vagy gyöngyházfény-pigmentek. A találmány szerinti kötőanyag-összetételek különösen előnyösek olyan bevonatanyagokhoz, amelyek ilyen hatás-pigmenteket tartalmaznak. Ezek a hatás-pigmentet színező pigmentekkel vagy színező pigmentekkel és töltőanyagokkal együtt tartalmazzák. További adalékanyagok lehetnek például a töltőanyagok, mint például talkum és szilikátok, lágyítószerek, fényvédő anyagok, stabilizátorok és futtatószerek, mint szilikonolajok.

A találmány szerinti bevonószer-kompozíció esetében úgynevezett kétkomponensű rendszerekről van szó. Ez azt jelenti, hogy a kötőanyagot és a térhálósító komponenst egymástól elkülönítve tároljuk és azokat csak az alkalmazásuk, illetve például a bevonatanyag előállításához történő felhasználásuk előtt keverjük össze.

A találmány szerinti kötőanyagokból előállított bevonatok az oldószerek és/vagy adalékanyagok összetételének megfelelő szabályozásával állíthatók be a kívánt alkalmazási viszkozitásra.

A bevonatanyagok a kötőanyag és a térhálósító komponensek egymáshoz viszonyított mennyiségével és ekvivalenssúlyokkal 1 és 24 óra közötti edényidejűre állíthatók be, úgy hogy a kétkomponensű kötőanyagrendszerből elkészített bevonatanyag feldolgozhatósági időtartama hosszú. Az így előállított bevonatanyag felhordása a szokásos módon, például mártással, szórással, mázolással vagy elektrosztatikus úton történhet.

A bevonatanyagból készült bevonatok kikeményedése 20-90% relatív légnedvességű térben 10 ’C és 180 °C közötti hőmérsékleten, előnyösen 20 °C és 80 °C közötti hőmérsékleten történhet.

A találmány szerinti kötőanyagokból különféle típusú bevonatanyagok állíthatók elő, például lakkok, amelyek elkészíthetők pigmentált fedőlakkonként vagy pedig színtelen lakkokként. Alkalmasak azonban például töltőanyagok előállítására is.

A találmány szerinti kötőanyagokból előállított bevonatanyagok olyan bevonatok készítésére alkalmasak, amelyek sokféle szubsztrátumhoz, mint például fához, textíliához, műanyaghoz, üveghez, kerámia anyaghoz és különösen fémhez tapadnak. A bevonatanyagok több rétegben is felhordhatók. így például alapozásokra, bázislakkokra, töltőanyagokra vagy már meglévő fedőlakkokra is felhordhatók. A felhordás történhet már kikeményedett előrétegre vagy „nedves a nedvesen”, amikor is a többrétegű bevonat egyes rétegeit ezt követően együttesen égetjük be. Számos szokásos előbevonatra történő felhordás lehetséges.

A találmány szerinti kötőanyagok egy előnyös alkalmazási területe a gépjárműszektor területén lakkok céljára használandó bevonatanyagok szolgáltatása. Az előnyös keményedési tulajdonságok miatt ezek különösen alkalmasak gépjármű-javítólakkozásokra is.

Jelen találmány szerinti bevonószer kompozíció alkalmas bevonatok előállítására különbőz szubsztrátumokon; a szubsztrátumra a találmány szerinti kötőanyagokból előállított bevonószer-kompozíciót visszük fel, azt megszárítjuk és kikeményítjük. A találmány szerinti kompozícióból színtelen lakkok, töltőbevonatok és fedőlakkok is előállíthatók.

A találmány szerinti kötőanyagokból előállított bevonatanyagokkal minden esetben jó fényű, jó keménységű és jó víz-, valamint oldószerálló, különösen szuperbenzinálló filmek nyerhetők. A kikeményedés igen gyorsan következik be, így például a „porszáradás” már néhány percen, mint kb. 10 percen belül elérhető.

