HU212473B - Coating materials based on polyol, producing thereof and process for producing lac layers using thereof - Google Patents

Description

A találmány tárgya poliol-alapú vizes bevonószerek, amelyek poliizocianátokkal térhálósíthatók és tapadásjavítóként klórozott poliolefineket tartalmaznak. A találmány további tárgya vizes bevonószerek előállítása vizes, klórozott poliolefineket tartalmazó emulziókból kiindulva, valamint eljárás az előállított bevonószerek alkalmazására, elsősorban műanyag részek bevonására.

Epoxidgyanta és aminogyata alapú vizes kétkomponensű rendszereket írnak le a nyilvánosságra még nem hozott P 41 23 860 számú NSZK-beli szabadalmi leírásban. Az előállítás során speciális diszperziókat készítenek epoxidgyantákból, aminogyantákból valamint poliuretánokból, és ezeket pigmentekkel és adalékanyagokkal autóipari alapozókká dolgozzák fel. Az EP-A-0 358 979 számú európai szabadalmi leírásban olyan vizes, kétkomponensű bevonószereket írnak le, amelyek egy akrilátkomponensből és egy poliizocianát-komponensből állnak. Ezek a bevonószerek alkalmasak fémszubsztrátok bevonására, műanyag - különösen poliolefin - szubsztrátok bevonásakor azonban nem biztosítják az alaphoz való megfelelő tapadást. Ez a hatás világosan megmutatkozik például abban, hogy a bevont szubsztrát vízállósága nem megfelelő. Ezeknek a bevonószereknek egy további hiányossága, hogy nem készíthetők velük vastag rétegek. Ha a réteg erősebb, akkor hibahelyek, úgymint csomók vagy tűszúrások lépnek fel benne.

A 39 10 901 számú NSZK-beli szabadalmi leírásban és az ennek megfelelő WO 90/12 056 szabadalmi leírásban olyan vizes bevonószer-készítményeket ismertetnek műanyag részekhez, amelyek vizet, egy filmképző kötőanyagrendszert, klórozott poliolefint (CPO), valamint adott esetben pigmenteket és adalékanyagokat tartalmaznak. Filmképző kötőanyagként akrilátgyantákat vagy poliuretángyantákat közölnek, amelyek vizes emulzióban állnak rendelkezésre. A bevonószer felvitelekor ezek a rendszerek fizikai úton száradnak. Az ilyen bevonószer előállításához speciális emulgeátorokat kell alkalmazni, valamint meg kell olvasztani a klórozott poliolefineket, és végre kell hajtani egy azeotróp desztillációt valamennyi szerves oldószer alkotórész eltávolítására. Ez igen munkaigényes.

A nyilvánosságra még nem hozott P41 31 127 számú NSZK-beli szabadalmi leírásban olyan tapadó alapozószert írnak le, amely klórozott poliolefin bázisú, és szerves oldószert, vizet, emulgeátorokat, valamint pigmenteket és adott esetben egy filmképző kötőanyagot tartalmaz, és műanyagok lakkozásában alkalmazható bevonószerként. Ebben az esetben fizikailag száradó rendszerekről van szó, azaz a bevonószerben kémiai reakció nem megy végbe. Ha az ilyen alapozórétegekre oldószert tartalmazó lakkokat viszünk fel, akkor vigyázni kell arra, hogy az alapozószer ne oldódjon fel újra. Ellenkező esetben hibák keletkezhetnek a lakkozott felületben.

Az EP-A-0 466 136 számú európai szabadalmi leírásban olyan vizes bevonószereket ismertetnek műanyagszubsztrátok bevonására, amelyek olefingyanták, uretángyanták és epoxidgyanták kombinációját tartalmazzák. Olefinként például klórozott polipropilént alkalmaznak.

Találmányunk célkitűzése olyan vizes bevonószerek előállítása, amelyek alkalmasak műanyag formatestek bevonására, elsősorban az autóiparban, és amelyek jó hideg Utésállóságú, valamint sima, hibamentes felületet eredményeznek, vastag rétegben felvive is.

Ezt a célkitűzést találmányunk értelmében úgy oldjuk meg, hogy egy olyan poliolalapú, kétkomponensű rendszert alkotó vizes bevonószert készítünk, amely egy vagy több, ionos vagy ionossá alakítható csoportokat tartalmazó poliolt, pigmenteket, töltőanyagokat és/vagy további, a lakkiparban szokásos adalékanyagokat tartalmaz, és a következő összetételű:

A) 10-40 tömeg%-ban egy vagy több poliol, amely(ek) móltömeg átlagszáma (M_n) 500-200 000, OH száma 15-300 mg KOH/g szilárd gyanta, ionos csoport és/vagy ionos csoporttá alakítható csoport tartalma 5-400 milliekvivalens/100 g szilárd gyanta, amely csoportok legalább részben semlegesített formában vannak jelen, mimellett az ionos csoportok előnyösen anionosak,

B) 0,5-10 t%-ban egy vagy több klórozott poliolefin, amelyeknek klórozottsági foka 15-35 t%,

C) 5-40 t%-ban egy vagy több szerves oldószer, amely(ek) forrástartománya 100-160 °C,

D) 25-75 t%-ban víz,

E) 0-30 t%-ban egy vagy több további, vízzel hígítható kötőanyag, amelyek nem tartalmaznak NCO-reaktív csoportokat, mimellett az A/-E) komponensek együttesen 100 t%-ót tesznek ki, és

F) egy vagy több poliizocianát, amely(ek) átlagosan legalább két szabad izocianátcsoportot tartalmaznak molekulánként, oly módon, hogy a reaktív izocianátcsoportoknak a poliol OH-csoportjaihoz viszonyított számaránya 0,5:1-5:1, mimellett a kétkomponensű rendszer egyik komponense a poliolokat, a másik komponense a poliizocianátokat tartalmazza.

