RU2773667C2 - Low temperature cure coate compositions suitable for dip application - Google Patents

Low temperature cure coate compositions suitable for dip application Download PDF

Info

Publication number
RU2773667C2
RU2773667C2 RU2020107448A RU2020107448A RU2773667C2 RU 2773667 C2 RU2773667 C2 RU 2773667C2 RU 2020107448 A RU2020107448 A RU 2020107448A RU 2020107448 A RU2020107448 A RU 2020107448A RU 2773667 C2 RU2773667 C2 RU 2773667C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coating
organic
groups
coating agent
aqueous composition
Prior art date
Application number
RU2020107448A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020107448A (en
RU2020107448A3 (en
Inventor
Аляксандр ФРЕНКЕЛЬ
Рон АЙЛИНГХОФФ
Мартин ДРОЛЛЬ
Original Assignee
Хеметалл Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хеметалл Гмбх filed Critical Хеметалл Гмбх
Priority claimed from PCT/EP2018/069840 external-priority patent/WO2019020534A1/en
Publication of RU2020107448A publication Critical patent/RU2020107448A/en
Publication of RU2020107448A3 publication Critical patent/RU2020107448A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2773667C2 publication Critical patent/RU2773667C2/en

Links

Abstract

FIELD: anti-corrosion coatings.
SUBSTANCE: invention can be used for applying anti-corrosion coatings. The aqueous composition of the coating agent contains particles of an isocyanate-reactive polymer with an average particle size of 10 to 1000 nm, a polyisocyanate blocked by ketoxime and/or pyrazole containing an aromatic or cycloaliphatic hydrocarbon residue, a polyanionic polymer, a complex fluoride and an aminosilane. Complex fluoride is a hexa- or tetrafluoride of metals IVb, Vb and VIb of groups of the periodic system of elements. The aqueous composition of the coating agent has a pH value of 3 to 5 and a total solids content of 5 to 35% by weight. Also proposed are a method for manufacturing an aqueous composition of a coating agent, a method for coating a surface of a substrate releasing metal ions, and a coating.
EFFECT: providing easy-to-apply aqueous solution coating compositions without the use of electric current, which are corrosion resistant and uniform.
22 cl, 4 tbl, 16 ex

Description

Изобретение относится к отверждаемым при низких температурах композициям покровного средства для покрытия поверхностей, в частности, в способе нанесения лакокрасочных покрытий погружением, к способу их нанесения и отверждения без наложения тока, а также к соответствующему покрытию, изготовленному из композиции покровного средства.The invention relates to low-temperature curable coating compositions for coating surfaces, in particular in the method of applying dip coatings, to a method for applying and curing them without applying current, as well as to a corresponding coating made from a coating composition.

Существует множество способов изготовления однородных покрытий, в частности, на металлических поверхностях, с помощью способов погружения. При этом для изготовления, в частности, антикоррозионных покрытий (преимущественно состоящих из органической матрицы и/или органических и/или неорганических добавочных компонентов) используют предпочтительно описанные в дальнейшем способы.There are many ways to produce homogeneous coatings, in particular on metal surfaces, using dipping methods. In this case, for the production, in particular, of anti-corrosion coatings (mainly consisting of an organic matrix and/or organic and/or inorganic additive components), the methods described below are preferably used.

Классические методы основаны на использовании реологических свойств применяемых составов для достижения целостного покрытия соединенной детали. Хотя посредством непрерывного вращения соответствующей детали после процесса погружения можно уменьшить скопление материала покрытия в критических местах, с помощью этого метода невозможно получить полностью однородное покрытие. Кроме того, в местах с более высокими долями покрытия во время процесса сушки и/или процесса сшивания могут возникать такие дефекты, как образование пузырьков и закипание, которые ухудшают качество всего покрытия.Classical methods are based on the use of the rheological properties of the compositions used to achieve an integral coating of the connected part. While it is possible to reduce buildup of coating material at critical locations by continuously rotating the relevant part after the dipping process, it is not possible to obtain a completely uniform coating using this method. In addition, in areas with higher coverage rates, defects such as bubbling and boiling may occur during the drying process and/or the crosslinking process, which degrade the quality of the entire coating.

Электрофоретические способы позволяют избежать этой проблемы благодаря использованию электрического тока для осаждения равномерного покрытия в способе нанесения лакокрасочных покрытий погружением. С помощью этого способа удается создавать однородные покрытия на металлических деталях. Осажденные покрытия проявляют исключительно хорошую адгезию в мокром состоянии с металлической подложкой. Без отслаивания покрытия деталь можно обрабатывать в последующей стадии промывания. Это приводит к тому, что вышеупомянутые труднодоступные места на детали освобождаются от избыточного раствора для покрытий и таким образом в процессе сушки не могут возникать никакие дефекты. Недостатком этой технологии является то, что наряду с количеством электрической энергии и помимо необходимых специальных ванн для погружения, которые приводят к увеличению затрат, также обнаруживаются так называемые краевые потери, поскольку электрические поля на макроскопических краях создаются неоднородно, а края являются неравномерными и возможно также могут быть покрыты не полностью. Кроме того, при сборке деталей следует избегать полостей, поскольку в этих местах возникает эффект, сравнимый с явлением клетки Фарадея. Из-за уменьшения напряженности электрического поля, необходимого для осаждения, в таких участках на детали не может быть нанесено или нанесено только сильно уменьшенное покрытие посредством способа (проблема проникающей способности), что приводит к ухудшению качества покрытия. К тому же электрическое нанесение лакокрасочных покрытий погружением (ETL), такое как, например, катодное нанесение лакокрасочных покрытий погружением (KTL) имеет перечисленные в дальнейшем недостатки. Так, соответствующая ванна для погружения вместе со всеми электрическими и механическими устройствами начиная от регулирования температуры, энергоснабжения и электроизоляции, необходимых циркуляционных устройств и дополнительных устройств, вплоть до утилизации анолитной кислоты, которая образуется при электролитическом покрытии, и ультрафильтрации для вторичной переработки лаков, а также управляющих устройств, имеет очень дорогостоящую конструкцию. Управление процессом требует очень высокого уровня технических усилий, в том числе из-за высокой силы электрического тока и количества энергии, а также при выравнивании электрических параметров по объему ванны и при точной настройке всех параметров процесса, а также при обслуживании и очистке установки.Electrophoretic methods avoid this problem by using electric current to deposit a uniform coating in the dip coating process. Using this method, it is possible to create uniform coatings on metal parts. The deposited coatings exhibit exceptionally good wet adhesion to the metal substrate. Without peeling off the coating, the part can be processed in the subsequent washing step. This has the effect that the aforementioned hard-to-reach places on the part are freed from excess coating solution and thus no defects can occur during the drying process. The disadvantage of this technology is that, in addition to the amount of electrical energy and in addition to the necessary special immersion baths, which lead to increased costs, so-called edge losses are also detected, since the electric fields at the macroscopic edges are generated non-uniformly, and the edges are uneven and possibly also can not be completely covered. In addition, when assembling parts, cavities should be avoided, since in these places an effect comparable to the Faraday cage phenomenon occurs. Due to the decrease in the electric field strength required for deposition, in such areas, the parts cannot be coated or only greatly reduced by the method (penetration problem), resulting in deterioration of the coating quality. In addition, electric dip painting (ETL), such as, for example, cathodic dip painting (KTL), has the following disadvantages. Thus, a suitable immersion bath, complete with all electrical and mechanical devices, ranging from temperature control, power supply and electrical insulation, necessary circulation devices and additional devices, up to the recovery of anolytic acid, which is formed during electroplating, and ultrafiltration for the recycling of varnishes, as well as control devices, has a very expensive design. The control of the process requires a very high level of technical effort, also due to the high electrical current and the amount of energy, as well as equalizing the electrical parameters across the volume of the bath and fine-tuning all process parameters, as well as maintaining and cleaning the plant.

Традиционные автофоретические способы, напротив, основаны на концепции без использования электрического тока, состоящей из воздействия травильным раствором на используемую поверхность подложки, при котором ионы металла отрываются от поверхности, и эмульсия коагулирует за счет концентрации ионов металла на образующейся границе раздела. Хотя эти способы не имеют вышеупомянутых ограничений электролитических способов в отношении эффекта клетки Фарадея, полученные в процессе покрытия после первой стадии активации должны быть закреплены в требующем больших затрат многостадийном способе погружения. Кроме того, воздействие травильным раствором приводит к неизбежному загрязнению активной зоны ионами металлов, которые должны быть удалены из зон. К тому же, метод основан на процессе химического осаждения, который не является саморегулирующимся и не может быть остановлен при необходимости, как это возможно, например, путем отключения электрического тока в электролитических способах. Таким образом, если металлические подложки остаются в активных зонах в течение более длительного периода времени, то неизбежно образование чрезмерно толстого слоя.Conventional autophoretic methods, in contrast, are based on a non-electrical concept consisting of exposing the substrate surface to be used with an etching solution, whereby metal ions are detached from the surface and the emulsion coagulates by concentrating the metal ions at the resulting interface. Although these methods do not have the aforementioned limitations of electrolytic methods with respect to the Faraday cage effect, the coatings obtained after the first activation stage must be fixed in a costly multi-stage dipping method. In addition, exposure to the pickling solution leads to the inevitable contamination of the active zone with metal ions, which must be removed from the zones. In addition, the method is based on a chemical deposition process, which is not self-regulating and cannot be stopped if necessary, as is possible, for example, by turning off the electric current in electrolytic methods. Thus, if the metal substrates remain in the cores for a longer period of time, an excessively thick layer is inevitable.

В заявке WO 2017/117169 А1 описаны отверждаемые при низкой температуре, самоосаждаемые покровные средства, которые могут быть отверждены с применением блокированных полиизоцианатов. Однако при использовании эти покровные средства не способны образовывать ионогенные гели, так что и механизм осаждения, и нанесенный слой покровные средства принципиально отличаются от настоящего изобретения.WO 2017/117169 A1 describes low temperature curable, self deposited coating agents which can be cured using blocked polyisocyanates. However, these coating agents are not capable of forming ionic gels in use, so that both the deposition mechanism and the deposited layer of the coating agents are fundamentally different from the present invention.

Задача настоящего изобретения состояла в том, чтобы обеспечить водную композицию покровного средства, которая стабильна при хранении, может быть легко изготовлена и ее можно осаждать без использования электрического тока на высвобождаемые ионы металлов поверхности, и при этом она образует однородные, в значительной степени закрытые и по существу гладкие покрытия с большей толщиной слоя и, в частности, не обладает недостатками приведенного выше известного уровня техники. Кроме того, водная композиция покровного средства должна быть термически отверждаемой и даже без катализаторов для реакций сшивания изоцианатов, в частности, без металлсодержащих катализаторов для реакций сшивания изоцианатов при как можно более низких температурах обжига (<200°С; 30 мин.) обеспечивать покрытия с высокой устойчивостью против коррозии, в частности, с низким проникновением в при испытании в соляном тумане. Другая задача состояла в том, чтобы обеспечить способ нанесения покрытий на поверхности подложек, высвобождающие ионы металлов, с использованием композиций покровного средства в соответствии с изобретением.The object of the present invention was to provide an aqueous coating composition that is storage stable, can be easily prepared, and can be deposited without the use of electric current on the released metal ions of the surface, and in doing so it forms a uniform, largely closed and substantially smooth coatings with greater layer thickness and in particular does not suffer from the disadvantages of the above prior art. In addition, the aqueous coating composition must be thermally curable and even without catalysts for isocyanate crosslinking reactions, in particular without metal catalysts for isocyanate crosslinking reactions at as low firing temperatures as possible (<200°C; 30 min.) to provide coatings with high corrosion resistance, in particular with low penetration in the salt spray test. Another object was to provide a method of coating substrate surfaces releasing metal ions using coating compositions according to the invention.

Задача в соответствии с изобретением может быть решена с помощью обеспечения водной композиции покровного средства, содержащей:The problem according to the invention can be solved by providing an aqueous coating composition containing:

- по меньшей мере один вид частиц органического полимера со средним размером частиц от 10 до 1000 нм, включающего изоцианат-реакционноспособные полимеры (А), предпочтительно состоящего из изоцианат-реакционноспособных полимеров (А),- at least one type of organic polymer particles with an average particle size of 10 to 1000 nm, comprising isocyanate-reactive polymers (A), preferably consisting of isocyanate-reactive polymers (A),

- один или несколько блокированных кетоксимом и/или пиразолом полиизоцианатов (В), содержащих по меньшей мере один ароматический углеводородный остаток или по меньшей мере один циклоалифатический углеводородный остаток,one or more polyisocyanates (B) blocked with ketoxime and/or pyrazole containing at least one aromatic hydrocarbon residue or at least one cycloaliphatic hydrocarbon residue,

- по меньшей мере один полианионный полимер (С)- at least one polyanionic polymer (C)

- по меньшей мере один комплексный фторид (D), выбранный из группы, состоящей из гекса- или тетрафторидов металлических элементов групп IVb, Vb и VIb периодической системы элементов, и- at least one complex fluoride (D) selected from the group consisting of hexa- or tetrafluorides of metallic elements of groups IVb, Vb and VIb of the Periodic Table of the Elements, and

- по меньшей мере один аминосилан (Е), содержащий одну силильную группу формулы Si(OR7)3-i(R8)i, в которой R7 означает алкильный остаток с от 1 до 4 атомами углерода или означает группу O=С-СН3, R8 алкильный остаток с от 1 до 4 атомами углерода и i означает 0 или 1,- at least one aminosilane (E) containing one silyl group of the formula Si(OR 7 ) 3-i (R 8 ) i , in which R 7 means an alkyl residue with from 1 to 4 carbon atoms or means the group O=C- CH 3 , R 8 is an alkyl radical with from 1 to 4 carbon atoms and i is 0 or 1,

причем водная композиция покровного средства имеет:wherein the aqueous composition of the coating agent has:

- значение рН от 3 до 5, предпочтительно от 3,5 до 4,5, особенно предпочтительно от 3,8 до 4,2, иa pH value of 3 to 5, preferably 3.5 to 4.5, particularly preferably 3.8 to 4.2, and

- общее содержание твердых веществ (по DIN ISO 3251, 1 г образца, 60 мин, 125°С) от 5 до 35 мас. %, предпочтительно от 10 до 30 мас. %, особенно предпочтительно от 15 до 25 мас. %.- total solids content (according to DIN ISO 3251, 1 g sample, 60 min, 125°C) from 5 to 35 wt. %, preferably from 10 to 30 wt. %, particularly preferably from 15 to 25 wt. %.