Az alábbi példák a találmány szemléltetését célozzák. A „rész” kifejezés alatt tömegrészt értünk. A % tömeg%-ot jelent.

1. Összehasonlító példa

Kereskedelmi forgalomban szokásos színtelen lakk.

Bázis: akriloilesen telítetlen gyanta és ketimin.

HU 212 245 Β

A kereskedelemben szokásos, színtelen lakkból, térhálósító szerből és hígítószerből álló színtelen lakkrendszert a gyártó cég által megadott receptúra szerint kevertük össsze, és a 6c) példában leírt módon alkalmaztuk.

2. Összehasonlító példa

Kereskedelmi forgalomban szokásos színtelen lakk.

Bázis: glicidil funkciós gyanta és aminoakril gyanta

A kereskedelemben szokásos színtelen lakkrendszert a gyártó cég által megadott receptúra szerint kevertük össze és a 6c) példában leírt módon alkalmaztuk.

1. példa

A glicidilesen és akriloilesen telítetlen gyanta szintézise

a) 4 literes, keverővei, hőmérővel, csepegtető tölcsérrel és visszafolyató hűtővel ellátott háromnyakú lombikba 1000 rész xilolt töltünk és azt keverés közben 90 ’C-ra melegítjük. 5 órán belül ehhez a xilolhoz

380 rész glicidil-metakrilátból,

128 rész butil-metalkrilátból,

252 rész butil-akrilátból,

200 rész sztirolból és rész terc-butil-peroktoátból álló elegyet csepegtetünk. A kapott epoxi-funkciós gyanta viszkozitása 25 ’C-on 70 mPas és szilárdanyagtartalma 50,1 t% (1 óra/150 ’C).

b) Ennek a gyantának 2000 részét 4,8 rész trifenilfoszfittal. 500 rész (98/100) butil-acetáttal és 0,9 rész metil-hidrokinonnal keverővei, hőmérővel, csepegtető tölcsérrel és visszafolyató hűtővel ellátott 4 literes lombikban keverés közben 90 ’C-ra melegítjük. Ezen a hőmérsékleten 93 rész akrilsavból és 200 g (98/100) butil-acetátból álló elegyet csepegtetünk hozzá 5 óra alatt, majd a reakcióelegyet 1-es savszám eléréséig reagáltatjuk. A gyanta szilárdanyag-tartalmát 60 t%-ra állítjuk be, így annak viszkozitása 435 mPas lesz.

2. példa

Az la) példa szerinti glicidil funkcióval ellátott gyantának 2000 részét 4,8 rész trifenil-foszfittal, 0,9 rész metil-hidrokinonnal és 500 rész (98/100) butilacetáttal keverővei, hőmérővel, csepegtető tölcsérrel és visszafolyató hűtővel ellátott 4 literes lombikban keverés közben 90 ’C-ra melegítünk. Ezen hőmérsékleten az elegybe 110 g akrilsav és 250 g (98/100) butil-acetát elegyét csepegtetjük bele 5 óra alatt, majd a reakcióelegyet 1-es savszám eléréséig reagáltatjuk. A gyantát desztillációval 60 t% szilárdanyag-tartalomra állítjuk be. így viszkozitása 520 mPas.