Felismertük, hogy a találmányunk szerinti bevonószereket előállíthatjuk egy vagy több 15-35 t% klórozottsági fokú klórozott poliolefin vizes emulziójából, amely teljesen vagy lényegében emulgeátoroktól mentesen állítható elő, poliolokkal együtt diszpergálva, amelyek alatt olyan poliolokat értünk, amiket a találmányunk szerinti vizes bevonószerekben alkalmazunk. A találmány szerinti bevonószereket azonban másképpen is előállíthatjuk, ha a klórozott poliolefineket például emulgeátor adagolása mellett adagoljuk.

A találmányunk szerinti bevonószerek elsősorban kétkomponensű rendszerek, amelyek egyik komponense a poliol és a másik a poliizocianát. A poliolkomponens vízzel hígított formában áll rendelkezésre; a poliizocianát-komponens a poliolkomponenssel együtt vízben diszpergálható. A klórozott poliolefinek, valamint az adott esetben jelenlevő pigmentek, töltőanyagok és további, a lakkiparban szokásos adalékanyagok vagy az egyik, vagy mindkét komponensben jelen lehetnek. Magától értetődik, hogy az A) poliolkomponensben diszpergált anyagoknak vízzel összeférhetőknek kell lenniük, hogy megfelelő tárolási stabilitást bizto2

HU 212 473 Β síthassunk. A poliizocianát térhálósítószer-komponens adalékanyagai nem reagálhatnak a poliizocianátokkal. Általánosságban kedvező az organofil anyagokat a poliizocianát-komponensben diszpergálva alkalmazni.

A találmány szerint alkalmazható A poliol-komponens különösképpen gyökösen polimerizálható monomer-alapú kötőanyag lehet, amely OH-csoportokat tartalmaz, így OH-csoportokat tartalmazó poliészter és/vagy OH-csoportokat tartalmazó poliuretán. A szám szerinti átlag molekulatömeg 500-200 000, a hidroxilszám 15-300 mg KOH/g szilárd gyanta. A vízben való diszpergálhatóságot poláros csoportokkal, például OHcsoportokkal, étercsoportokkal, uretán csoportokkal, ionos csoportokkal vagy ionos csoportokká átalakítható csoportokkal biztosítjuk. Alkalmazhatunk kationos csoportokat vagy kationos csoportokká átalakítható szubsztituenseket, például aminocsoportokat; különösen alkalmasak azonban az anionos vagy anionos csoportokká átalakítható szubsztituensek, például karboxilcsoportok, foszforsavcsoportok, valamint szulfonsavcsoportok. Előnyösek a karboxilcsoportokat tartalmazó polimerek. Az ionos csoportok mennyisége 5400 milliekvivalens/100 g szilárd gyanta. A poliolkomponenst vizes diszperzió formájában alkalmazzuk, a viszkozitás 100-10 000 mPa s 23 *C-on. A pH érték

5-10. COOH- és OH-csoportokat tartalmazó megfelelő, olefinesen telítetlen monomereken alapuló polimereket írnak le a 0 358 979 számú európai szabadalmi leírásban. Ezek olefinesen telítetlen monomer-alapú vizes diszperziók. A monomerek lehetnek nem funkcionalizáltak, például sztirol, (met)akrilsav-alkil-észter 18 szénatomos oldalláncokkal, vinil-acetát vagy (met)akril-nitril. Részarányosán alkalmazhatók továbbá funkciós csoportokat tartalmazó monomerek, például amelyek hidroxilcsoportokat tartalmaznak, úgymint (met)akrilsav-hidroxi-aikil-észter, így 2-hidroxi-etilakrilát vagy 2-hidroxi-propil-akrilát. Bevihetők továbbá más reaktív csoportok, például epoxidcsoportok vagy amidcsoportok, monomereken keresztül, mint például glicidil-(met)akrilát vagy N-metoxi-metil(met)akrilát-amid. Az ionos csoportokat olefinesen telítetlen monomereken keresztül vihetjük be, amelyek ionos csoportokká átalakítható funkciós csoportokat tartalmaznak, például olefinesen telítetlen, 72-207 molekulatömegű mono- vagy dikarbonsavakat, mint például akrilsav, maleinsav, itakonsav és adott esetben félésztereik, vagy vegyületeken keresztül, mint például

2-akril-amido-2-metil-propánszulfonsavon keresztül kapcsolódó formáik.

A polimerek előállítása szokásos eljárásokkal, például oldószeres polimerizációval végezhető; eljárhatunk folytonos vagy szakaszos módon. A kopolimerizációt általában iniciátorok és adott esetben szabályozók adagolásával, 50-160 ’C-on végezzük, egy olyan folyadékban, amelyben monomerek és polimerek egyaránt oldódnak. Oldószerként előnyösek az olyan szerves oldószerek, amelyek nem zavaróak a későbbi lakkképződésnél. Ezek előnyösen legalább részben vízzel elegyedő szerves oldószerek. Az iniciátorokat általában 0,1-3 t% mennyiségben alkalmazzuk a monomer mennyiségére számítva; peroxid- és/vagy azovegyületeket és/vagy perésztereket alkalmazhatunk. Ilyenek például a benzoil-peroxid, kumol-hidroperoxid, t-butilperoktoát vagy 2,2-azo-bisz(2-ciano-propán).

Szabályozók alkalmazásával a móltömeget ismert módon csökkenteni lehet, ehhez előnyösen merkaptánokat, halogéntartalmú vegyületeket vagy más, gyököket átvivő anyagokat alkalmazunk. Ilyenek például az n-dodecil-merkaptán, a bután-l-ol vagy a dimer a-metil-sztirol.

A polimerizáció oldószereiként például aromás vegyületek, úgymint toluol, xilol; észterek, úgymint etilacetát, butil-acetát, etilglikol-acetát; éterek, mint butilglikol vagy etilglikol-éter; ketonok, mint aceton vagy metiletil-keton jönnek számításba. Az oldószereket adott esetben a polimer vízzel való hígítása előtt vagy után, desztillációval távolítjuk el, előnyösen vákuumban.