Предлагаемую в изобретении водную композицию покровного средства используют в стадии II и при необходимости также в стадии V способа нанесения покрытия согласно изобретению, приведенного ниже.The aqueous coating composition according to the invention is used in stage II and, if appropriate, also in stage V of the coating process according to the invention below.

Способ нанесения покрытия в соответствии с изобретением представляет собой способ покрытия высвобождающей ионы металлов поверхности подложки, включающий или состоящий из следующих стадий:The coating method according to the invention is a method for coating a metal ion-releasing surface of a substrate, comprising or consisting of the following steps:

I. обеспечение подложки с высвобождающей ионы металлов поверхностью,I. providing a substrate with a metal ion releasing surface,

II. введение в контакт высвобождающей ионы металлов поверхности с предлагаемой в изобретении водной композицией покровного средства с образованием органического покрытия,II. contacting the metal ion-releasing surface with the aqueous composition of the coating agent according to the invention to form an organic coating,

III. при необходимости промывание органического покрытия иIII. if necessary, washing the organic coating and

IV. при необходимости сушка органического покрытия при температуре от 10 до 120°С в течение периода времени от 1 до 40 мин. и отверждения органического покрытия при пиковой температуре металла от 120 до 200°С в течение периода времени от 5 до 50 мин.; илиIV. if necessary, drying the organic coating at a temperature of from 10 to 120°C for a period of time from 1 to 40 minutes. and curing the organic coating at a peak metal temperature of 120 to 200° C. for a period of 5 to 50 minutes; or

V. при необходимости сушка органического покрытия и покрытия дополнительной предлагаемой в изобретении композицией покровного средства и последующая сушка образованного в стадии V покрытия или обоих покрытий и совместное отверждение обоих покрытий при пиковой температуре металла от 120 до 200°С в течение периода времени от 5 до 50 мин.V. if necessary, drying the organic coating and the coating of the additional coating composition according to the invention, and then drying the coating formed in step V, or both coatings, and co-curing both coatings at a peak metal temperature of from 120 to 200°C for a period of time from 5 to 50 min.

Предлагаемая в изобретении композиция покровного средства способна на стадии II образовывать ионный гель на высвобождающей ионы металлов поверхности подложки.The coating composition according to the invention is capable, in step II, of forming an ionic gel on the metal ion-releasing surface of the substrate.

В контексте настоящего изобретения ионогенные гели описаны, например, у Braccini и

Figure 00000001
в Biomacromolecules 2001, 2, 1089-1096 или у Siew и Williams в Biomacromolecules 2005, 6, 963-969. Ионогенные гели, перечисленные в двух упомянутых выше публикациях, представляют собой гели на основе полианионных полимеров (С), в частности, встречающиеся в природе анионные полисахариды пектинового и альгинатного типа и синтетическую полиакриловую кислоту. Полианионные полимеры (С) образуют указанные ионогенные гели в присутствии катионов поливалентных металлов в водной среде.In the context of the present invention, ionic gels are described, for example, in Braccini and
Figure 00000001
in Biomacromolecules 2001, 2, 1089-1096 or Siew and Williams in Biomacromolecules 2005, 6, 963-969. The ionic gels listed in the two publications mentioned above are gels based on polyanionic polymers (C), in particular, naturally occurring anionic polysaccharides of the pectin and alginate type and synthetic polyacrylic acid. The polyanionic polymers (C) form said ionic gels in the presence of polyvalent metal cations in an aqueous medium.

Ионогенные гели в соответствии с настоящим изобретением наряду с высвобождающимися с поверхности подложки ионами металлов, как правило, содержат все компоненты предлагаемой в изобретении композиции покровного средства.The ionic gels according to the invention, in addition to the metal ions released from the surface of the substrate, generally contain all the components of the coating composition according to the invention.

Неожиданным образом было обнаружено, что подложки с высвобождающими ионы металлов поверхностями при обработке водной композицией покровного средства в соответствии с изобретением образуют покрытие на основе ионогенного геля, и что осажденный на подложку слой ионогенного геля позволяет диффундировать другим катионам, оторванным с поверхности, высвобождающей ионы металлов, так что покрытие другими композициями покровного средства в соответствии с изобретением можно осуществлять в других ваннах/стадиях нанесения покрытия в стадии V.Surprisingly, it has been found that substrates with metal ion releasing surfaces, when treated with an aqueous coating composition according to the invention, form an ionic gel coating, and that a layer of ionic gel deposited on the substrate allows other cations detached from the metal ion releasing surface to diffuse, so that coating with other coating compositions according to the invention can be carried out in other baths/coating steps in stage V.

На полученные в стадии V высушенные и/или отвержденные покрытия можно дополнительно наносить обычные базисные лаки и/или прозрачные лаки.The dried and/or cured coatings obtained in step V can additionally be coated with conventional base coats and/or clear coats.

Поскольку предлагаемый в изобретении способ нанесения покрытия приводит к получению однородных, в значительной степени закрытых покрытий в соответствии с изобретением, то последнее покрытие в каждом случае в описанном выше способе должно быть устойчивым к промывке. Термин «устойчивый к промывке» в контексте настоящего изобретения означает, что в условиях промышленного производства покрытие, по существу, остается на месте посредством обычного промышленного процесса промывки, так что получается закрытое покрытие.Since the coating method according to the invention results in homogeneous, substantially closed coatings according to the invention, the last coating in each case in the method described above must be resistant to washing. The term "wash-resistant" in the context of the present invention means that, under industrial production conditions, the coating is essentially left in place by the usual industrial washing process, so that a closed coating is obtained.

Компоненты, в частности предпочтительные компоненты предлагаемых в изобретении композиций покровного средства, особенно пригодные подложки, а также их возможная предварительная обработка и осуществление способа в соответствии с изобретением более подробно описаны ниже.The components, in particular preferred components of the coating compositions according to the invention, particularly suitable supports, as well as their possible pre-treatment and the implementation of the method according to the invention are described in more detail below.

Частицы органических полимеров, включающих изоцианат-реакционноспособные полимеры (А)Particles of organic polymers, including isocyanate-reactive polymers (A)

Предлагаемая в изобретении водная композиция покровного средства содержит частицы органических полимеров, содержащих реакционноспособные в отношении изоцианатных групп (кратко: изоцианат-реакционноспособные) полимеры (А). Изоцианат-реакционноспособные полимеры (А) наряду с их участниками реакции, блокированными кетоксимом и/или пиразолом полиизоцианатами (В) и полианионными полимерами (С) являются основными пленкообразующими веществами.The aqueous coating composition according to the invention contains particles of organic polymers containing isocyanate-reactive (abbreviated: isocyanate-reactive) polymers (A). Isocyanate-reactive polymers (A), along with their reaction participants, ketoxime and/or pyrazole blocked polyisocyanates (B) and polyanionic polymers (C), are the main film-forming substances.

Реакционная способность по отношению к изоцианатным группам и, следовательно, при более высоких температурах также к блокированным изоцианатным группам обусловлена присутствием изоцианат-реакционноспособных групп в этих полимерах. К реакционноспособным по отношению к изоцианатным группам в числе других и, в частности, относят гидроксильные группы, первичные и вторичные аминогруппы, а также карбоксильные группы, карбоксамидные группы или тиольные группы, из которых особенно предпочтительными являются гидроксильные группы.The reactivity with isocyanate groups and therefore also with blocked isocyanate groups at higher temperatures is due to the presence of isocyanate-reactive groups in these polymers. Reactive with isocyanate groups, among others, and in particular include hydroxyl groups, primary and secondary amino groups, as well as carboxyl groups, carboxamide groups or thiol groups, of which hydroxyl groups are particularly preferred.

Предпочтительно частицы органических полимеров, которые содержат один или несколько изоцианат-реакционноспособных полимеров (А) представляют собой частицы, которые находятся в форме первичной дисперсии. Однако, в принципе, дисперсии органических первичных частиц также могут быть получены в виде вторичных дисперсий.Preferably, the organic polymer particles which contain one or more isocyanate-reactive polymers (A) are particles which are in the form of a primary dispersion. However, in principle, dispersions of organic primary particles can also be obtained as secondary dispersions.

Термин дисперсия включает в себя термины суспензия и эмульсия.The term dispersion includes the terms suspension and emulsion.

Первичные дисперсии получают, как правило, эмульсионной полимеризацией, тогда как в случае вторичных дисперсий мономеры растворяют в органическом растворителе, полимеризация происходит в органическом растворителе, растворитель удаляют и полимер эмульгируется в водной фазе.Primary dispersions are generally obtained by emulsion polymerization, while in the case of secondary dispersions the monomers are dissolved in an organic solvent, polymerization takes place in an organic solvent, the solvent is removed and the polymer is emulsified in an aqueous phase.

Средний размер (Z-средний) частиц органического полимера находится в диапазоне от 10 до 1000 нм, предпочтительно в диапазоне от 50 до 900 нм и наиболее предпочтительно в диапазоне от 400 до 800 нм, измеренный с помощью динамического рассеяния света с использованием Malvern Zetasizer (программное обеспечение v7.02) фирмы Malvern (Херренберг, Германия).The average size (Z-average) of organic polymer particles is in the range of 10 to 1000 nm, preferably in the range of 50 to 900 nm, and most preferably in the range of 400 to 800 nm, as measured by dynamic light scattering using Malvern Zetasizer (software software v7.02) from Malvern (Herrenberg, Germany).

Реакционноспособные в отношении изоцианатных групп полимеры (А) (коротко: изоцианат-реакционноспособные полимеры (А)) предпочтительно выбирают из группы полиакрилатов, полиуретанов и полиэпоксидов, а также гибридных систем, содержащих два или большее количество этих полимеров.The isocyanate-reactive polymers (A) (shortly: isocyanate-reactive polymers (A)) are preferably selected from the group of polyacrylates, polyurethanes and polyepoxides, as well as hybrid systems containing two or more of these polymers.

Частицы стабилизированных органических полимеров особенно предпочтительно выбирают таким образом, чтобы содержащийся изоцианат-реакционноспособный полимер (А) был выбран из группы, состоящей из неионогенно стабилизированных полиэпокси-дисперсий, неионогенно стабилизированных полиуретановых дисперсий и неионогенно стабилизированных полиакрилатных дисперсий или полученных из них гибридных систем.The stabilized organic polymer particles are particularly preferably selected such that the isocyanate-reactive polymer (A) contained is selected from the group consisting of nonionically stabilized polyepoxy dispersions, nonionically stabilized polyurethane dispersions and nonionically stabilized polyacrylate dispersions or hybrid systems derived therefrom.

Гибридные системы в зависимости от типа можно разделить на три группы гибридных систем;Hybrid systems depending on the type can be divided into three groups of hybrid systems;

а. гибридные системы, которые производят путем чистого смешивания различных дисперсий,a. hybrid systems, which are produced by pure mixing of different dispersions,

б. гибридные системы, имеющие химическое соединение между разными типами полимеров; иb. hybrid systems having a chemical bond between different types of polymers; and

в. гибридные системы, в которых различные виды полимеров образуют взаимопроникающие сети (IPN).in. hybrid systems in which different types of polymers form interpenetrating networks (IPNs).

Типичные гибридные системы, которые подпадают под приведенные выше типы, представляют собой, например, полиакрилатно-полиуретановые гибридные дисперсии.Typical hybrid systems that fall under the above types are, for example, polyacrylate-polyurethane hybrid dispersions.

Обычно такие полиакрилатно-полиуретановые гибридные дисперсии получают путем эмульсионной полимеризации одного или нескольких (мет)акриловых и/или винильных мономеров в водной полиуретановой дисперсии. Однако также возможно получение полиакрилатно-полиуретановой гибридной дисперсии в качестве вторичной дисперсии.Typically, such polyacrylate-polyurethane hybrid dispersions are prepared by emulsion polymerization of one or more (meth)acrylic and/or vinyl monomers in an aqueous polyurethane dispersion. However, it is also possible to obtain a polyacrylate-polyurethane hybrid dispersion as a secondary dispersion.

Под понятие «(мет)акриловый» подпадают понятия как акриловый, так и метакриловый. Поэтому (мет)акриловый мономер может нести акриловую группу или метакриловую группу. Понятие «винильный» относится ко всем несущим винильную группу, однако не подпадающим под понятие «(мет)акриловый», полимеризуемым мономерам.The term "(meth)acrylic" includes both acrylic and methacrylic. Therefore, the (meth)acrylic monomer may carry an acrylic group or a methacrylic group. The term "vinyl" refers to all polymerizable monomers bearing a vinyl group, but not covered by the term "(meth)acrylic".