3. példa

Az 1 a) példa szerinti glicidil funkcióval ellátott gyantának 3000 részét 6,3 rész trifenil-foszfittal, 1,2 rész metil-hidrokinonnal és 670 rész (98/100) butil-acetáttal, keverővei, hőmérővel, csepegtető tölcsérrel és visszafolyató hűtővel ellátott 6 literes lombikban keverés közben 90 ’C-ra melegítjük. Ezen a hőmérsékleten az elegyhez 186 g akrilsav és 370 g (98/100) butil-acetát elegyét csepegtetjük 5 óra leforgása alatt, majd az elegyet 1 -es savszám eléréséig reagáltatjuk. A gyanta szilárdanyag-tartalmát desztillálással 80 t%-ra állítjuk be. Vizes emulzió előállítása céljából ezután 708 g teljesen sótalanított vízből és 0,56 g, valamely kereskedelmi forgalomban kapható polisziloxán habzásgátló szerből oldatot készítünk, és azt 45 ’C-ra melegítjük. A fentiek szerint nyert akrilgyanta 1520 g-ját valamely polioxi-etilén-polioxi-propilén-alkil-fenol emulgeátor 60,80 g-jával elegyítjük, és az elegyet 75 ’C-ra melegítjük. Ezt a gyantát rotor/sztátor homogenizáló készülékben keveijük és a víz/polisziloxán elegyben emulgeáljuk. Az adagolást 8 percen belül hajtjuk végre. A rotor fordulatszáma 10 000 ford/perc. A hozzáadagolás alatt az elegyet 45 ’C hőmérsékletű vízzel hűtjük. A nyert zavaros, fehér színű emulzió szilárdanyag-tartalma 55,8 t%, viszkozitása 57 mPas és fotonkorrelációs spektroszkópiával meghatározott átlagos szemcsemérete 62,6 nm.

4. példa

A térhálósítószer szintézise

Egy 2 literes, keverővei, hőmérővel, csepegtető tölcsérnél és visszafolyató hűtővel ellátott lombikba 568 rész trietilén-tetramint és 1000 rész metil-izobutil-ketont töltünk iners gáz alatt. A reakcióelegyet forrásig melegítjük és addig keverjük, amíg további, reakcióban képződő víz nincs (138 g H₂O = az elméletinek 96 t%-a).

5. példa

Egy 1 literes lombikba 142,5 g teljesen sótalanított vizet, 7,5 g telítetlen zsírsav (polioxi-propilén)-(polioxi-etilén)-szorbitánsav-diészter alapú emulgeátort, és 0,1 g kereskedelmi forgalomban kapható polisziloxiánhabzásgátlót töltünk 25 ’C-on. Az elegyet kb. 7500 ford/perc fordulatszámú keverővei keverjük. Ezután 3 percen belül az elegyhez 25 ’C-on 162 g cikloalifásamint (aminszám: 265 mg KOH/g, viszkozitás: 300 mPas) adunk. A kapott tejszerűen fehér emulzió szilárdanyag tartalma 55,01%, és viszkozitása 47 mPas. A fotonkorrelációs spektroszkópia segítségével meghatározott részecskeméret 631 nm.

6. példa

Lakkok előállítása

a) Az alaplakk előállítása rész glicidil- és akriloil-funkcióval ellátott, lb) példa szerinti gyanta,

0,7 rész kereskedelmi szilikonolaj-bázisú (10 1%os, 98/100 butil-acetát) alapú futtatószer,

0,4 rész szférikusán gátolt amin oldata (UV-stabilizátor),

0,4 rész benzotriazol-származék (UV-stabilizátor),

8,5 rész t% butil-acetátot (98 t%-os),

201% metoxi-propil-acetátot, t% xilolt,

201% etoxi-propanolacetátot, t% butil-glikolacetátot, homogénen összekeverünk.

HU 212 245 B

b) A térhálósítószer-oldat előállítása:

28,0 rész 4. példa szerinti poli-ketimint,

72,0 rész hígítószert (összetétel mint fentebb) homogénen összekeverünk.

c) Lakk-előállítás:

A 6a) példa szerinti alaplakkot és a 6b) példa szerinti térhálósítószer-oldatot egymással összekeverjük és a fentiekben leírt hígítószerrel DIN 53211 szabvány szerinti 17-20”-os szórási viszkozitásra állítjuk be, majd szerves oldószer alapú, kereskedelmi forgalomban kapható bázislakkra „nedves a nedvesre” technológiával 2-3 szórással 40-10 pm szárazfilm vastagságban visszük fel.

7. példa

A 6a)—c) példában leírtak szerint jártunk el, de glicidil- és akriloil-funkcióval ellátott gyantaként a 2. példa szerinti gyantát használtunk.