A gyökösen polimerizálható monomer-alapú kötőanyag molekulatömege előnyösen Mn (szám szerinti átlag) 500-50 000, különösen 1000-10 000. A hidroxilszám 15-300, előnyösen 30-170 mg KOH/g szilárd gyanta. A poláros illetve anionos csoportok mennyisége 5-400 milliekvivalens/100 g szilárd anyag, előnyösen 25-280.

Savas, vízzel diszpergálható poliuretángyantákat írnak le például a 41 24 453 számú NSZK-beli szabadalmi leírásban. így például olyan poliuretángyantákat írnak le, amelyeket két- vagy többértékű, telített lineáris vagy elágazó láncú alifás vagy cikloalifás polialkoholók és lineáris vagy elágazó, alifás, cikloalifás vagy aromás poliizicionátok, például diizocianátok és adott esetben lineáris vagy elágazó alifás vagy cikloalifás monoalkoholok reagáltatásával állítanak elő. Ionos csoportok bevitelére például kismolekulájú dialkoholok részeit visszük be reakcióval, amelyek anionos vagy anionképzésre alkalmas csoportokat, előnyösen egy karboxilcsoportot tartalmaznak.

A reakció 20-150 ’C hőmérsékleten zajlik le, adott esetben katalizátorok hozzáadásával; végezhetjük olvadékban vagy oldatban, közömbös száraz oldószerekkel. A reakciót lépésenként is végrehajthatjuk. A többértékű poliol mennyiségétől függően lineáris vagy elágazó molekulák képződnek. Alkoholfelesleg esetén hidroxilcsoportokat tartalmazó láncvégek jönnek létre.

A poliuretán-alapú poliolok OH-száma előnyösen 20-200. A savszám előnyösen 10-20, különösen előnyösen 25-150. A móltömeg szám szerinti átlagértéke (Mn) előnyösen 3000-200 000. Az A komponenshez alkalmazott, vízzel diszpergálható poliuretángyanta egy előnyös formájának szám szerinti átlagos móltömege 3000-50 000, OH száma 30-150 és savszáma 25-70. Különösen előnyösek a karboxilcsoportok, mint anionos csoporttá átalakítható szubsztituensek.

A találmány szerinti megoldásban poliolokként alkalmazható, hidroxilcsoport-tartalmú, anionos csoportokat tartalmazó poliésztereket írnak le a 32 13 160 és a 28 24 418 számú NSZK-beli, valamint a 3 053 783 számú USA-beli szabadalmi leírásban. A találmány szerint ezek lineáris vagy elágazó, olajmentes poliészterek, amelyek két- vagy többértékű, lineáris vagy el3

HU 212 473 Β ágazó, alifás vagy cikloalifás, telített polialkoholokon alapulnak, valamint lineáris vagy elágazó alifás, cikloalifás vagy aromás, két- vagy több-bázisú karbonsavakon, amelyek adott esetben lineáris vagy elágazó alifás monoalkoholokkal polikondenzáltak lehetnek.

Az alkoholok előnyösen 2-21 szénatomosak, a kétvagy több-bázisú karbonsavak előnyösen 5-10 szénatomosak. A polialkohol lehet például diói, úgymint

2,6-hexándiol, neopentilglikol, 2,2,4-trimetil-pentándiol 1,3- vagy l,4-bisz(hidroxi-metil)-ciklohexán. A dikarbonsav lehet például izoftálsav, tereftálsav, 1,3-ciklohexán-dikarbonsav vagy butil-izoftlásav. Alkalmazhatunk kismennyiségű trikarbonsavat vagy tri- vagy polialkoholokat elágazások kialakítására. Anionos csoportokat például járulékosan is beépíthetünk egy kismolekulájú diaikohollal való reagáltatással, amely tartalmaz egy anionképzésre alkalmas savcsoportot is, például szulfonsav-, foszforsav- vagy karboxilcsoportokat. Különösen előnyösek a karboxilcsoportok, amelyeket például dimetilol-propionsavval vihetünk be.

A poliészterek molekulatömegét diizocianátos reakcióval meg is növelhetjük. Adott esetben reaktív csoportokon, például OH-csoportokon keresztül további módosítások is végrehajthatók.

A találmány szerint alkalmazható poliészterek molekulatömege (szám szerinti átlag, Mn) előnyösen 1500-15 000, különösen előnyösen 2000-6000. Az OH-szám előnyösen 20-200, különösen előnyösen 40150. A savszám előnyösen 20-150.

A poliészterek előállítását ismert eljárással végezzük; előnyös a lépésekben végrehajtott reakció. Dolgozhatunk például azeotróp eljárással vagy olvadékban. A reakcióhőmérséklet például 150-240 ’C között van. A kívánt végső érték elérése után a poliésztert jó feldolgozási viszkozitás elérésére adott esetben oldószerrel hígítjuk.

A poliészterek tulajdonságait alkalmazott dikarbonsavakon vagy polialkoholokon keresztül befolyásolhatjuk. így a hosszabb láncú alifás alkoholok növelik a poliészter flexibilitását, az aromás karbonsavak csökkentik az elaszticitást. Az elágazőság mértékét a trikarbonsavak mennyiségén keresztül befolyásolhatjuk. A poláros csoportok, például OH-csoportok, étercsoportok, uretáncsoportok vagy ionos csoportok részaránya határozza meg a kötőanyag vízben való diszpergálhatóságát.

A találmány szerint a kötőanyagokban alkalmazható A) poliolok a jelenlevő ionos csoportok legalább egy részének semlegesítése után további emulgeátor alkalmazása nélkül átvihetők vizes fázisba. A kapott vizes rendszerek lehetnek valódi oldatok, kolloid diszperz rendszerek vagy diszperziók. Adott esetben az előállítás módjától függően csekély mennyiségben szerves oldószermaradékot tartalmazhatnak, illetve ilyeneket hozzáadhatunk a tulajdonságok - úgymint az oszlás vagy a jobb diszpergálhatóság befolyásolására. A vizes fázisba való átvitelt elősegíthetjük például a hőmérséklet növelésével. Lehetséges azonban a szerves oldószerek desztillációval való eltávolítása is vizes diszperziókból.