Водные полиакрилатно-полиэпоксидные гибридные дисперсии обычно получают путем реакций присоединения бифункционального эпоксида с бифункциональными аминными мономерными звеньями и последующей реакции с поли акр илатом с достаточными карбоксильными функциями. Способность к диспергированию в воде может быть достигнута, например, посредством карбоксилатных групп, которые с помощью аминов были превращены в анионные группы и затем диспергированы в воде.Aqueous polyacrylate-polyepoxy hybrid dispersions are generally prepared by addition reactions of a difunctional epoxide with difunctional amine monomer units and subsequent reaction with a polyacrylate with sufficient carboxyl functions. Water dispersibility can be achieved, for example, by means of carboxylate groups which have been converted into anionic groups with the help of amines and then dispersed in water.

Частицы органического полимера, содержащие один или несколько изоцианат-реакционноспособных полимеров (А), могут быть анионно стабилизированными, неионогенно стабилизированными или одновременно анионно и неионогенно стабилизированными. Стабилизацию обычно осуществляют с использованием эмульгаторов.Organic polymer particles containing one or more isocyanate-reactive polymers (A) may be anionically stabilized, nonionically stabilized, or both anionically and nonionically stabilized. Stabilization is usually carried out using emulsifiers.

Различают внешние эмульгаторы и внутренние эмульгаторы. В отличие от внутренних эмульгаторов, внешние эмульгаторы не являются составной частью структуры полимера, а являются самостоятельными соединениями. В контексте данного изобретения внешние эмульгаторы относят к описанным ниже добавкам (G).There are external emulsifiers and internal emulsifiers. Unlike internal emulsifiers, external emulsifiers are not an integral part of the polymer structure, but are independent compounds. In the context of this invention, external emulsifiers are referred to below as additives (G).

Стабилизация с помощью внешних эмульгаторов может происходить, например, посредством анионных эмульгаторов уже в рамках эмульсионной полимеризации. Типичными анионными эмульгаторами являются сульфатированные или сульфированные анионные эмульгаторы, предпочтительно следующие структуры Rt-(OCH2CH2)a-(O)b-SO3 -М+, с Rt = алкил или арил, а=8-30, b=0 или 1 и M+ = катион щелочного металла или NH4 +.Stabilization with external emulsifiers can take place, for example, with anionic emulsifiers already within the framework of the emulsion polymerization. Typical anionic emulsifiers are sulfated or sulfated anionic emulsifiers, preferably the following structures R t -(OCH 2 CH 2 ) a -(O) b -SO 3 - M + , with R t = alkyl or aryl, a=8-30, b =0 or 1 and M + = alkali metal cation or NH 4 + .

Покрытие органических частиц молекулами анионного эмульгатора отрицательно заряжает их поверхность, что приводит к электростатическому отталкиванию частиц органического полимера.Coating organic particles with anionic emulsifier molecules negatively charges their surface, which leads to electrostatic repulsion of organic polymer particles.

Однако внешнюю стабилизацию можно также осуществлять с использованием неионогенных эмульгаторов. Типичные неионогенные эмульгаторы предпочтительно имеют следующие структуры Pt-(OCH2CH2)a-OH с Rt = алкил или арил, и а=8-50. В отличие от электростатического отталкивания полученных с помощью анионных эмульгаторов дисперсий, механизм стабилизации неионогенных эмульгаторов основан на стерических эффектах.However, external stabilization can also be carried out using non-ionic emulsifiers. Typical nonionic emulsifiers preferably have the following structures P t -(OCH 2 CH 2 ) a -OH with R t = alkyl or aryl, and a=8-50. In contrast to the electrostatic repulsion of dispersions obtained with anionic emulsifiers, the stabilization mechanism of nonionic emulsifiers is based on steric effects.

Внутренние анионные эмульгаторы, то есть эмульгаторы, встроенные в изоцианат-реакционноспособный полимер (А), имеют, как правило, сульфонатные группы, сульфатные группы или карбоксилатные группы и содержат по меньшей мере одну функциональную группу, которая может реагировать с функциональными группами других полимерных составных частей.Internal anionic emulsifiers, i.e. emulsifiers embedded in the isocyanate-reactive polymer (A), generally have sulfonate groups, sulfate groups or carboxylate groups and contain at least one functional group which can react with the functional groups of other polymer constituents. .

Так, например, несущее сульфонатную группу соединение формулы H2N-CH2-CH2-NH-(CH2)x-SO3Na, с х=2 или 3, в частности, через первичную аминогруппу, но в принципе также и через вторичную аминогруппу может вступать в реакцию с изоцианатными группами при синтезе полиуретанов или с оксирановыми группами при синтезе полиэпоксидов и встраиваться в полимер.Thus, for example, a sulfonate-bearing compound of the formula H 2 N-CH 2 -CH 2 -NH-(CH 2 ) x -SO 3 Na, with x=2 or 3, in particular via the primary amino group, but in principle also through the secondary amino group, it can react with isocyanate groups in the synthesis of polyurethanes or with oxirane groups in the synthesis of polyepoxides and be incorporated into the polymer.

Типичным представителем типа карбоксилатных групп является, например, диметилолпропановая кислота или ее солевая форма, которая через гидроксильные группы путем реакции с изоцианатными группами может быть встроена в полиуретаны или путем реакции с оксирановыми группами в полиэпоксиды.A typical representative of the type of carboxylate groups is, for example, dimethylolpropanoic acid or its salt form, which can be incorporated via hydroxyl groups by reaction with isocyanate groups into polyurethanes or by reaction with oxirane groups into polyepoxides.

Внутренние неионогенные эмульгаторы, как правило, имеют гидрофильные полиалкиленоксидные цепи. Особенно пригодные внутренние неионогенные эмульгаторы содержат или состоят из цепей полиэтиленоксида или цепей поли(этиленоксид-пропиленоксида), причем у последних молярная доля пропиленоксида предпочтительно меньше, чем у этиленоксида, чтобы обеспечить достаточную гидрофильность. Цепи полиалкиленоксида могут быть встроены как в основную цепь полимерного скелета, так и в боковую цепь или в конце.Internal nonionic emulsifiers typically have hydrophilic polyalkylene oxide chains. Particularly suitable internal non-ionic emulsifiers comprise or consist of polyethylene oxide chains or poly(ethylene oxide-propylene oxide) chains, the latter having preferably a lower mole fraction of propylene oxide than that of ethylene oxide in order to provide sufficient hydrophilicity. The polyalkylene oxide chains can be incorporated into the backbone of the polymer backbone, into the side chain, or at the end.

Встраивание таких полиалкиленоксидных цепей в качестве внутренних неионогенных эмульгаторов в изоцианат-реакционноспособные полимеры (А) целесообразно осуществляется путем реакции между реакционноспособными функциональными группами на стабилизируемом полимере и функциональными группами соединений, содержащих цепь(цепи) полиалкиленоксида, которые являются реакционноспособными по отношению к реакционноспособным группам на полимере.The incorporation of such polyalkylene oxide chains as internal nonionic emulsifiers into the isocyanate-reactive polymers (A) is expediently carried out by reaction between reactive functional groups on the polymer to be stabilized and functional groups of compounds containing polyalkylene oxide chain(s) which are reactive with reactive groups on the polymer .

Внутренне неионогенно стабилизируемый полимер предпочтительно выбирают из группы, состоящей из полиакрилатов, полиуретанов, полиэпоксидов, уретанакрилатов, ароматических и (цикло)алифатических эпоксиакрилатов и сложных полиэфиров, а также их смесей. В случае полиуретанов и уретанакрилатов присоединение цепи(цепей) полиалкиленоксида предпочтительно происходит через еще имеющиеся в полиуретане или уретанакрилате свободные изоцианатные группы к гидроксигруппам или аминогруппам, предпочтительно ровно одну гидроксильную группу или одну аминогруппу соединений, содержащих полиалкиленоксидную цепь(цепи).The internally non-ionically stabilizable polymer is preferably selected from the group consisting of polyacrylates, polyurethanes, polyepoxides, urethane acrylates, aromatic and (cyclo)aliphatic epoxyacrylates and polyesters, as well as mixtures thereof. In the case of polyurethanes and urethane acrylates, the attachment of the polyalkylene oxide chain(s) preferably takes place via free isocyanate groups still present in the polyurethane or urethane acrylate to hydroxy groups or amino groups, preferably exactly one hydroxyl group or one amino group of compounds containing polyalkylene oxide chain(s).

В контексте настоящего изобретения под реакционноспособными функциональными группами на неионогенно стабилизируемом полимере, в частности, понимают изоцианатные группы, гидроксильные группы, карбоксильные группы, оксирановые группы, винильные группы и аминогруппы.In the context of the present invention, reactive functional groups on a nonionically stabilized polymer are understood in particular to be isocyanate groups, hydroxyl groups, carboxyl groups, oxirane groups, vinyl groups and amino groups.

Типичная и предпочтительная реакция присоединения, в которой соединения, содержащие полиалкиленоксидную цепь(цепи) могут быть присоединены к стабилизируемому полимеру, представляет собой образование уретана между гидроксильной группой и изоцианатной группой. В зависимости от вязкости реакцию можно проводить предпочтительно в присутствии органических растворителей, которые затем снова удаляют. Так, например, могут быть использованы молекула полиэтиленгликоля, функционализированная изоцианатом в качестве соединения, содержащего полиалкиленоксидную цепь и полиэфирполиол в качестве неионогенно стабилизируемого полимера, предпочтительно со среднечисленной молекулярной массой Mn в диапазоне от 1000 до 3000 г/моль. Причем в качестве реакционноспособных групп на исходном связующем средстве присутствуют гидроксильные группы, которые способны образовывать уретановые связи. Используемый сложный полиэфирполиол преимущественно имеет реакционноспособные группы в диапазоне от 100 г/экв. до 5000 г/экв.A typical and preferred addition reaction in which compounds containing polyalkylene oxide chain(s) can be attached to the polymer to be stabilized is the formation of a urethane between a hydroxyl group and an isocyanate group. Depending on the viscosity, the reaction can preferably be carried out in the presence of organic solvents, which are then removed again. Thus, for example, a polyethylene glycol molecule functionalized with isocyanate as a compound containing a polyalkylene oxide chain and a polyester polyol as a non-ionically stabilizable polymer, preferably with a number average molecular weight M n in the range from 1000 to 3000 g/mol, can be used. Moreover, as reactive groups on the original binder, there are hydroxyl groups that are capable of forming urethane bonds. The polyester polyol used advantageously has reactive groups ranging from 100 g/eq. up to 5000 g/eq.

Предпочтительно соединение, содержащее одну или несколько полиалкиленоксидных цепей, представляет собой снабженный концевой углеводородной группой олигомер из этиленгликолевых звеньев, причем число этиленгликолевых звеньев в олигомере предпочтительно составляет от 2 до 20, особенно предпочтительно от 5 до 10, и олигомер имеет группу, реакционноспособную по отношению к неионогенно стабилизируемому полимеру, предпочтительно гидроксильную группу или аминогруппу.Preferably, the compound containing one or more polyalkylene oxide chains is a hydrocarbon-terminated oligomer of ethylene glycol units, wherein the number of ethylene glycol units in the oligomer is preferably 2 to 20, particularly preferably 5 to 10, and the oligomer has a group reactive with respect to a nonionically stabilized polymer, preferably a hydroxyl group or an amino group.

Особенно предпочтительно соединение, содержащее одну или несколько полиалкиленоксидных цепей, имеет среднечисленную молекулярную массу Мп, определенную с помощью гель-проникающей хроматографии (в ТГФ при 25°C с использованием полистирольного стандарта) между 300 и 1000 г/моль. Наиболее особенно предпочтительно соединение, содержащее одну или несколько полиалкиленоксидных цепей в качестве концевой углеводородной группы, имеет алкильную группу с от 1 до 4 атомами углерода или арильную группу с от 6 до 12 атомами углерода.Particularly preferably, the compound containing one or more polyalkylene oxide chains has a number average molecular weight Mn, determined by gel permeation chromatography (in THF at 25° C. using a polystyrene standard) between 300 and 1000 g/mol. Most particularly preferably, the compound containing one or more polyalkylene oxide chains as a terminal hydrocarbon group has a C 1 to C 4 alkyl group or a C 6 to C 12 aryl group.

Получение внутренне неионогенно стабилизированного изоцианат-реакционноспособного полимера (А) осуществляют путем ковалентного связывания соединения, содержащего одну или несколько полиалкиленоксидных цепей, с указанным выше полимером. Полученный таким образом неоионогенно стабилизированный изоцианат-реакционноспособный полимер (А) в водных фазах, предпочтительно в течение промежутка времени по меньшей мере от 6 до 12 месяцев, образует стабильную дисперсию.The preparation of the internally non-ionic stabilized isocyanate-reactive polymer (A) is carried out by covalently linking a compound containing one or more polyalkylene oxide chains to the above polymer. The neoionically stabilized isocyanate-reactive polymer (A) thus obtained in aqueous phases, preferably over a period of time of at least 6 to 12 months, forms a stable dispersion.