8. példa

A 3. példa szerinti vizes gyantaoldat 20 g-ját és az 5. példa szerinti térhálósítószer-oldat 5 g-ját összekeverjük és üveglemezre visszük fel. 30 perces 60 'C-on végzett beégetés után a színtelen lakkfilm vastagsága 40 pm volt.

Az 1. és 2. összehasonlító példa, valamint a 6-8. példák szerinti lakkokat 60 °C-on 30 percig kikeményítettük. A 6-8. példák szerinti lakkok a beégetés után igen jó benzinállóságot, jó „slip”-et és igen kis karcolással szembeni érzékenységet mutattak.

Az 1. és 2. összehasonlító példák szerinti lakkok még 24 órás beégetés után is oldódtak szuperbenzinben és karcolással szemben nagyon érzékenyek voltak.

A találmány szerinti kötőanyagokból előállított bevonatanyagok - mint ezt az előbbiekben említettük különösen jól alkalmasak többrétegű bevonatok céljára. Ezek például bázis-lakkokként recepturálhatók és a szokásos színtelen lakkokkal lakkozhatok át. Színtelen lakkokként a találmány szerinti kötőanyag alapú lakkok is használhatók.

Ha a találmány szerinti kötőanyagokból előállított bevonatanyagokat színtelen lakkokként recepturáljuk, akkor ezek többrétegű bevonatok előállításánál különböző bázislakkokra vihetők fel. A bázislakkok lehetnek vizesek vagy nem vizesek. A színtelen lakkok felhordása beégetés, szárítás és adott esetben rövid szellőztetés után „nedves a nedvesre” módon történhet. Az utóbbi esetben ezt követően a beégetés együttesen történik.

A következőkben bázis-lakkokra néhány példát adunk meg, amelyek előnyösen vonhatók be a találmány szerinti kötőanyagokból készített színtelen vagy fedőlakkokkal.

Víz alapú, 50-95 tömeg% vizes, epoxifunkciós emulziós polimer és 5-95 tömeg%, 5-10 savszámú anionos poliuretán-diszperzió bázisú lakkok. Az ilyen víz alapú lakkokba használt pigmentek és adalékanyagok bedörzsölő gyantájaként különösen poli(met)akrilgyanták alkalmasak (például 20 tömeg%-ig terjedő mennyiségben). Ilyen víz alapú lakkokra a 3 628 124 számú német szövetségi köztársaságbeli nyilvánosságrahozatali irat ír le példákat.

°C-nál nagyobb üvegesedési hőmérséklettel rendelkező poliészter alapú bázislakkok, melamingyanták (például részlegesen butilezett melamingyanták), polikarbamid plasztifikálók (például butil-uretán és formaldehid-adduktum bázisúak) és polietilénből (85 tömegbe) vinil-acetátból (15 tömeg%) álló kopolimer, mint viasz-diszperzió. Az ilyen bázis-lakkok szokásos adalékanyagkat, mint (például különböző molekulatömegű-tartományú) cellulóz-acetobutirátot tartalmazhatnak. Ilyen bázis-lakk példákat ír le az EP-A 187 379 számú európai szabadalmi leírás.

Egy javításra (különösen metál-lakkok javítására) alkalmas vizes bázis-lakk 50-90 tömeg% karbonátcsoportokat tartalmazó 70 000-500 000 számátlag molekulatömegű poliuretánt (poliizocianát-polihidroxi vegyület reakcióterméket, amely bizonyos mennyiségű polihidroxi-polikarbonátot tartalmaz) és 10-5 tömeg% 20 000- 60 000 számátlag molekulatömegű poliuretánt tartalmaz. Ilyen lakkokra példákat a 4 115 015 számú német szövetségi köztársaságbeli nyilvánosságrahozatali irat ír le.