A találmány szerint alkalmazható F) térhálósítószerkomponens poliizocianátokat tartalmaz, amelyek átlagosan molekulánként legalább 2 szabad izocianátcsoportot tartalmaznak. Ilyen típusú poliizocianátokat ismertetnek például a 0 358 979 számú európai szabadalmi leírásban. Ebben a leírásban szerves poliizocianátokról van szó, például diizocianátokról alifásán, cikloalifásan és/vagy aromásán kötött szabad izocianátcsoportokkal; ezek a vegyületek szobahőmérsékleten, adott esetben oldószerek hozzáadásával folyékonyak.

A teljes poliizocianát-komponens viszkozitása 23 ’C-on 50-10 000, előnyösen 50-1000 mPas. Ha szükséges, különböző poliizocianátokat összekeverhetünk egymással. Hasonlóan adagolhatunk közömbös oldószert is bizonyos részarányban, hogy a viszkozitást a megadott határok közötti értékre csökkentsük. Előnyösen olyan oldószereket adagolunk, amelyek vízzel részben elegyednek.

Alkalmazható poliizocianátok például az ismert, lakkiparban szokásos poliizocianátok, úgymint például a hexametilén-diizocianát (HDI), az izoforon-diizocianát (IPDI), a toluol-diizocianát (TDI), valamint a tetrametil-xililén-diizocianát (TMXDI). Ezeket a diizocianátokat ismert eljárásokkal oligomerekké alakíthatjuk, amelyekben például biuret-, uretán-, uretdion- vagy izocianurát-csoportok vannak. Rövidszénláncú alkoholokkal, úgymint trimetilol-propánnal például szintén reagáltathatjuk őket. Előnyösen HDI-alapú vagy a HDI megfelelő ciklusos trimerjén alapuló, biuretcsoportokat tartalmazó poliizocianátokat alkalmazunk. Hasonlóan előnyös a TMXDI-alapú oligomerek alkalmazása. Az izocianátokat alkalmazhatjuk külön vagy keverékben. A funkcionalitás általában 2 vagy afölött van.

A találmány szerinti B) komponensként alkalmazható klórozott poliolefinek (CPO) a kereskedelemben kapható termékek, például klórozott polietilén, klórozott polipropilén, klórozott polietilén/polipropilén kopolimer, vagy ezek keverékei. A klórozott poliolefinek klórozottsági foka 15-45 t%, és általában szerves oldószerben feloldva állnak rendelkezésre. Alkalmazhatók azonban vizes diszperzió formájában is. Előnyösen 700-70 000 átlagos móltömegű (szám szerinti átlag molekulatömeg, Mn) klórozott poliolefint alkalmazunk.

A találmány szerinti bevonószerek előállíthatók klórozott poliolefinek vizes emulzióiból kiindulva. Ezeket a vizes emulziókat például a B) klórozott poliolefin oldószertartalmú formájából az A) vízzel hígítható poliolkomponenssel (részben vagy egészben), valamint adott esetben vízzel és/vagy aromás oldószenei közvetlenül előállíthatunk. Emellett az A) poliolkomponens kötőanyagként is jelen lehet, és a további alkotórészekkel együtt vízzel diszpergálható vagy kiindulhatunk egy vizes polioldiszperzióból is. Ezt a komponenseknek egy ismert diszpergáló aggregáttal végzett összekeverésével készíthetjük, adott esetben egy előemulziót tovább kezelhetünk diszpergáló berendezésekkel, például rotor-stator keverővei, gyorsjárású keverő aggregáttal, úgymint szárnyas keverőaggregát, ultrahangos keverő vagy nagynyomású homogenizátorok. Ennél az eljárási módnál emulgeátorok nélkül dol4

HU 212 473 Β gozhatunk. Kiindulhatunk oldószer nélküli CPO-porokból is, ekkor a szükséges aromás oldószer mennyiséget a vízzel együtt adagoljuk.

A találmány szerinti bevonószerek előállítása során úgy járunk el, hogy először egy a bevonószer A)-D) alkotórészeit a megadott mennyiségekben tartalmazó vizes emulziót készítünk úgy, hogy egy vagy több klórozott poliolefint, amelyek klórozottsági foka 15-35 t%, egy vagy több aromás oldószerrel együtt a megadott mennyiségben adott esetben feloldunk, és a vízzel hígítható poliolkomponenssel a megadott mennyiségben összekeverjük, mimellett a vízzel hígítható poliolkomponens már vízzel hígított formában is rendelkezésre állhat, vagy a keveréket ezt követően vízbe tesszük, és emulgeátoradalék nélkül egy diszpergálóberendezésben homogenizáljuk, majd a kapott A)-D) alkotórészeket tartalmazó emulziót a bevonószer többi alkotórészeivel összekeverjük.

Oldószerként alkalmazhatunk szerves oldószereket 100-160 ’C forrástartománnyal, különösen aromás oldószereket, mint például toluol, xilol vagy ezek keverékei.

A bevonószerek előállításához alkalmazott emulziókban előnyösen 10-100 t%-ban egy vagy több aromás oldószer van, amelyek forrástartománya 100-160 ’C, amint például azt fent megadtuk. A CPO mennyisége például 5-70 t% lehet, mindig a poliolkomponensre vonatkoztatva. Az emulziók alatt tárolás során stabil termékeket értünk, amelyek nem mutatnak fázisszétválást, és közvetlenül továbbfeldolgozhatók a találmány szerinti bevonószerekké, például közvetlenül hozzáadva a bevonószer-készítményhez illetve annak egyik vagy mindkét komponenséhez.