Другой вариант состоит в том, что содержащие полиалкиленоксидную цепь частицы представляют собой олигомер из единиц этиленгликоля, причем число единиц этиленгликоля в олигомере предпочтительно составляет от 2 до 20, особенно предпочтительно от 5 до 10, олигомер имеет группу, реакционноспособную по отношению к неоионогенно стабилизируемому полимеру, предпочтительно гидроксильную группу или аминогруппу, и содержит по меньшей мере одну дополнительную концевую реакционноспособную группу, такую как, например, гидроксильная группа, аминогруппа, винильная группа, акриловая группа или метакриловая группа. Эти группы могут способствовать сшиванию или путем радикальной реакции, или путем реакций присоединения или конденсации во время процесса обжига. Вследствие этого можно изготовить сшитое, закрытое покрытие, устойчивое к воде, химическим веществам и коррозии и которое демонстрирует улучшенную стойкость к царапанью, к испытанию методом карандаша, высокую гибкость, эластичность, способность к холодной деформации и хорошую адгезию.Another variant is that the particles containing the polyalkylene oxide chain are an oligomer of ethylene glycol units, wherein the number of ethylene glycol units in the oligomer is preferably from 2 to 20, particularly preferably from 5 to 10, the oligomer has a group reactive towards the non-ionic stabilized polymer, preferably a hydroxyl group or an amino group, and contains at least one additional terminal reactive group such as, for example, a hydroxyl group, an amino group, a vinyl group, an acrylic group or a methacrylic group. These groups can promote crosslinking either by a radical reaction or by addition or condensation reactions during the firing process. As a result, it is possible to produce a cross-linked, closed coating that is resistant to water, chemicals, and corrosion and exhibits improved scratch resistance, stick resistance, high flexibility, elasticity, cold workability, and good adhesion.

Частицы органического полимера, которые включают в себя один или несколько изоцианат-реакционноспособных полимеров (А), дополнительно могут быть поверхностно-модифицированы предпочтительно посредством силанов, в частности, описанных в дальнейшем аминосиланов (Е) и/или посредством содержащих фосфорные группы и/или аминосодержащих органических соединений или фосфатов. Такие соединения могут быть связаны ковалентно или посредством физической сорбции или хемосорбции с частицами органического полимера, и могут иметь функциональные группы для связывания с подлежащей обработке поверхностью подложки. Органические частицы, которые не имеют или не имеют подходящих реакционноспособных групп для связывания с их поверхностями, могут быть связаны с покрываемой поверхностью путем адсорбции внутренне стабилизируемых остатков эмульгатора, в частности, частей полиэтиленгликоля.The organic polymer particles which comprise one or more isocyanate-reactive polymers (A) can additionally be surface-modified, preferably with silanes, in particular the aminosilanes (E) described below and/or with phosphorus group-containing and/or amine-containing organic compounds or phosphates. Such compounds may be bonded covalently or by physical sorption or chemisorption to organic polymer particles, and may have functional groups for bonding to the substrate surface to be treated. Organic particles that do not or do not have suitable reactive groups to bind to their surfaces can be bound to the surface to be coated by adsorption of internally stabilizable emulsifier residues, in particular parts of polyethylene glycol.

Стабилизированные изоцианат-реакционноспособные полимеры (А) имеют дополнительные эмульгирующие свойства и вследствие этого могут облегчать ионогенное осаждение других связующих веществ и частиц.The stabilized isocyanate-reactive polymers (A) have additional emulsifying properties and can therefore facilitate the ionic precipitation of other binders and particles.

В принципе, можно сочетать неоионогенную стабилизацию с анионной стабилизацией и/или внешнюю стабилизацию с внутренней стабилизацией.In principle, it is possible to combine nonionic stabilization with anionic stabilization and/or external stabilization with internal stabilization.

Особенно предпочтительными являются неоионогенно стабилизированные полиэпокси-дисперсии, в частности, те, которые содержат один или несколько остатков полиэтиленоксида.Particularly preferred are non-ionic stabilized polyepoxy dispersions, in particular those containing one or more polyethylene oxide residues.

Как правило, образование покрытия происходит исключительно или почти исключительно посредством образования ионогенного геля, как было описано в начале, так что автофоретические процессы не происходят или происходят только в крайне незначительной степени. С помощью описанного в следующем абзаце теста легко обнаружить особенно пригодные композиции покровного средства, в которых едва происходит автофорез или не происходит вообще.As a rule, coating formation occurs exclusively or almost exclusively through the formation of an ionic gel, as described at the beginning, so that autophoretic processes do not occur or occur only to a very small extent. With the test described in the following paragraph, it is easy to detect particularly suitable coating compositions in which little or no autophoresis occurs.

Таким образом, наиболее предпочтительно используемые стабилизированные частицы органических полимеров, включающие в себя один или несколько изоцианат-реакционноспособных полимеров (А), представляют собой те, которые могут быть выбраны с помощью описанного ниже теста:Thus, the most preferably used stabilized organic polymer particles comprising one or more isocyanate-reactive polymers (A) are those which can be selected by the test described below:

1) изготовление водной смеси из полностью деминерализованной воды (VE), 0,5 мас. % более подробно описанного ниже полианионного полимера (С) и 10 мас. % исследуемой неионогенно стабилизированной дисперсии;1) production of an aqueous mixture of fully demineralized water (VE), 0.5 wt. % of the polyanionic polymer (C) described in more detail below and 10 wt. % of the investigated non-ionic stabilized dispersion;

2) установление рН смеси с помощью гексафторциркониевой кислоты до значения от 2 до 3;2) adjusting the pH of the mixture with hexafluorozirconic acid to a value of 2 to 3;

3) погружение очищенной подложки на 5 минут при комнатной температуре (т.е. 23°С) в описанный выше раствор;3) immersion of the cleaned substrate for 5 minutes at room temperature (ie 23°C) in the solution described above;

4) в случае осаждения проводят контрольное испытание (без полианионного полимера (С)), для чего готовят смесь из деминерализованной воды и 10 мас. % исследуемой неоионогенно стабилизированной дисперсии;4) in the case of precipitation, a control test is carried out (without polyanionic polymer (C)), for which a mixture of demineralized water and 10 wt. % of the investigated neoionic stabilized dispersion;

5) приготовленную в соответствии с 4) смесь с помощью гексафторциркониевой кислоты снова доводят до значения рН от 2 до 3 и5) the mixture prepared according to 4) is adjusted again with hexafluorozirconic acid to a pH value of 2 to 3, and

6) описанное в пункте 3) испытание повторяют.6) the test described in paragraph 3) is repeated.

Если после стадии 3) получается органическое осаждение на подложку и после 6) без полианионного полимера (С) осаждение не получается, то стабилизированные частицы органического полимера, содержащие один или несколько изоцианат-реакционноспособных полимеров (А), наиболее хорошо подходят для способа в соответствии с изобретением.If after step 3) organic deposition on the substrate is obtained and after 6) no deposition is obtained without the polyanionic polymer (C), then stabilized organic polymer particles containing one or more isocyanate-reactive polymers (A) are best suited for the process according to invention.

Содержание частиц органического полимера, включающих изоцианат-реакционноспособные полимеры (А), в пересчете на общий вес водной композиции покровного средства составляет предпочтительно от 3 до 25 мас. %, особенно предпочтительно от 8 до 20 мас. %, наиболее предпочтительно от 10 до 18 мас. %, в частности, от 11 до 17 мас. %. Содержание частиц органического полимера определяют по дисперсии дисперсия частиц органического полимера, перед их введением в предлагаемую в изобретении водную композицию покровного средства в соответствии с DIN ISO 3251 (1 г образца, 60 мин, 125°С) и затем пересчитывают на общий вес водной композиции покровного средства.The content of the organic polymer particles comprising the isocyanate-reactive polymers (A), based on the total weight of the aqueous coating composition, is preferably 3 to 25 wt. %, particularly preferably from 8 to 20 wt. %, most preferably from 10 to 18 wt. %, in particular from 11 to 17 wt. %. The content of organic polymer particles is determined from the dispersion of the dispersion of organic polymer particles, prior to their introduction into the aqueous coating composition according to the invention in accordance with DIN ISO 3251 (1 g sample, 60 min, 125°C) and then converted to the total weight of the aqueous coating composition. funds.

Блокированные кетоксимом и/или пиразолом полиизоцианаты (В)Polyisocyanates blocked by ketoxime and/or pyrazole (B)

В контексте настоящего изобретения под понятием «блокированные полиизоцианаты» понимают такие полиизоцианаты, которые имеют по меньшей мере две блокированные изоцианатные группы.In the context of the present invention, the term "blocked polyisocyanates" means those polyisocyanates which have at least two blocked isocyanate groups.

Под блокированной изоцианатной группой следует понимать изоцианатную группу, которая была заблокирована или замкнута путем реакции присоединения к так называемому блокирующему агенту и, причем реакция присоединения является обратимой при более высоких температурах, при необходимости с использованием пригодных катализаторов.A blocked isocyanate group is to be understood as meaning an isocyanate group which has been blocked or closed by an addition reaction with a so-called blocking agent and, the addition reaction being reversible at higher temperatures, if necessary using suitable catalysts.

Блокированные полиизоцианаты в контексте настоящего изобретения и как это принято в области композиций покровного средства - не содержат свободных изоцианатных групп и поэтому, насколько это технически возможно, должны рассматриваться как 100% блокированные полиизоцианаты.Blocked polyisocyanates in the context of the present invention, and as is common in the field of coating compositions, do not contain free isocyanate groups and therefore, as far as technically possible, should be considered as 100% blocked polyisocyanates.

Блокирование полиизоцианатов (В) в контексте настоящего изобретения осуществляется кетоксимами и/или пиразолами, в частности, кетоксимами или пиразолами.The blocking of polyisocyanates (B) in the context of the present invention is carried out with ketoximes and/or pyrazoles, in particular ketoximes or pyrazoles.

Однако структуры, образованные в результате взаимодействия групп NCO друг с другом, даже если они могут быть восстановлены обратно в группы NCO, например, при нагревании, в контексте настоящего изобретения не рассматриваются как блокированные изоцианатные группы. Так, в данном случае, например, образованная из двух групп NCO уретдионовая группа не рассматривается как обоюдное блокирование двух групп NCO. То же самое относится и к более стабильным изоциануратным группам, группам иминооксадиазиндиона, аллофанатным группам и биуретовым группам, поскольку они вообще могут быть восстановлены до свободных групп NCO.However, structures formed as a result of the interaction of NCO groups with each other, even if they can be restored back to NCO groups, for example, by heating, are not considered in the context of the present invention as blocked isocyanate groups. Thus, in this case, for example, a uretdione group formed from two NCO groups is not considered as a mutual blocking of the two NCO groups. The same applies to the more stable isocyanurate groups, iminooxadiazinedione groups, allophanate groups and biuret groups, since they can generally be reduced to free NCO groups.

ПолиизоцианатыPolyisocyanates

Свободные полиизоцианаты, применяемые для получения блокированных полиизоцианатов, используемых в соответствии с изобретением, могут быть описаны следующей общей формулой (I):The free polyisocyanates used to obtain the blocked polyisocyanates used in accordance with the invention may be described by the following general formula (I):

Figure 00000002
Figure 00000002

в которойwherein

R1 означает органический остаток, не содержащий органические группы NCO, содержащий по меньшей мере один ароматический углеводородный остаток или по меньшей мере один циклоалифатический углеводородный остаток и при необходимости одну или несколько групп, выбранных из группы, включающей в себя изоциануратные группы, иминооксадиазиндионовые группы, уретдионовые группы, аллофанатные группы, биуретовые группы, уретановые группы, мочевинные группы, простоэфирные группы и сложноэфирные группы; иR 1 means an organic residue that does not contain NCO organic groups, containing at least one aromatic hydrocarbon residue or at least one cycloaliphatic hydrocarbon residue and, if necessary, one or more groups selected from the group consisting of isocyanurate groups, iminooxadiazinedione groups, uretdione groups, allophanate groups, biuret groups, urethane groups, urea groups, ether groups and ester groups; and

n означает предпочтительно от 2 до 10, предпочтительно от 3 до 8, особенно предпочтительно от 3 до 6.n is preferably 2 to 10, preferably 3 to 8, particularly preferably 3 to 6.

Полиизоцианаты формулы (I) могут представлять собой ароматические или циклоалифатические полиизоцианаты.The polyisocyanates of formula (I) may be aromatic or cycloaliphatic polyisocyanates.

В случае ароматических полиизоцианатов остаток R1 содержит по меньшей мере один ароматический углеводородный остаток. При этом предпочтительно он представляет собой замещенное или незамещенное шестичленное ароматическое углеводородное кольцо. В качестве заместителей в шестичленном ароматическом углеводородном кольце, в частности, пригодны алкильные группы с 1-3 атомами углерода.In the case of aromatic polyisocyanates, R 1 contains at least one aromatic hydrocarbon residue. While preferably it is a substituted or unsubstituted six-membered aromatic hydrocarbon ring. Suitable substituents on the six-membered aromatic hydrocarbon ring are, in particular, alkyl groups with 1 to 3 carbon atoms.

В ароматических полиизоцианатах предпочтительно по меньшей мере одна из n изоцианатных групп формулы (I) предпочтительно связана с ароматическим углеводородным остатком. Особенно предпочтительно все n изоцианатные группы формулы (I) предпочтительно связаны с ароматическим углеводородным остатком.In aromatic polyisocyanates, preferably at least one of the n isocyanate groups of formula (I) is preferably linked to an aromatic hydrocarbon moiety. Particularly preferably, all n isocyanate groups of formula (I) are preferably linked to an aromatic hydrocarbon residue.

Типичные и предпочтительные в контексте настоящего изобретения соединения формулы (I) содержат углеводородные остатки на основе толуилендиизоцианата и/или углеводородные остатки на основе дифенилметандиизоцианата в остатке R1 предпочтительно углеводородные остатки на основе дифенилметандиизоцианата (MDI).Typical and preferred in the context of the present invention the compounds of formula (I) contain hydrocarbon residues based on toluene diisocyanate and/or hydrocarbon residues based on diphenylmethane diisocyanate in the residue R 1 preferably hydrocarbon residues based on diphenylmethane diisocyanate (MDI).