Egy különösen javítási célra alkalmas vizes bázislakk (különösképpen uni-színekhez) például 50-90 tömegek, karbonátcsoportokat tartalmazó, 0 °C-nál alacsonyabb üvegesedési hőmérsékletű poliuretánt (bizonyos mennyiségű polihidroxil-karbonát-csoport tartalmú poli-izocianát-polihidroxi vegyület reakcióterméket) és 10-50 tömeg%, karboxil funkciós polikondenzátum és alfa,béta-olefinesen telítetlen monomer reakcióterméket (melynek üvegesedési hőmérséklete magasabb, mint 0 ’C) tartalmaz vizes diszperzió alakjában. Ilyen bázis-lakkokra vonatkozó példákat ír le a 4 115 042 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírás.

Egy javítási célokra különösen alkalmas, oldószerbázisú bázislakk hőrelágyuló poliészter- és/vagy akrilgyanta bázisú, fizikai úton száradó kötőanyagot tartalmaz cellulóz éterekkel, illetve cellulóz-észterekkel, és/vagy polivinil-acetálokkal képezett keverék formájában. Tartalmaz továbbá önkeményedő akrilgyantakötőanyagokat, melyekben színező pigment van és amelyek izocianáttal reagáló hidrogénatomokkal rendelkeznek, valamint oldószerelegyben oldott cellulózétereket, és/vagy cellulózésztereket és/vagy cellulóz-félésztereket. Ilyen lakkokat írt le a 2 924 632 számú német szövetségi köztársaságbeli nyilvánosságrahozatali irat.

Az előző bázis-lakk receptúrák közül számos tartalmazhat szokásos lakk adalékanyagokat, valamint szokásos töltőanyagokat és színező pigmenteket, továbbá metálpigmenteket, mint alumínium-, illetve nemesacél-bronzokat és egyéb hatáspigmenteket.

A találmány szerinti kötőanyag bázisú színtelen lakkokkal bevonható bázis-lakkok a porlakkok is, melyeket például a „Products Finishing” folyóirat 1976. áprilisi száma az 54-56. oldalakon ír le.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás poliaminnal térhálósítandó - különösen oldószerálló bevonatok készítésére szolgáló - oldószert és/vagy vizet tartalmazó bevonószer kötőanyagkomponensének előállítására, azzal jellemezve, hogy

2000-ig terjedő szám szerinti átlag-molekulatömegű (Mn) alifás, cikloalifás és aromás di- vagy poliolpoliglicidil-éter bázisú, egy vagy több di- vagy poliepoxidot,

500 és 2000 közötti szám szerinti átlag-molekulatömegű (Mn) poliglicidil-észtert és/vagy

1000 és 10 000 közötti szám szerinti átlag-molekulatömegű (Mn), glicidil-funkciós (met)akril-kopolimert, egy vagy több 2-10 szénatomos, α,β-etilénesen telítetlen, adott esetben további, etilénesen telítetlen kettőskötéseket tartalmazó monokarbonsavakkal reagáltatunk, mimellett a (telítetlen monokarbonsavakból származó) akriloilcsoportoknak (a di-, illetve poliepoxidokból származó) epoxicsoportokhoz való aránya 20:80-tól 80:20-ig terjed.
2. Bevonószer kompozíció, azzal jellemezve, hogy 5 A) molekulájában legalább egy akriloilcsoporttal és legalább egy epoxicsoporttal rendelkező egy vagy több, alifás poliéter, poliészter, poliéter/poliészter és/vagy (met)akril-kopolimer bázisú, egy vagy több 1. igénypont szerint előállított kötőanyag kompo10 nenst tartalmaz, ahol az akriloilcsoportoknak az epoxicsoportokhoz viszonyított számaránya 20:80 és 80:20 között van.

B) 2-24 szénatomos, alifás és/vagy cikloalifás aminokat tartalmaz, amelyeket 2-10 primer aminocso15 porttal és 0-4 szekunder aminocsoporttal rendelkeznek, mimellett A és B mennyiségi aránya egyenértéktömegben (2:0,5)-(1:1,5) és az A és B komponens elkülönítve van tárolva.