A leírt módon előállított emulziókat közvetlenül fehasználhatjuk a találmány szerinti bevonószerek előállítására. Az is lehetséges, hogy a bevonószerekben más klórozott poliolefinek diszperzióit is alkalmazzuk. Klórozott poliolefinek (CPO) diszperzióit ismertetik például a nyilvánosságra még nem hozott P 41 31 127 számú NSZK-beli szabadalmi leírásban. Itt vizes, aromás oldószert tartalmazó CPO-diszperziókról van szó, amelyek egy anionos emulgeátort tartalmaznak. Aromás oldószerként ugyanazokat alkalmazhatjuk, amelyeket fent említettünk. A szerves oldószertartalom például 15-50 t%. A leírt vizes, oldószertartalmú CPOdiszperziókat por, zagy vagy szerves oldat formájában jelenlevő CPO diszpergálásával állítjuk elő, vízben, növelt hőmérsékleten.

Úgy a polioltartalmú emulziónál, mint a leírt kötőanyagmentes emulziónál először készíthetünk egy előemulziót, amelyet adott esetben vízzel, további szerves oldószerrel, vagy adalékanyagokkal a kívánt szilárdanyag-tartalomra állítunk be, és egy további homogenizálásnak vetjük alá. A kapott diszperziókat a részecskék méretének jó eloszlása jellemzi a vizes fázisban. A diszperziókat adott esetben közvetlenül hozzáadhatjuk a bevonószer-készítményhez, illetve annak egy vagy mindkét komponenséhez.

A találmány szerinti bevonószerek tartalmazhatnak egy bizonyos részarányban további vízoldható E) kötőanyagot, amelyek a bevonószer kikeményedéséhez szükséges körülmények között lényegében nem tartalmaznak az izocianátokkal térhálósodó reaktív csoportokat, így például vízzel hígítható poliuretángyanták vagy akrilátgyanták vagy poliésztergyanták. Ezeket előnyösen vizes polimerdiszperziók alakjában alkalmazzuk; hozzákeverjük az A) komponens polioljához. Az ilyen típusú kötőanyagok részaránya legfejlebb 75 t% a reaktív, filmképző poliolra számítva.

A találmány szerinti bevonószerek tartalmazhatnak továbbá a lakkiparban szokásos adalékanyagokat, mint például habzásgátlőkat, nedvesítőszereket, sűrítőket, lyukképződést gátló szereket, az egyenletes eloszlást segítő szereket, fényvédő szereket vagy katalizátorokat. A beadagolt anyagoknak a bevonószerrel illetve annak komponenseivel, amelyekbe belekeverjük, öszszeférhetőknek kell lenniük, vagy tárolás közben stabil készítményt kell képezniük. Ha a szükséges oldószer mennyiségét nem növeljük a CPO-emulzió vagy a kötőanyag mennyisége fölé, akkor a bevonószerhez további szerves oldószert is adagolhatunk. A lakkiparban szokásos oldószereket, elsősorban aromás oldószereket adagolhatunk, amelyek szakember számára kézenfekvőek. A teljes mennyiség 5—401%.

A találmány szerinti bevonószerek tartalmazhatnak továbbá szerves és/vagy szervetlen pigmenteket és/vagy töltőanyagokat, így például szerves vagy szervetlen színes pigmenteket, hatáspigmenteket, mint fémpigmentek, csillogó pigmentek, alumínium-szilikátot, titán-dioxidot, bárium-szulfátot, finomszemcsés kovasavat, valamint korrózióvédő pigmenteket. Térhálósított szerves, szemcsés polimereket is alkalmazhatunk töltőanyagként. A pigmentek és/vagy töltőanyagok előnyösen többé-kevésbé 15 gm szemcsefinomságúak. Ezt a pigment őrlésével érhetjük el segédanyagokban, például paszta- vagy nedves gyantákban. A pigment diszpergálására szolgáló eljárások a szakirodalomban le vannak írva és szakember számára kézenfekvőek.

A találmány szerinti bevonószerek előállítására a filmképző gyanták vizes fázisba átvitt formában állnak rendelkezésre. Emellett ezeket adott esetben az átvitel előtt vagy után teljes egészükben vagy részlegesen semlegesíteni kell, hogy stabil vizes emulziót kapjunk. A kötőanyagkomponensben benne van az oldószertartalmú CPO-készftmény, akár mint vizes, oldószertartalmú diszperzió vagy mint emulgeált szerves oldat, valamint adott esetben további nem reaktív vizes kötőanyagok. Ebben a komponensben továbbá adott esetben adalékanyagok és/vagy pigmentek, valamint töltőanyagok is jelen lehetnek. Ha a pigmenteket közvetlenül a vizes kötőanyagkeverékben diszpergáljuk, vigyázni kell arra, hogy az őrölési százalék ne befolyásolja hátrányosan a diszperzió stabilitását. Egyébként már megőrölt vizes pigmentkészítményeket, például úgynevezett pigmentpasztákat is keverhetünk a kötőanyagdiszperzióhoz.

A találmány szerinti kétkomponensű bevonószerek második komponense tartalmazza az F) poliizocianátot. Ebben az alkotórészben lehetnek további adalékanyagok, például habzásgátlók, lakktechnikai hatások

HU 212 473 B elérésére, valamint pigmentek is. Az is lehetséges, hogy ebbe a komponensbe is bedolgozzuk a CPO legalább egy részét. Arra vigyázni kell, hogy a poliizocianátokhoz csak olyan alkotórészeket adjunk, amelyek reaktív csoportjai a reaktív izocianátcsoportokkal nem tudnak reakcióba lépni. Adott esetben a komponensek viszkozitása közömbös oldószerek adagolásával beállítható.

A kész bevonószert úgy kapjuk, hogy a poliizocianát-komponenst a kötőanyag komponens vizes diszperziójában diszpergáljuk. Ennek során a mennyiségeket úgy választjuk meg, hogy a reaktív NCO-csoportoknak az OH-csoportokhoz viszonyított számaránya 0,5:1-5:1, előnyösen 0,8:1-2:1 legyen. Vigyázni kell arra, hogy a komponenseket jól összekeverjük.

A találmány szerinti bevonószerek egy előnyös kiviteli alakja a következőket tartalmazza:

10-401% kötőanyag és térhálósítószer

0,5-71% CPO

5-301% aromás oldószer

0-251% pigmentek/töltőanyagok

0-15 t% további kötőanyagok, valamint

25-75 t% víz.