Под понятием толуилендиизоцианат (TDI) в этом случае обобщены 2,4-TDI и 2,6-TDI, а также смесь их изомеров. Под понятием дифенилметандиизоцианат (MDI) в этом случае обобщены 4,4'-MDI, 2,4'-MDI, 2,2'-MDI, а также так называемый технический дифенилметандиизоцианат (часто неправильно называемый полимерным MDI). Технический MDI можно изобразить общей структуройThe term toluene diisocyanate (TDI) in this case generalizes 2,4-TDI and 2,6-TDI, as well as a mixture of their isomers. Under the term diphenylmethane diisocyanate (MDI) in this case are generalized 4,4'-MDI, 2,4'-MDI, 2,2'-MDI, as well as the so-called technical diphenylmethane diisocyanate (often incorrectly called polymeric MDI). Technical MDI can be represented by the general structure

Figure 00000003
Figure 00000003

в которой k предпочтительно означает от 0 до 10. Технический MDI представляет собой смесь соединений указанной выше формулы, причем предпочтительно от 30 до 80 мас. % приходится на соединение с k=0 и менее 15 мас. % на соединение с k≥6, в каждом случае в пересчете на общий вес технического MDI.in which k preferably means from 0 to 10. Technical MDI is a mixture of compounds of the above formula, and preferably from 30 to 80 wt. % falls on the compound with k=0 and less than 15 wt. % per connection with k≥6, in each case calculated on the total weight of the technical MDI.

Если в этом случае, в основном, упоминаются углеводородные остатки на основе изоцианата, то имеется в виду остаток изоцианата или полиизоцианата, который остается, когда изоцианат или полиизоцианат «освобожден» от его изоцианатных групп. Так, например, остаток толуилена представляет собой углеводородный остаток на основе толуилендиизоцианата.If in this case mainly isocyanate-based hydrocarbon residues are referred to, then the isocyanate or polyisocyanate residue which remains when the isocyanate or polyisocyanate is "liberated" from its isocyanate groups is meant. Thus, for example, the residue of toluene is a hydrocarbon residue based on toluene diisocyanate.

В случае циклоалифатических полиизоцианатов остаток R1 содержит по меньшей мере один циклоалифатический углеводородный остаток. При этом предпочтительно он представляет собой замещенное или незамещенное шестичленное циклоалифатическое углеводородное кольцо. В качестве заместителей в шестичленном циклоалифатическом углеводородном кольце, в частности, пригодны алкильные группы с 1-3 атомами углерода.In the case of cycloaliphatic polyisocyanates, R 1 contains at least one cycloaliphatic hydrocarbon residue. While preferably it is a substituted or unsubstituted six-membered cycloaliphatic hydrocarbon ring. Suitable substituents on the six-membered cycloaliphatic hydrocarbon ring are, in particular, alkyl groups with 1 to 3 carbon atoms.

В циклоалифатических полиизоцианатах предпочтительно по меньшей мере одна из n изоцианатных групп согласно формуле (I) связана с циклоалифатическим углеводородным остатком. Так, например, в случае изофорондиизоцианата одна изоцианатная группа связана непосредственно с 1 положением 3,5,5-триметилзамещенного циклогексанового остатка, тогда как вторая изоцианатная группа через метиленовую группу связана с 5 положением циклогексанового остатка. Особенно предпочтительно в случае циклоацифатических полиизоцианатов все n изоцианатные группы согласно формуле (I) связаны с циклоалифатическим углеводородным остатком. Это так, например, в случае с дициклогексилметандиизоцианатом (H12MDI). Под термин дициклогексилметандиизоцианат (H12MDI) в этом случае подпадают 4,4'-H12MDI, 2,4'-H12MDI, 2,2'-H12MDI, а также гидрированный технический дифенилметандиизоцианат.Последний получается посредством, по существу, полного гидрирования фенильных остатков технического MDI.In cycloaliphatic polyisocyanates, preferably at least one of the n isocyanate groups according to formula (I) is linked to a cycloaliphatic hydrocarbon moiety. Thus, for example, in the case of isophorone diisocyanate, one isocyanate group is linked directly to the 1-position of the 3,5,5-trimethyl-substituted cyclohexane residue, while the second isocyanate group is linked via the methylene group to the 5-position of the cyclohexane residue. Particularly preferably in the case of cycloacyphatic polyisocyanates, all n isocyanate groups according to formula (I) are linked to a cycloaliphatic hydrocarbon residue. This is the case, for example, with dicyclohexylmethane diisocyanate (H 12 MDI). The term dicyclohexylmethane diisocyanate (H 12 MDI) in this case includes 4,4'-H 12 MDI, 2,4'-H 12 MDI, 2,2'-H 12 MDI, as well as hydrogenated technical diphenylmethane diisocyanate. The latter is obtained by, according to essentially complete hydrogenation of the phenyl residues of technical MDI.

Типичные и в контексте настоящего изобретения предпочтительные соединения формулы (I) содержат углеводородные остатки на основе изофорондиизоцианата (IPDI) и/или углеводородные остатки на основе дициклогексилметандиизоцианата в остатке R1, предпочтительно углеводородные остатки на основе дициклогексилметандиизоцианата.Typical and in the context of the present invention preferred compounds of formula (I) contain hydrocarbon residues based on isophorone diisocyanate (IPDI) and/or hydrocarbon residues based on dicyclohexylmethane diisocyanate in the radical R 1 , preferably hydrocarbon residues based on dicyclohexylmethane diisocyanate.

Остаток R1 содержит по меньшей мере один ароматический углеводородный остаток или по меньшей мере один циклоалифатический углеводородный остаток, однако также он может содержать несколько этих остатков. Предпочтительно R1 содержит по меньшей мере 2 ароматических углеводородных остатка или по меньшей мере 2 циклоалифатических углеводородных остатка. Особенно предпочтительно остаток R1 содержит по меньшей мере 3 ароматических углеводородных остатка или по меньшей мере 3 циклоалифатических углеводородных остатка и наиболее предпочтительно по меньшей мере 4 ароматических углеводородных остатка или по меньшей мере 4 циклоалифатических углеводородных остатка.The residue R 1 contains at least one aromatic hydrocarbon residue or at least one cycloaliphatic hydrocarbon residue, however, it may also contain several of these residues. Preferably R 1 contains at least 2 aromatic hydrocarbon residues or at least 2 cycloaliphatic hydrocarbon residues. Particularly preferably, R 1 contains at least 3 aromatic hydrocarbon residues or at least 3 cycloaliphatic hydrocarbon residues, and most preferably at least 4 aromatic hydrocarbon residues or at least 4 cycloaliphatic hydrocarbon residues.

К примеру, путем тримеризации ароматического диизоцианата, такого как, например, толуилендиизоцианат из трех изоцианатных групп может быть образована изоциануратная группа или иминооксадиазиндионовая группа, с которой связаны три толуиленмоноизоцианатные группы. Такой остаток R1 содержит три алкилзамещенных ароматических углеводородных остатка (т.е. три толуиленовых остатка) и одну изоциануратную группу. С этим остатком R1, в свою очередь, связаны три группы NCO, причем в смысле приведенной выше формулы (I) следует n=3. При соответствующей тримеризации, например, 4,4'-дифенилметандиизоцианата в остаток R1 встраиваются даже 6 ароматических углеводородных остатков, для которых равным образом относится, что он несет изоциануратную группу и что n=3 в смысле вышеуказанной формулы (I).For example, by trimerizing an aromatic diisocyanate, such as, for example, toluene diisocyanate, an isocyanurate group or an iminooxadiazinedione group can be formed from three isocyanate groups, to which three toluene monoisocyanate groups are attached. Such an R 1 residue contains three alkyl-substituted aromatic hydrocarbon residues (ie three toluene residues) and one isocyanurate group. Three NCO groups are in turn linked to this residue R 1 , with n=3 in the sense of formula (I) above. With a suitable trimerization of, for example, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, even 6 aromatic hydrocarbon residues are inserted into the R 1 residue, for which it equally applies that it carries an isocyanurate group and that n=3 in the sense of the above formula (I).

В принципе, также можно получить высшие олигомеры, например, путем присоединения дополнительных молекул диизоцианата к свободным группам NCO тримера, причем образуются продукты с более высокой степенью полимеризации. Так, например, путем присоединения двух дополнительных диизоцианатов может быть образовано дополнительное изоциануратное кольцо, в результате чего функциональность NCO соединений формулы (I) увеличивается на 1 (n=4).In principle, it is also possible to obtain higher oligomers, for example by adding additional diisocyanate molecules to the free NCO groups of the trimer, whereby products with a higher degree of polymerization are formed. Thus, for example, by adding two additional diisocyanates, an additional isocyanurate ring can be formed, whereby the NCO functionality of the compounds of formula (I) is increased by 1 (n=4).

Однако высокомолекулярные остатки R1 могут быть получены не только путем олигомеризации, такой как, например, димеризация (образование уретдиона) или путем указанной выше, при необходимости также многократной, тримеризации или путем образования биурета или аллофаната, но и путем образования аддукта или образования так называемого форполимера.However, high molecular weight residues R 1 can be obtained not only by oligomerization, such as, for example, dimerization (formation of uretdione) or by the above, if necessary also multiple, trimerization or by formation of biuret or allophanate, but also by formation of an adduct or formation of the so-called prepolymer.

Речь идет об аддуктах NCO тогда, когда, например, диизоцианаты, которые можно использовать для получения соединений формулы (I), подвергают взаимодействию с соединениями, то есть соединениями с определенной молекулярной массой, предпочтительно с низкой молекулярной массой, которые несут, в частности, гидроксильные группы, первичные и/или вторичные аминогруппы и/или другие группы, реакционноспособные по отношению к изоцианатным группам. К таким соединениям, в частности, относят полиолы, такие как, например, полиолы с тремя гидроксильными группами, такие как глицерин, триметилолпропан и гексантриол, полиолы, которые имеют четыре гидроксильные группы, такие как пентаэритрит или полиолы с шестью гидроксильными группами, такие как дипентаэритритол. Гидроксильные группы этих соединений могут реагировать с образованием уретановых групп с изоцианатной группой ди- или полиизоцианата, причем при соответствующем избытке изоцианатных групп образуются полиизоцианаты согласно формуле (I), которые в остатке R1 содержат уретановые группы.We are talking about NCO adducts when, for example, diisocyanates, which can be used to obtain compounds of formula (I), are reacted with compounds, that is, compounds with a certain molecular weight, preferably with a low molecular weight, which bear, in particular, hydroxyl groups, primary and/or secondary amino groups and/or other groups reactive with isocyanate groups. Such compounds include in particular polyols, such as, for example, polyols with three hydroxyl groups, such as glycerol, trimethylolpropane and hexanetriol, polyols which have four hydroxyl groups, such as pentaerythritol or polyols with six hydroxyl groups, such as dipentaerythritol . The hydroxyl groups of these compounds can react to form urethane groups with the isocyanate group of a di- or polyisocyanate, with a corresponding excess of isocyanate groups forming polyisocyanates according to formula (I) which contain urethane groups in the radical R 1 .

Форполимеры NCO упоминаются тогда, когда, например, ди- или полиизоцианаты, которые могут быть использованы для получения соединений формулы (I), подвергают взаимодействию с полимерными соединениями, то есть соединениями, обладающими полидисперсностью, причем полимерные соединения несут, в частности, гидроксильные группы, первичные и/или вторичные аминогруппы и/или другие группы, реакционноспособные по отношению к изоцианатным группам. Такими полимерными соединениями являются, например, сложные полиэфиры полиолов, простые полиэфиры полиолов или простые и сложные полиэфиры полиолов. Гидроксильные группы этих полимерных соединений могут вступать в реакцию с образованием уретановых групп с изоцианатной группой диизоцианата, причем при соответствующем избытке изоцианатных групп образуются полиизоцианаты согласно формуле (I), которые в остатке R1 содержат уретановые группы, а также простоэфирные группы или сложноэфирные группы или же простоэфирные группы, а также сложноэфирные группы.NCO prepolymers are mentioned when, for example, di- or polyisocyanates, which can be used to obtain compounds of formula (I), are reacted with polymeric compounds, i.e. compounds having polydispersity, the polymeric compounds bearing, in particular, hydroxyl groups, primary and/or secondary amino groups and/or other groups reactive with isocyanate groups. Such polymeric compounds are, for example, polyester polyols, polyether polyols or polyether and polyester polyols. The hydroxyl groups of these polymeric compounds can react to form urethane groups with the isocyanate group of the diisocyanate, and with a corresponding excess of isocyanate groups, polyisocyanates according to formula (I) are formed, which in the remainder R 1 contain urethane groups, as well as ether groups or ester groups, or alternatively ether groups, as well as ester groups.

В настоящем изобретении ниже проводится различие между гидрофобными блокированными полиизоцианатами и гидрофильными блокированными полиизоцианатами. Особое предпочтение отдают гидрофобным блокированным полиизоцианатам.In the present invention, a distinction is made below between hydrophobic blocked polyisocyanates and hydrophilic blocked polyisocyanates. Particular preference is given to hydrophobic blocked polyisocyanates.

Чтобы получить гидрофобные блокированные полиизоцианаты, все n группы NCO в формуле (I) вступают во взаимодействие с приведенными ниже блокирующими агентами, а остаток R1 не содержит гидрофильных групп, таких как, например, остатки полиэтиленоксида, сульфонатные группы, сульфатные группы и/или карбоксилатные группы.In order to obtain hydrophobic blocked polyisocyanates, all n NCO groups in formula (I) react with the blocking agents below, and the R 1 residue does not contain hydrophilic groups, such as, for example, polyethylene oxide residues, sulfonate groups, sulfate groups and/or carboxylate groups.

Для получения гидрофильных блокированных полиизоцианатов используют полиизоцианаты формулы (I), которыеTo obtain hydrophilic blocked polyisocyanates, polyisocyanates of formula (I) are used, which

а. в остатке R1 имею гидрофильные группы, такие как, например, остатки полиэтиленоксида, сульфонатные группы, сульфатные группы и/или карбоксилатные группы; и/илиa. in the remainder R 1 have hydrophilic groups, such as, for example, residues of polyethylene oxide, sulfonate groups, sulfate groups and/or carboxylate groups; and/or

б. в которых по меньшей мере одна, предпочтительно ровно одна, из n групп NCO взаимодействует с одним из указанных ниже агентов гидрофилизации.b. in which at least one, preferably exactly one, of the n NCO groups interacts with one of the following hydrophilization agents.

Содержание блокированных кетоксимом и/или пиразолом полиизоцианатов (В), предпочтительно выбирают таким образом, что соотношение изоцианатных групп в блокированном или блокированных полиизоцианатах (В) к изоцианат-реакционноспособным группам в реакционноспособном по отношению к изоцианатным группам полимере (А) составляет от 0,5 до 2, особенно предпочтительно от 0,75 до 1,8, наиболее предпочтительно от 1 до 1,6 и в частности, от 1,2 до 1,6.The content of polyisocyanates (B) blocked with ketoxime and/or pyrazole is preferably chosen in such a way that the ratio of isocyanate groups in the blocked or blocked polyisocyanates (B) to isocyanate-reactive groups in the isocyanate-reactive polymer (A) is between 0.5 up to 2, particularly preferably from 0.75 to 1.8, most preferably from 1 to 1.6 and in particular from 1.2 to 1.6.

Содержание изоцианатных групп блокированных кетоксимом и/или пиразолом полиизоцианатов (В) составляет предпочтительно 8-22 мас. %, особенно предпочтительно 9-21 мас. %, наиболее предпочтительно 12-20 мас. %. Определение содержания изоцианатных групп осуществляли согласно DIN ISO 11909: 2007.The content of isocyanate groups blocked by ketoxime and/or pyrazole polyisocyanates (B) is preferably 8-22 wt. %, particularly preferably 9-21 wt. %, most preferably 12-20 wt. %. The determination of the content of isocyanate groups was carried out according to DIN ISO 11909: 2007.

Если блокированные кетоксимом и/или пиразолом полиизоцианаты (В) представляют собой гидрофилизированные соединения, то содержание их изоцианатных групп предпочтительно составляет от 8 до 15 мас. %, особенно предпочтительно от 9 до 13 мас. %, наиболее предпочтительно от 9,5 до 12,5 мас. %.If the polyisocyanates (B) blocked by ketoxime and/or pyrazole are hydrophilic compounds, then the content of their isocyanate groups is preferably from 8 to 15 wt. %, particularly preferably from 9 to 13 wt. %, most preferably from 9.5 to 12.5 wt. %.

Если блокированные кетоксимом и/или пиразолом полиизоцианаты (В) представляют собой негидрофилизированные, т.е. гидрофобные соединения, то содержание их изоцианатных групп предпочтительно составляет от 10 до 22 мас. %, особенно предпочтительно от 12 до 21 мас. %, наиболее предпочтительно от 13 до 20 мас. %.If the polyisocyanates (B) blocked by ketoxime and/or pyrazole are non-hydrophilized, i. hydrophobic compounds, the content of their isocyanate groups preferably ranges from 10 to 22 wt. %, particularly preferably from 12 to 21 wt. %, most preferably from 13 to 20 wt. %.

Блокирующие агентыBlocking agents

Пригодные в контексте настоящего изобретения блокирующие агенты представляют собой кетоксимы и пиразолы.Suitable blocking agents in the context of the present invention are ketoximes and pyrazoles.

Предпочтительные кетоксимы общей формулы (II) могут быть получены путем взаимодействия гидроксиламина с кетоном по следующей схеме реакции:Preferred ketoximes of general formula (II) can be obtained by reacting hydroxylamine with a ketone according to the following reaction scheme:

Figure 00000004
Figure 00000004

в которойwherein

остатки R2 и R3 независимо друг от друга означают алкильные остатки с 1-6, предпочтительно 1-4, особенно предпочтительно 1-3 атомами углерода; или R2 и R3 совместно образуют алкиленовый остаток с 3-5 атомами углерода.the radicals R 2 and R 3 , independently of one another, are alkyl radicals with 1-6, preferably 1-4, particularly preferably 1-3 carbon atoms; or R 2 and R 3 together form an alkylene residue with 3-5 carbon atoms.

Особенно предпочтительно R2 и R3 представляют собой этил и/или метил. Наиболее предпочтительно R2 означает метил и R3 означает этил.Particularly preferably R 2 and R 3 are ethyl and/or methyl. Most preferably R 2 is methyl and R 3 is ethyl.

Соответствующее соединение формулы (II) в таком случае обозначают как метилэтилкетоксим (МЕКО) или бутаноноксим.The corresponding compound of formula (II) is then referred to as methyl ethyl ketoxime (MEKO) or butanone oxime.

Предпочтительные пиразолы общей формулы (V)Preferred pyrazoles of general formula (V)

Figure 00000005
Figure 00000005

в которойwherein

остатки R4, R5 и R6 независимо друг от друга означают водород или алкильную группу с от 1 до 6, предпочтительно от 1 до 4, особенно предпочтительно от 1 до 3 атомами углерода, в контексте настоящего изобретения равным образом могут быть использованы в качестве блокирующих средств. Наиболее предпочтительно остатки R4, R5 и R6 означают метил и/или этил, в частности, метил.the radicals R 4 , R 5 and R 6 , independently of one another, are hydrogen or an alkyl group with 1 to 6, preferably 1 to 4, particularly preferably 1 to 3 carbon atoms, can also be used in the context of the present invention as blocking agents. Most preferably, the radicals R 4 , R 5 and R 6 are methyl and/or ethyl, in particular methyl.

Особенно предпочтительно соединения формулы (V) представляют собой алкилзамещенные, предпочтительно метилзамещенные в положении 3 кольца соединения с особенно предпочтительным R5=R6=Н и наиболее предпочтительно соединения формулы (V) алкилзамещенные, предпочтительно метилзамещенные в 3- и 5-положении кольца с особенно предпочтительным R5=Н. Таким образом, наиболее предпочтительно соединение общей формулы (V) представляет собой 3,5-диметилпиразол.Particularly preferably, the compounds of formula (V) are alkyl-substituted, preferably methyl-substituted in the 3-position of the ring, compounds with particularly preferred R 5 ═R 6 ═H, and most preferably, compounds of formula (V) are alkyl-substituted, preferably methyl-substituted in the 3- and 5-position of the ring with especially preferred R 5 =H. Thus, most preferably the compound of general formula (V) is 3,5-dimethylpyrazole.

Агенты гидрофилизацииHydrophilizing Agents

Для получения гидрофильных блокированных полиизоцианатов, наряду с блокирующими агентами, которые блокируют по меньшей мере две из n(≥3) изоцианатных групп соединения формулы (I), также используют агенты гидрофилизации общей формулы (III)To obtain hydrophilic blocked polyisocyanates, along with blocking agents that block at least two of the n (≥3) isocyanate groups of the compound of formula (I), hydrophilization agents of general formula (III) are also used

Figure 00000006
Figure 00000006

в которойwherein

X означает О, S, NH или NR', причем R' означает алкильный остаток с от 1 до 8, предпочтительно от 1 до 6 атомами углерода или циклоалкильный остаток с от 3 до 8, предпочтительно от 3 до 6 атомами углерода; иX is O, S, NH or NR', where R' is an alkyl radical with 1 to 8, preferably 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl radical with 3 to 8, preferably 3 to 6 carbon atoms; and

Rгидрофильный представляет собой алкокси-концевой полиалкиленоксидныи остаток и/или органический, предпочтительно алифатический остаток, содержащий группы сульфоновой кислоты, сульфонатные группы, карбоксильные группы и/или карбоксилатные группы.R hydrophilic represents an alkoxy-terminal polyalkylene oxide residue and/or an organic, preferably aliphatic residue containing sulfonic acid groups, sulfonate groups, carboxyl groups and/or carboxylate groups.

Соединения формулы (III) вводят в реакцию с по меньшей мере одной, предпочтительно только одной из n(≥3) изоцианатных групп, чтобы таким образом ввести по меньшей мере одну, предпочтительно одну гидрофильную группу ^гидрофильный g блокированные полиизоцианат.The compounds of formula (III) are reacted with at least one, preferably only one of the n(≥3) isocyanate groups, so as to introduce at least one, preferably one hydrophilic group ^ hydrophilic g blocked polyisocyanate.

В качестве соединений формулы Rгидрофильный предпочтительны те, в которых X означает О, NH или NR' означает и Rгидрофильный означает остаток R7-(OEt)y(OPr)z, где R7 представляет собой алкильный остаток с от 1 до 6, предпочтительно от 1 до 4 и особенно предпочтительно от 1 до 2 атомами углерода, у означает от 4 до 20, предпочтительно от 4 до 16 и особенно предпочтительно от 4 до 12, z означает от 0 до 10, предпочтительно от 0 до 6 и особенно предпочтительно от 0 до 4, как например, означает от 1 до 4, предпочтительно представляет собой y+z≤20 и предпочтительно у≥z, особенно предпочтительно у≥2z, наиболее предпочтительно представляет собой у≥3z. Особенно предпочтительно представляет собой z=0 и y=4-20.Preferred compounds of the formula R hydrophilic are those in which X is O, NH or NR' is and R hydrophilic is R 7 -(OEt) y (OPr) z where R 7 is an alkyl radical from 1 to 6, preferably 1 to 4 and particularly preferably 1 to 2 carbon atoms, y is 4 to 20, preferably 4 to 16 and particularly preferably 4 to 12, z is 0 to 10, preferably 0 to 6 and particularly preferably 0 to 4, such as 1 to 4, preferably y+z≤20 and preferably y≥z, particularly preferably y≥2z, most preferably y≥3z. Particularly preferably is z=0 and y=4-20.

Блокированные кетоксимом полиизоцианаты (соединения формулы (IV))Ketoxime Blocked Polyisocyanates (Compounds of Formula (IV))

На следующей схеме представлен пример получения предлагаемых в изобретении гидрофобных блокированных кетоксимом полиизоцианатов (n≥2; q=0; p=n; R1 не содержит гидрофильные группы) и гидрофильных блокированных кетоксимом полиизоцианатов (n≥3; q≥1; р=n-q; и/или n≥2; q≥0; R1 содержит по меньшей мере одну гидрофильную группу):The following scheme shows an example of the preparation of hydrophobic ketoxime-blocked polyisocyanates (n≥2; q=0; p=n; R 1 does not contain hydrophilic groups) and hydrophilic ketoxime-blocked polyisocyanates (n≥3; q≥1; p=nq) according to the invention. ; and/or n≥2; q≥0; R 1 contains at least one hydrophilic group):

Figure 00000007
Figure 00000007

в которойwherein

R1 означает органический остаток, не содержащий органические группы NCO, содержащий по меньшей мере один ароматический углеводородный остаток или по меньшей мере один циклоалифатический углеводородный остаток и при необходимости одну или несколько групп, выбранных изоциануратных групп, иминооксадиазиндионовых групп, уретдионовых групп, аллофанатных групп, биуретовых групп, уретановых групп, мочевинных групп, простоэфирнных групп и сложноэфирных групп;R 1 means an organic residue that does not contain organic NCO groups, containing at least one aromatic hydrocarbon residue or at least one cycloaliphatic hydrocarbon residue and, if necessary, one or more groups, selected isocyanurate groups, iminooxadiazinedione groups, uretdione groups, allophanate groups, biuret groups, urethane groups, urea groups, ether groups and ester groups;

R2 и R3 независимо друг от друга означают алкильные остатки с от 1 до 6, предпочтительно от 1 до 4, особенно предпочтительно от 1 до 3 атомами углерода; или совместно образуют алкиленовый остаток с от 3 до 5 атомами углерода;R 2 and R 3 independently of one another are alkyl residues with 1 to 6, preferably 1 to 4, particularly preferably 1 to 3 carbon atoms; or together form an alkylene residue with 3 to 5 carbon atoms;

Rгидрофильный представляет собой алкокси-концевой полиалкиленоксидный остаток и/или органический, предпочтительно алифатический остаток, содержащий группы сульфоновой кислоты, сульфонатные группы, карбоксильные группы и/или карбоксилатные группы; иR hydrophilic is an alkoxy-terminal polyalkylene oxide residue and/or an organic, preferably aliphatic residue containing sulfonic acid groups, sulfonate groups, carboxyl groups and/or carboxylate groups; and

n≥2 предпочтительно является до 10 и означает р+q, причем р означает от 2 до 10 и q означает от 0 до 8.n≥2 is preferably up to 10 and is p+q, where p is 2 to 10 and q is 0 to 8.

Особенно предпочтительно остаток R1 содержит по меньшей мере один ароматический углеводородный остаток.Particularly preferably, the residue R 1 contains at least one aromatic hydrocarbon residue.

Особенно предпочтительно q означает 0, то есть представляет собой гидрофобные блокированные кетоксимом полиизоцианаты.Particularly preferably, q is 0, ie these are hydrophobic ketoxime-blocked polyisocyanates.