Az alkalmazási módtól függően a bevonószert vízzel megfelelő viszkozitásúra állíthatjuk be. A pigmentek és töltőanyagok fajtáját és mennyiségét az alkalmazási célnak megfelelően választjuk meg. így alapozások esetében a pigmenttartalom magasabb tartományban van, fedőlakk-bevonatként való alkalmazásnál a pigmentmennyiség többnyire a csekély mennyiségi tartományba esik, és színes pigmenteket vagy hatáspigmenteket választunk, átlátszó lakként való alkalmazásnál egyáltalán nem adagolunk színes pigmenteket, adagolhatunk azonban átlátszó pigmenteket.

A találmány tárgyát képezi továbbá egy eljárás egyrétegű lakkbevonatok előállítására, vagy alapozó lakkrétegek előállítására többrétegű lakkozásnál; ennek során a találmány szerinti bevonószert ismert módon felvisszük a szubsztrátra, majd a bevonószert térhálósítjuk.

A találmány szerinti bevonószerekhez szubsztrátként minden fém- vagy műanyagszubsztrát megfelelő; különösen jól alkalmazhatók a műanyagszubsztrátok. Ilyenek például a módosított vagy nem módosított poliolefinek, különösen a polietilén vagy a polipropilén, polikarbonátok, poliamidok, ABS-polimerek, poliuretánok vagy poliészterek. Különösen előnyös a poliolefin-szubsztrátok alkalmazása.

A felvitelt ismert eljárásokkal hajtjuk végre, így például felkenéssel, gördítéssel, rászórással vagy fluidizációval. A felvitel történhet közvetlenül a megtisztított szubsztrátra, tapadó alapozás nem szükséges. A rétegvastagság előnyösen 5-75 pm. Meglepő módon nagyobb rétegvastagságnál is jó, sima, csomóktól és tűhibáktól mentes felületet kapunk.

A bevonószer térhálósítását például 10-120 ’C, előnyösen 40-100 ’C hőmérsékleten végezzük. Eközben a térhálósodási sebességet adott esetben egy szokásos katalizátor hozzáadásával befolyásolhatjuk. Adott esetben az is lehetséges, hogy a bevonószer felvitele után először egy levegőztetési fázist iktassunk be alacsonyabb hőmérsékleten, és ezután kezdjük el a térhálósítást melegítéssel. A bevonószer térhálósítási hőmérsékletét a szubsztrát hőérzékenységétől függően választhatjuk meg.

A térhálósítás után homogénen bevont szubsztrátokat, például műanyag szubsztrátokat kapunk, a film és az alap között jó tapadással. A felszín vastag rétegek esetében is sima és hibamentes. Átlakkozás után a tapadás jó. Igen vastag rétegeket is fel lehet vinni anélkül, hogy hibák, például csomók vagy futások lépnének fel a filmfelszínben. A lakkozott tárgy mechanikai tulajdonságai, például ütésállósága nem romlik, különösen fontos, hogy még hidegben sem. A bevonószerek különösen alkalmasak alaplakkrétegként való alkalmazásra többrétegű lakkozásnál. Az így kapott bevonatokra felvihetünk egy vagy több további bevonatot, például átlátszó lakkbevonatokat, kőütésálló bevonatokat vagy alap/fedőlakk bevonatokat. Az így kapott többrétegű bevonatok jól tapadnak a szubsztráthoz és hidegben mutatott elaszticitásuk jó. Járulékos tapadási primer nélkül alkalmazhatók. Egy további előnyös kiviteli alak az egyrétegű fedőlakként való alkalmazás. A találmány szerinti bevonószerek különösen műanyagrészek lakkozására alkalmasak az autó- vagy az alkatrésziparban. Alkalmazhatók azonban más, különösen hőérzékeny műanyag szubsztrátok bevonására is.

A találmány szerinti megoldást a következő nem korlátozó példákkal szemléltetjük közelebbről.

/. példa

Egy klórozott, 15 t% klórtartalmú, polipropilén 25 t%-os xilolos oldatának 29 t%-át hozzákeverjük egy akrilátgyanta 0 358 979 számú európai szabadalmi leírás G példája szerinti) 26,5 t%-os diszperziójának 66 t%-nyi mennyiségéhez és 5 t% vízhez. A keveréket szárnyas keverővei 23 ’C-on körülbelül 9000 ford/perc sebességgel és excentrikus keverési geometriát alkalmazva alaposan homogenizáljuk. Ennek során a diszpergálandó anyagban nem szabad holtzónáknak képződniük. Lassan beadagoljuk a CPO-oldatot (sziláradanyag tartalom: 25 t%).

2. példa

Egy vizes PU-diszperzió (40 00 889 számú nyilvánosságra hozott NSZK-beli szabadalmi leírás szerinti) 50 t%-nyi mennyiségét (szilárdanyag tartalom 35 t%) összekeverjük 14 t%-nyi vízzel és lassan hozzákeverjük egy klórozott, 18 t% klórtartalmú polipropilén 25 t%-os xilolos oldatának 26 t%-nyi mennyiségét. A keveréket szárnyas keverővei 23 ’C-on körülbelül 9000 ford/perc sebességgel, excentrikus keverési geometriával alaposan homogeniználjuk. Eközben nem szabad a diszpergálandó anyagban holtzőnáknak képződniük (szilárdanyag tartalom körülbelül 24 t%). A kapott vizes, oldószertartalmú emulzió tárolás közben stabil és bevonószerekké dolgozható fel.