Блокированные пиразолом полиизоцианаты (соединения формулы (VI))Pyrazole Blocked Polyisocyanates (Compounds of Formula (VI))

На следующей схеме представлен пример получения предлагаемых в изобретении гидрофобных блокированных пиразолом полиизоцианатов (n≥2; q=0; р=n; R1 не содержит гидрофильные группы) и гидрофильных блокированных пиразолом полиизоцианатов (n≥3; q≥1; p=n-q; и/или n≥2; q≥0; R1 содержит по меньшей мере одну гидрофильную группу):The following scheme shows an example of the preparation of hydrophobic pyrazole-blocked polyisocyanates (n≥2; q=0; p=n; R 1 does not contain hydrophilic groups) and hydrophilic pyrazole-blocked polyisocyanates (n≥3; q≥1; p=nq) according to the invention. ; and/or n≥2; q≥0; R 1 contains at least one hydrophilic group):

Figure 00000008
Figure 00000008

в которойwherein

R1 означает органический остаток, не содержащий органические группы NCO, содержащий по меньшей мере один ароматический углеводородный остаток или по меньшей мере один циклоалифатический углеводородный остаток и при необходимости одну или несколько групп, выбранных из группы изоциануратных групп, иминооксадиазиндионовых групп, уретдионовых групп, аллофанатных групп, биуретовых групп, уретановых групп, мочевинных групп, простоэфирных групп и сложноэфирных групп;R 1 means an organic residue that does not contain NCO organic groups, containing at least one aromatic hydrocarbon residue or at least one cycloaliphatic hydrocarbon residue and, if necessary, one or more groups selected from the group of isocyanurate groups, imino-oxadiazinedione groups, uretdione groups, allophanate groups , biuret groups, urethane groups, urea groups, ether groups and ester groups;

R4, R5 и R6 независимо друг от друга означают водород или алкильные остатки с 1-6, предпочтительно 1-4, особенно предпочтительно 1-3 атомами углерода, наиболее предпочтительно означают метил и/или этил, в частности, метил;R 4 , R 5 and R 6 independently of one another are hydrogen or alkyl radicals with 1-6, preferably 1-4, particularly preferably 1-3 carbon atoms, most preferably methyl and/or ethyl, in particular methyl;

Rгидрофильный означает алкокси-концевой полиалкиленоксидный остаток и/или органический, предпочтительно алифатический остаток, содержащий группы сульфоновой кислоты, сульфонатные группы, карбоксильные группы и/или карбоксилатные группы; иR hydrophilic means an alkoxy-terminal polyalkylene oxide residue and/or an organic, preferably aliphatic residue containing sulfonic acid groups, sulfonate groups, carboxyl groups and/or carboxylate groups; and

n≥2 предпочтительно является до 10 и означает р+q, причем р означает от 2 до 10 и q означает от 0 до 8.n≥2 is preferably up to 10 and is p+q, where p is 2 to 10 and q is 0 to 8.

Полианионный полимер (С)Polyanionic polymer (C)

Предлагаемая в изобретении водная композиция покровного средства содержит по меньшей мере один полианионный полимер (С), в данном случае также называемый полиэлектролитом. Под этим в контексте настоящего изобретения также понимают все потенциально полианионные полимеры, то есть также те, которые несут способные к преобразованию в соли кислотные группы, такие как, например, группа НООС, группа HOSO2 или группа HOSO3-.The aqueous coating composition according to the invention contains at least one polyanionic polymer (C), here also referred to as a polyelectrolyte. By this, in the context of the present invention, is also understood all potentially polyanionic polymers, ie also those which bear acidic groups capable of converting into salts, such as, for example, a HOOS group, a HOSO 2 group or a HOSO 3 - group.

Полианионный или полианионные полимеры (С) (в этом случае также обозначаемые как анионные полиэлектролиты (С)) отличаются от полимерных полиолов (А).Polyanionic or polyanionic polymers (C) (in this case also referred to as anionic polyelectrolytes (C)) are different from polymer polyols (A).

Полианионные полимеры (С) образуют в водной среде предпочтительно так называемые коллоидные растворы, в которых вследствие динамических процессов отсутствуют размерно-стабильные частицы. Поэтому по этой причине их не следует путать с частицами органического полимера, содержащими или состоящими из изоцианат-реакционноспособных полимеров (А), а также не причислять к компонентам этих частиц органического полимера (А).The polyanionic polymers (C) preferably form in an aqueous medium so-called colloidal solutions, in which dimensionally stable particles are absent due to dynamic processes. Therefore, for this reason, they should not be confused with organic polymer particles containing or consisting of isocyanate-reactive polymers (A), nor should they be considered components of these organic polymer particles (A).

Их выбирают из группы (C.i) природных, (C.ii) полусинтетических или (C.iii) синтетических полианионных полимеров. Полианионные полимеры (С) могут, в частности, быть частично этерифицированными и/или частично амидированными и/или частично эпоксидированными.They are selected from the group of (C.i) natural, (C.ii) semi-synthetic or (C.iii) synthetic polyanionic polymers. The polyanionic polymers (C) can in particular be partially esterified and/or partially amidated and/or partially epoxidized.

К группе (C.i) природных полианионных полимеров относят, например, встречающиеся в природе анионные полисахариды, такие как, например, содержащие глюкуроновую кислоту и/или галактуроновую кислоту анионные полисахариды, в частности, выбранные из группы пектинов, гуммиарабика, трагаканта, карай, камеди гхатти, ксантана и геллана; анионные полисахариды, содержащие гулуроновую кислоту и/или маннуроновую кислоту, такие как, в частности, альгинаты; встречающиеся в природе сульфатированные и при необходимости дополнительно карбоксилированные полисахариды, такие как, например, агар, каррагинан, сульфат хондроитина и гепарин. Предпочтение отдают поли анионным полисахаридам, содержащим карбоксильные группы, в частности, тем, которые несут исключительно карбоксильные группы или карбоксилатные группы. Среди них особое предпочтение отдают пектинам, альгинатам и гелланам.The group (C.i) of natural polyanionic polymers includes, for example, naturally occurring anionic polysaccharides, such as, for example, anionic polysaccharides containing glucuronic acid and/or galacturonic acid, in particular those selected from the group of pectins, gum arabic, tragacanth, karay, ghatti gums , xanthan and gellan; anionic polysaccharides containing guluronic acid and/or mannuronic acid, such as in particular alginates; naturally occurring sulfated and optionally additionally carboxylated polysaccharides, such as, for example, agar, carrageenan, chondroitin sulfate and heparin. Preference is given to polyanionic polysaccharides containing carboxyl groups, in particular those bearing exclusively carboxyl groups or carboxylate groups. Among them, special preference is given to pectins, alginates and gellans.

Кроме того, к группе (C.i) природных полианионных полимеров относят встречающиеся в природе полимеры, состоящие из или содержащие кислые аминокислоты, такие как, в частности, полиаминокислоты и полипептиды. К кислым аминокислотам относят, в частности, те, которые наряду с обязательной аминогруппой и карбоксильной группой несут по меньшей мере одну дополнительную карбоксильную группу. Связывание аминокислот друг с другом осуществляется через так называемые пептидные связи, при этом не имеет значения, являются ли они альфа-, омега- или изопептидными связями.In addition, the group (C.i) of natural polyanionic polymers includes naturally occurring polymers consisting of or containing acidic amino acids, such as, in particular, polyamino acids and polypeptides. Acid amino acids include, in particular, those which, in addition to the obligatory amino group and the carboxyl group, carry at least one additional carboxyl group. The binding of amino acids to each other is carried out through the so-called peptide bonds, it does not matter whether they are alpha, omega or isopeptide bonds.

К группе (C.ii) полусинтетических полианионных полимеров относят, например, впоследствии сульфатированные, фосфатированные и/или карбоксилированные природные поли анионные полимеры (C.i.), такие как, например, карбоксиметилированные полисахариды. С одной стороны, анионные полисахариды, уже упомянутые в (C.i), могут быть снабжены дополнительными анионными группами, с другой стороны, нейтральные полисахариды, такие как, например, гликоген, амилоза, целлюлоза, крахмалы, декстраны, фруктаны, каллоза, курдлан, хитин, полисахариды из камеди тары, гуаровой камеди и/или муки рожкового дерева, глюкоманнаны и амилопектин или даже несущие аминогруппу полисахариды, такие как хитозан.The group (C.ii) of semi-synthetic polyanionic polymers includes, for example, subsequently sulfated, phosphated and/or carboxylated natural polyanionic polymers (C.i.), such as, for example, carboxymethylated polysaccharides. On the one hand, the anionic polysaccharides already mentioned in (C.i) can be provided with additional anionic groups, on the other hand, neutral polysaccharides such as, for example, glycogen, amylose, cellulose, starches, dextrans, fructans, callose, curdlan, chitin , polysaccharides from tara gum, guar gum and/or locust bean flour, glucomannans and amylopectin, or even amino-bearing polysaccharides such as chitosan.

Помимо этого, к группе (C.ii) полусинтетических полианионных полимеров также относят, например, сульфаты лигнина.In addition, the group (C.ii) of semi-synthetic polyanionic polymers also includes, for example, lignin sulfates.

К группе (C.iii) синтетических полианионных полимеров также относят, например, полученные полностью синтетическим путем полимеры из или содержащие кислые аминокислоты, такие как, в частности, синтетические полиаминокислоты и синтетические полипептиды.The group (C.iii) of synthetic polyanionic polymers also includes, for example, completely synthetically obtained polymers from or containing acidic amino acids, such as, in particular, synthetic polyamino acids and synthetic polypeptides.

Кроме того, к группе (C.iii) также относят синтетические полианионные полимеры, например, поливинилсульфоновую кислоту, полиакриловую кислоту, полиметакриловую кислоту и сополимеры акриловой кислоты и/или метакриловой кислоты со сложными эфирами акриловой кислоты, сложными эфирами метакриловой кислоты, акриламидом, стиролом и различные акриловые, метакриловые или виниловые мономеры.In addition, group (C.iii) also includes synthetic polyanionic polymers, for example polyvinylsulfonic acid, polyacrylic acid, polymethacrylic acid and copolymers of acrylic acid and/or methacrylic acid with acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamide, styrene and various acrylic, methacrylic or vinyl monomers.

Особенно предпочтительно предлагаемая в изобретении водная композиция покровного средства содержит смесь из по меньшей мере двух разных полианионных полимеров (С), предпочтительно смесь из двух разных анионных полисахаридов (C.i), в частности, смесь двух пектинов.Particularly preferably, the aqueous coating composition according to the invention comprises a mixture of at least two different polyanionic polymers (C), preferably a mixture of two different anionic polysaccharides (C.i), in particular a mixture of two pectins.

Пектины, которые предпочтительно можно использовать, предпочтительно имеют степень этерификации карбоксильной функции в диапазоне от 5% до 75% или степень замещения (DS) от 1% до 75% в пересчете на повторяющуюся единицу полисахарида.The pectins that can preferably be used preferably have a degree of esterification of the carboxyl function in the range of 5% to 75%, or a degree of substitution (DS) of 1% to 75%, based on the repeating unit of the polysaccharide.

Особенно предпочтительные пектины предпочтительно имеют степень амидирования карбоксильных функций в диапазоне от 1 до 50% и/или степень эпоксидирования карбоксильных функций до 80% в пересчете на повторяющуюся единицу полисахарида.Particularly preferred pectins preferably have a degree of amidation of carboxyl functions in the range of 1 to 50% and/or a degree of epoxidation of carboxyl functions of up to 80%, based on the repeating unit of the polysaccharide.

Полианионные полимеры (С) предпочтительно имеют среднечисленную молекулярную массу Mn (определенную с помощью гель-проникающей хроматографии с использованием стандартов Пуллуланаи водного 0,05 мас. %-ого раствора азида натрия) в диапазоне от 5000 до 500000 г/моль, предпочтительно от 20000 до 250000 г/моль и наиболее предпочтительно от 25000 до 150000 г/моль.The polyanionic polymers (C) preferably have a number average molecular weight M n (determined by gel permeation chromatography using Pullulan standards and an aqueous 0.05 wt.% solution of sodium azide) in the range from 5000 to 500000 g/mol, preferably from 20000 up to 250,000 g/mol and most preferably from 25,000 to 150,000 g/mol.

Полианионный полимер (С) предпочтительно используют в количестве от 0,01 до 5,0 мас. %, особенно предпочтительно в количестве от 0,05 до 2,5 мас. %, наиболее предпочтительно в количестве от 0,1 до 1,0 мас. % в пересчете на общий вес водной композиции покровного средства.The polyanionic polymer (C) is preferably used in an amount of 0.01 to 5.0 wt. %, particularly preferably in an amount of from 0.05 to 2.5 wt. %, most preferably in an amount of from 0.1 to 1.0 wt. %, based on the total weight of the aqueous composition of the coating agent.

Полианионные полимеры (С) предпочтительно используют в форме их аммониевых и/или фосфониевых солей. Среди них особенно предпочтительными являются их соли с аммиаком и третичными аминами, такими как, например, триалкиламины, такие как, в частности, триметиламин, триэтиламин и трибутиламин или их соли с третичными фосфинами, такими как, например, триалкилфосфины, такие как три-т-бутилфосфин и три-н-бутилфосфин или трифенилфосфин. Равным образом, могут быть использованы четвертичные аммониевые и фосфониевые соли. Предпочтительным катионом четвертичного аммония является, например, тетра-н-бутиламмоний, а предпочтительным катионом четвертичного фосфония является, например, тетра-н-бутилфосфоний. Также могут быть использованы соли с DABCO (1,4-диазабицикло[2.2.2]октан).The polyanionic polymers (C) are preferably used in the form of their ammonium and/or phosphonium salts. Among these, particularly preferred are their salts with ammonia and tertiary amines, such as, for example, trialkylamines, such as, in particular, trimethylamine, triethylamine and tributylamine, or their salts with tertiary phosphines, such as, for example, trialkylphosphines, such as tri-t -butylphosphine and tri-n-butylphosphine or triphenylphosphine. Equally, quaternary ammonium and phosphonium salts can be used. A preferred quaternary ammonium cation is, for example, tetra-n-butylammonium, and a preferred quaternary phosphonium cation is, for example, tetra-n-butylphosphonium. Salts with DABCO (1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane) may also be used.