3. előállítási példa

Egy vizes akrilátgyanta (a 0 358 979 számú európai szabadalmi leírás F példája szerinti, szilárdanyag tarta6

HU 212 473 B lom körülbelül 28 t%) 34,5 t%-nyi mennyiségét összekeverjük 4,0 t% teljesen sómentesített vízzel és egy előkeverékkel, amely 0,15 t% kereskedelemben kapható akrilát sűrítőszerből (Acrysol RM 8) és 0,95 t% vízből áll. Hozzáadunk 0,15 t% kereskedelemben kapható ionos emulgeátort és 0,15 t% habzásgátlót, és homogenizáljuk. Ebben a keverékben egymás után diszpergálunk 17,4 t% titán-dioxidot, 3,8 t% talkumot és 0,05 t% kormot. Miután a viszkozitást körülbelül

1,75 t% vízzel beállítottuk, a keveréket 30 percig gyöngymalomban őröljük.

Ehhez a keverékhez lassan hozzákeverünk egy a P 41 31 127 számú NSZK-beli szabadalmi leírás szerinti stabil emulziót, amely egy kereskedelemben kapható CPO (szilárdanyag 25 t%, xilolban) 9,65 t%-nyi mennyiségét, egy alkil-szulfonát-alapú emulgeátor 0,65 t%-nyi mennyiségét és 9,0 t% teljesen sómentesített vizet tartalmaz. Tárolás közben stabilis, vizes CPO/xiloltartalmú komponenst kapunk.

4. előállítási példa

Egy vizes akrilátgyanta (a 0 358 979 számú európai szabadalmi leírás F példája szerinti, szilárdanyag tartalom körülbelül 28 t%) 32,35 t%-nyi mennyiségét öszszekeverjük 3,9 t% teljesen sómentesített vízzel és egy előkeverékkel, amely 0,15 t% kereskedelemben kapható akrilát sűrítőszerből (Acrysol RM 8) és 0,95 t% vízből áll. Hozzáadunk 0,15 t% kereskedelemben kapható ionos emulgeátort és 0,15 t% habzásgátlót, és homogenizáljuk. Ebben a keverékben egymás után diszpergálunk 16,3 t% titán-dioxidot, 3,6 t% talkumot és 0,051% kormot. Miután a viszkozitást körülbelül 1,6 t% vízzel beállítottuk, a keveréket 30 percig gyöngymalomban őröljük.

Ehhez a keverékhez lassan hozzákeverünk egy stabil emulziót, amely egy kereskedelemben kapható CPO (szilárdanyag 25 t%, xilolban) 15,1 t%-nyi mennyiségét, egy alkil-szulfonát-alapú emulgeátor 1 t%-nyi mennyiségét és 14,1 t% teljesen sómentesített vizet tartalmaz. Tárolás közben stabilis, vizes CPO/xiloltartalmú komponenst kapunk.

5. előállítási példa

Egy 1. példa szerinti emulzió 55 t%-nyi mennyiségét összekeverjük egy előkeverékkel, amely egy kereskedelemben kapható akrilát sűrítőszer 0,15 t%-nyi és víz 0,95 t%-nyi mennyiségét tartalmazza. Hozzáadunk 0,1 t% kereskedelemben kapható ionos emulgeátort és 0,2 t% habzásgátlót, és homogenizáljuk. Ebben a keverékben egymás után diszpergálunk 17 t% titán-dioxidot, 3,8 t% talkumot és 0,05 t% kormot. Miután a viszkozitást körülbelül 1,5 t% vízzel beállítottuk, a keveréket 30 percig gyöngymalomban őröljük.

6. példa

A 3. példa szerinti komponens 82,2 t%-nyi mennyiségéhez hozzáadjuk egy 4,65 t%-os alifás szénhidrogén-keverék oldat 11,2 l%-nyi mennyiségét és oligomer biuret- és izocianurát-csoportokat tartalmazó, 22 t% NCO-tartalmú HDI-kondenzációs termékek keverékének 6,65 t%-nyi mennyiségét, és homogénre keverjük. Ezután a felviteli viszkozitást 6,6 t% vízzel beállítjuk.

7. példa

A 4. példa szerinti komponens 89,4 t%-nyi mennyiségéhez hozzáadjuk egy 3,0 t%-os alifás szénhidrogén-keverék oldat 9,3 t%-nyi mennyiségét és oligomer biuret- és izocianurát-csoportokat tartalmazó, 22 t% NCO-tartalmú HDI-kondenzációs termékek keverékének 6,3 t%-nyi mennyiségét, és homogénre keverjük. Ezután hozzákeverünk 1,3 t% oldószert és a felviteli viszkozitást beállítjuk.

8. példa

Az 5. példa szerinti komponens 80,4 t%-nyi menynyiségéhez hozzáadjuk oligomer biuret- és izocianurátcsoportokat tartalmazó, 22 t% NCO-tartalmú HDIkondenzációs termékek keverékének 6,3 t%-nyi mennyiségét, és homogénre keverjük. Ezután 13,65 t% vizet adunk hozzá a felviteli viszkozitás beállítására.

Az alaphoz tapadás vizsgálata

A kapott alapozó bevonószereket rászórással felvisszük egy zsírmentesített műanyag szubsztrátra (Hostalen PPX 653, gyártja Hoechst AG, NSZK) körülbelül 25 μιη szárazfilm-vastagságban. A filmet 15 perces levegőztetés után 15 percig szántjuk 80 °C-on. Ezután következhet egy a kereskedelemben kapható további lakk rétegének felvitele.

Lakkréteg: 25 μπι 2 komponensű alapozás a 6-8. példák szerinti készítménnyel μπι kereskedelemben kapható, vizes bázisú lakk (Diamanstsilber 65 120, Herberts GmbH) μπι keresekedelemben kapható, kétkomponensű poliuretán átlátszó lakk (47891, Herberts GmbH).

A nedves légrétegnek való ellenállás vizsgálata (DIN 50 017, kondenzvíz vizsgálati körülmények, tapadás a következő réteghez) és az elaszticitás nyújtótesztben (DIN 51 152 vagy ISO 6860, kötődés a szubsztráthoz) még -20 °C-on is jó eredményt ad.

A 4. példával analóg módon elvégeztünk egy összehasonlító kísérletet a bevonószerben CPO-polimer alkalmazása nélkül. A kísérlet lényegesen rosszabb eredményt adott a tapadási vizsgálatban.

9. példa

Egy vizes akrilátdiszperzió (Bayhydrol VPLS 2940, sziláranyag tartalom 301%) 36,9 t%-nyi mennyiséget keverés közben elegyítjük 7,41% teljesen sómentesített vízzel, 1,3 t% kereskedelemben kapható akrilát sűrítőszerrel, 0,15 t% kereskedelemben kapható emulgeátorral és 0,25 t% kereskedelemben kapható habzásgátlóval, majd a keverékhez hozzáadunk 22,21% titán-dioxidot. A keveréket homogénre keverjük és gyöngymalomban megőröljük. Ehhez a keverékhez hozzáadjuk egy a kereskedelemben kapható CPO (20 t%-os xilolos oldat) 25,21%nyi mennyiségét és homogenizáljuk.

A kapott kötőanyagkeverékhez hozzáadjuk egy kereskedelemben kapható, oligomer HDI-kondenzációs

HU 212 473 Β termékeket tartalmazó, 22 t%-os NCO-tartalmú keverék 6,6 t%-nyi mennyiségét és homogénen elkeverjük. Kevés vízzel a kiszórási viszkozitásra állítjuk be.

A kapott fedőlakk-bevonószert rászórással felviszszük egy zsírmentesített műanyag szubsztrátra körülbelül 40 μπι szárazfilm vastagságban. A filmet 15 perc levegőztetés után 15 percig szárítjuk 80 °C-on.

Az elaszticitást nyújtótesztben (ISO 6860 vagy DIN 53 152) vizsgáljuk.

A szubsztráthoz való tapadás jó.

A szubsztráthoz való tapadás érzékelhetően jobb, mint abban az összehasonlító kísérletben, amit CPOoldat nélkül hajtottunk végre.

Claims (13)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Poliol-alapú vizes bevonószer, amely kétkomponensű rendszer, és egy vagy több, ionos vagy ionossá alakítható csoportokat tartalmazó poliolt, pigmenteket, töltőanyagokat és/vagy további, a lakkiparban szokásos adalékanyagokat tartalmaz, azzal jellemezve, hogy összetétele a következő:

   A) 10-40 tömeg%-ban egy vagy több poliol, amely(ek) móltömeg átlagszáma (M_n) 500-200 000, OH száma 15-300 mg KOH/g sziláid gyanta, ionos csoport és/vagy ionos csoporttá alakítható csoport tartalma 5400 milliekvivalens/100 g szilárd gyanta, amely csoportok legalább részben semlegesített formában vannak jelen, mimellett az ionos csoportok előnyösen anionosak,

   B) 0,5-10 t%-ban egy vagy több klórozott poliolefin, amely(ek)nek klórozottsági foka 15-35 t%,

   C) 5—40 t%-ban egy vagy több szerves oldószer, amely(ek) forrástartománya 100-160 °C,

   D) 25-75 t%-ban víz,

   E) 0-30 t%-ban egy vagy több további, vízzel hígítható kötőanyag, amely NCO-reaktív csoportmentes, mimellett az A)-E) komponensek együttesen 100 t%-ot tesznek ki, és

   F) egy vagy több poliizocianát, amely(ek) átlagosan legalább két szabad izocianátcsoportot tartalmaznak molekulánként, oly módon, hogy a reaktív izocianátcsoportoknak a poliol OH-csoportjaihoz viszonyított számaránya 0,5:1-5:1, mimellett a kétkomponensű rendszer egyik komponense a poliolokat, a másik komponense a poliizocianátokat tartalmazza.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti bevonószer, azzal jellemezve, hogy az A) komponens anionos és/vagy anionosság alakítható szubsztituenseket tartalmaz.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti bevonószer, azzal jellemezve, hogy a poliol gyökösen polimerizálható, olefinesen telítetlen monomereken alapul, amelyek OH száma 15-300 és savszáma 2-250.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti bevonószer, azzal jellemezve, hogy a poliol egy 20-200 OH számú és 10-200 savszámú poliuretángyanta.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti bevonószer, azzal jellemezve, hogy a poliol egy 20-200 OH számú és 10-150 savszámú poliészter.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti bevonószer, azzal jellemezve, hogy emulgeálószerektől teljesen vagy lényegében mentes.
7. 7. Eljárás az 1-6. igénypontok bármelyike szeirnti bevonószer előállítására, azzal jellemezve, hogy először egy a bevonószer A)-D) alkotórészeit a megadott mennyiségekben tartalmazó vizes emulziót készítünk úgy, hogy egy vagy több klórozott poliolefint, amelyek klórozottsági foka 15-35 t%, egy vagy több aromás oldószerrel együtt a megadott mennyiségben adott esetben feloldunk, és a vízzel hígítható poliolkomponenssel a megadott mennyiségben összekeverjük, mimellett a vízzel hígítható poliolkomponens már vízzel hígított formában is rendelkezésre állhat, vagy a keveréket ezt követően vízbe tesszük, és emulgeátoradalék nélkül egy diszpergálóberendezésben homogenizáljuk, majd a kapott A)-D) alkotórészeket tartalmazó emulziót a bevonószer többi alkotórészeivel összekeverjük.
8. 8. Eljárás egyrétegű lakkbevonatok előállítására, vagy alapozó lakkréteg előállítására többrétegű lakkozásnál, azzal jellemezve, hogy az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti, a 10. igénypont szerint előállítható bevonószert ismert módon felvisszük a szubsztrátra, majd a bevonószert térhálósítjuk.
9. 9. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az egyrétegű lakkozást vagy az alapozó lakkréteget közvetlenül visszük fel a belakkozandó műanyag szubsztrátumra előzetes alapozás nélkül.
10. 10. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a bevonószert alapozórétegként visszük fel a műanyag szubsztrátra.
11. 11. A 8-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szubsztrátként poliolefineket vagy módosított poliolefineket alkalmazunk.
12. 12. A 8-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a bevonószer felvitele után 20-100 °C-on szárítunk.
13. 13. A 8-12. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy teherjárműveket vagy azok részeit lakkozzuk.