Комплексные фториды (D)Complex fluorides (D)

Предлагаемая в изобретении водная композиция покровного средства содержит один или несколько сложных фторидов, выбранных из группы, состоящей из гекса- или тетрафторидов металлических элементов групп IVb, Vb и VIb Периодической системы элементов, в частности, титана, циркония и гафния, предпочтительно в общем количестве от 1,1⋅10-6 моль/л до 0,30 моль/л в пересчете на атом металла.The aqueous composition of the coating agent according to the invention contains one or more complex fluorides selected from the group consisting of hexa- or tetrafluorides of metallic elements of groups IVb, Vb and VIb of the Periodic Table of the Elements, in particular titanium, zirconium and hafnium, preferably in a total amount of from 1.1⋅10 -6 mol/l to 0.30 mol/l in terms of a metal atom.

Предпочтительно комплексный фторид(ы) используют в общем количестве от 1,1⋅10-5 моль/л до 0,15 моль/л предпочтительно от 1,1⋅10-4 моль/л до 0,05 моль/л в пересчете на атом металла.Preferably, the complex fluoride(s) are used in a total amount of 1.1×10 -5 mol/l to 0.15 mol/l, preferably 1.1×10 -4 mol/l to 0.05 mol/l in terms of metal atom.

Добавление сложных фторидов в соответствии с изобретением приводит к получению в значительной степени гомогенных покрытий с толщиной сухого слоя в диапазоне обычно от 20 мкм до 100 мкм на холоднокатаной стали, горячекатаной стали, литой стали и до толщины сухого слоя обычно > 1 мкм на листе из оцинкованной стали или алюминия.The addition of complex fluorides according to the invention results in substantially homogeneous coatings with a dry film thickness in the range of typically 20 µm to 100 µm on cold rolled steel, hot rolled steel, cast steel and up to a dry film thickness of typically > 1 µm on galvanized sheet. steel or aluminium.

Наиболее предпочтительным является применение гексафторциркониевой кислоты и гексафтортитановой кислоты и их производных.Most preferred is the use of hexafluorozirconic acid and hexafluorotitanic acid and their derivatives.

Аминосиланы (Е)Aminosilanes (E)

Предлагаемые в изобретении водные композиции покровного средства содержат предпочтительно по меньшей мере один аминосилан следующей общей формулы (VII):The aqueous coating compositions according to the invention preferably contain at least one aminosilane of the following general formula (VII):

Figure 00000009
Figure 00000009

в которой L означает органическую связующую группу («линкер»);in which L means an organic linking group ("linker");

R7 означает алкильный остаток с от 1 до 4 атомами углерода, предпочтительно от 1 до 3 атомами углерода, особенно предпочтительно 1 или 2 атомами углерода, в частности, 2 атомами углерода или группу O=С-СН3;R 7 is an alkyl radical with 1 to 4 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms, particularly preferably 1 or 2 carbon atoms, in particular 2 carbon atoms or an O=C-CH 3 group;

R8 алкильный остаток с от 1 до 4 атомами углерода, предпочтительно от 1 до 3 атомами углерода, особенно предпочтительно 1 или 2 атомами углерода означает; иR 8 is an alkyl radical with 1 to 4 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms, particularly preferably 1 or 2 carbon atoms means; and

i означает 0 или 1, предпочтительно означает 0.i means 0 or 1, preferably means 0.

Предпочтительно органическая связующая группа L означает двухвалентный углеводородный остаток, особенно предпочтительно остаток (СН2)k с k=1, 2 или 3, предпочтительно k=1 или 3.Preferably the organic linking group L is a divalent hydrocarbon residue, particularly preferably a (CH 2 ) k residue with k=1, 2 or 3, preferably k=1 or 3.

Предпочтительно аминосиланы содержатся в водной композиции покровного средства в соответствии с изобретением в общем количестве от 0,0005 до 1,0 мас. %, особенно предпочтительно от 0,001 до 0,8 мас. % и наиболее предпочтительно от 0,0015 до 0,5 мас. %. Если общее количество аминосиланов общей формулы (VII) в пересчете на общий вес предлагаемой в изобретении водной композиции покровного средства составляет менее 0,0005 мас. %, то коррозионная стойкость покрытия уменьшается, если же общее количество аминосиланов общей формулы (VII) превышает 1,0 мас. %, в пересчете на общий вес предлагаемой в изобретении водной композиции покровного средства, то не происходит достаточное осаждение композиции покровного средства. Особенно предпочтительно верхняя граница общего количества аминосиланов составляет самое большее 0,2 мас. % или даже только 0,1 или 0,05 мас. % в пересчете на общий вес предлагаемой в изобретении водной композиции покровного средства. Отличные результаты получены даже при более низких количествах.Preferably, the aminosilanes are contained in the aqueous composition of the coating agent in accordance with the invention in a total amount of from 0.0005 to 1.0 wt. %, particularly preferably from 0.001 to 0.8 wt. % and most preferably from 0.0015 to 0.5 wt. %. If the total amount of aminosilanes of general formula (VII) in terms of the total weight of the aqueous composition of the coating agent according to the invention is less than 0.0005 wt. %, then the corrosion resistance of the coating decreases, if the total amount of aminosilanes of general formula (VII) exceeds 1.0 wt. %, based on the total weight of the aqueous coating composition according to the invention, sufficient precipitation of the coating composition does not occur. Particularly preferably, the upper limit of the total amount of aminosilanes is at most 0.2 wt. % or even only 0.1 or 0.05 wt. %, based on the total weight of the aqueous coating composition according to the invention. Excellent results are obtained even at lower amounts.

Добавки (F)Additives (F)

Особенно предпочтительно предлагаемая в изобретении водная композиция покровного средства содержит по меньшей мере одну добавку (F). К добавкам (F) относят только те соединения, которые не подпадают под одно из определений компонентов от (А) до (Е) или (G).Particularly preferably, the aqueous coating composition according to the invention contains at least one additive (F). Additives (F) include only those compounds that do not fall under one of the definitions of components from (A) to (E) or (G).

Добавки предпочтительно выбирают из группы, включающей в себя растворимые красители, пигменты, в частности, сажевые пигменты и/или наполнители, консерванты, в частности, биоциды, включая бактерициды, фунгициды, альгициды, гербициды и инсектициды; эмульгаторы, смачивающие и/или диспергирующие средства, способствующие растеканию средства, пластифицирующие агенты, кислоты для регулирования рН, загустители и сшивающие агенты.The additives are preferably selected from the group consisting of soluble colorants, pigments, in particular carbon black pigments and/or fillers, preservatives, in particular biocides, including bactericides, fungicides, algicides, herbicides and insecticides; emulsifiers, wetting and/or dispersing agents, spreading agents, plasticizing agents, pH adjusting acids, thickeners and cross-linking agents.

Растворимые красители, пигменты и/или наполнителиSoluble dyes, pigments and/or fillers

Предлагаемые в изобретении водные композиции покровного средства могут содержать различные красители, такие как, например, растворимые красители и/или главным образом нерастворимые окрашивающие и/или придающие эффект пигменты. Также могут присутствовать наполнители, которые обычно отличаются от пигментов, как правило, благодаря показателю преломления менее 1,7. В контексте настоящего изобретения особенно пригодными пигментами являются сажевые пигменты.The aqueous coating compositions according to the invention can contain various colorants, such as, for example, soluble colorants and/or mostly insoluble coloring and/or effect pigments. Fillers may also be present, which typically differ from pigments, typically due to a refractive index of less than 1.7. In the context of the present invention, carbon black pigments are particularly suitable pigments.

Консервантыpreservatives

Предлагаемые в изобретении водные композиции покровного средства предпочтительно содержат консерванты или биоциды. К ним относятся все вещества, ингибирующие рост микроорганизмов (грибов, бактерий, водорослей) или уничтожающие их, а также инсектициды и гербициды с ингибирующей рост или уничтожающей функцией, если только они не подпадают под другие компоненты настоящего изобретения.The aqueous coating compositions according to the invention preferably contain preservatives or biocides. These include all substances that inhibit or kill the growth of microorganisms (fungi, bacteria, algae), as well as insecticides and herbicides with a growth inhibitory or killing function, unless they fall within the scope of other components of the present invention.

ЭмульгаторыEmulsifiers

Предпочтительно предлагаемая в изобретении водная композиция покровного средства содержит по меньшей мере один эмульгатор, особенно предпочтительно выбранный из группы анионных или неионогенных эмульгаторов, как описано выше в качестве внешних эмульгаторов при описании частиц стабилизированного органического полимера.Preferably, the aqueous coating composition according to the invention contains at least one emulsifier, particularly preferably selected from the group of anionic or nonionic emulsifiers, as described above as external emulsifiers in the description of the stabilized organic polymer particles.

В частности, при применении (мет)акрилат-концевых полиуретанов в качестве изоцианат-реакционноспособного полимера (А) оказалось пригодным добавление модифицированных жирными кислотами сложных полиэфиров, предпочтительно тех, с (концевыми) третичными аминогруппами, в качестве эмульгаторов (например, доступных как EFKA 6225). Это может значительно увеличить стабилизацию в диапазоне рН приблизительно до рН 3.In particular, when using (meth)acrylate-terminated polyurethanes as the isocyanate-reactive polymer (A), the addition of fatty acid-modified polyesters, preferably those with (terminal) tertiary amino groups, has proven to be suitable as emulsifiers (for example, available as EFKA 6225 ). This can significantly increase stabilization in the pH range up to about pH 3.

Смачивающие и диспергирующие средстваWetting and dispersing agents

Смачивающие и/или диспергирующие средства, которые могут быть использованы в настоящем изобретении в предлагаемых в изобретении композициях покровного средства, предназначены для смачивания и диспергирования пигментов и/или наполнителей. В принципе, в контексте настоящего изобретения могут быть использованы все смачивающие и/или диспергирующие средства.Wetting and/or dispersing agents that can be used in the present invention in the proposed invention in the compositions of the coating agent, designed to wet and disperse pigments and/or fillers. In principle, all wetting and/or dispersing agents can be used in the context of the present invention.

Способствующие растеканию средстваSpreading aids

Способствующие растеканию средства помогают избежать нежелательных поверхностных структур после нанесения покрытия. Поскольку способствующие растеканию средства представляют собой растворители, то их следует причислять к растворителям (G).Flow aids help to avoid unwanted surface structures after coating. Since spreaders are solvents, they should be classified as solvents (G).

Кислоты для регулирования значения рНAcids for pH adjustment

В принципе, значение рН композиций в соответствии с изобретением можно регулировать с использованием кислот, таких как гексафтортитановая кислота или гексафторциркониевая кислота, то есть сложных фторидов (D). Однако, в принципе, также можно использовать и другие органические или неорганические кислоты, такие как азотная кислота или фосфорная кислота для регулирования кислого значения рН.In principle, the pH value of the compositions according to the invention can be adjusted using acids such as hexafluorotitanic acid or hexafluorozirconic acid, i.e. complex fluorides (D). However, in principle, other organic or inorganic acids, such as nitric acid or phosphoric acid, can also be used to adjust the acidic pH.

Сшивающие агентыCrosslinkers

Как правило, предлагаемые в изобретении водные композиции покровного средства наряду с блокированными кетоксимом и/или блокированными пиразолом полиизоцианатами (В), не содержат других внешних сшивающих агентов. Однако если присутствуют другие сшивающие агенты, то они могут представлять собой блокированные полиизоцианаты и/или аминопластичные смолы, такие как, например, меламиновые смолы, которые отличаются от блокированных кетоксимом и/или блокированных пиразолом полиизоцианатов (В).In addition to the ketoxime-blocked and/or pyrazole-blocked polyisocyanates (B), the aqueous coating compositions according to the invention generally do not contain other external cross-linking agents. However, if other crosslinkers are present, they may be blocked polyisocyanates and/or aminoplastic resins, such as, for example, melamine resins, which differ from the ketoxime-blocked and/or pyrazole-blocked polyisocyanates (B).

Добавление аминопластовых смол, в частности меламиновых смол оказывает положительный эффект в особенности, в отношении способности к перелакированию покрытий, полученных способом в соответствии с изобретением, например, базисными лаками и/или прозрачными лаками.The addition of aminoplast resins, in particular melamine resins, has a positive effect in particular with regard to the recoatability of coatings obtained by the process according to the invention, for example base coats and/or clear coats.

Растворители (G)Solvents (G)

Поскольку предлагаемые в изобретении композиции покровного средства представляют собой водные композиции, то основным растворителем является вода. Содержание воды в предлагаемых в изобретении композиции покровного средства предпочтительно находится в диапазоне от 65 до 95 мас. %, особенно предпочтительно в диапазоне от 70 до 90 мас. % и наиболее предпочтительно в диапазоне от 75 до 85 мас. %, в каждом случае в пересчете на общий вес предлагаемой в изобретении водной композиции покровного средства.Since the coating compositions according to the invention are aqueous compositions, the main solvent is water. The water content of the coating compositions according to the invention is preferably in the range of 65 to 95 wt. %, particularly preferably in the range from 70 to 90 wt. % and most preferably in the range from 75 to 85 wt. %, in each case based on the total weight of the aqueous coating composition according to the invention.

Водная композиция покровного средства имеет значение рН в диапазоне от 3,0 до 5,0, предпочтительно от 3,5 до 4,5 и особенно предпочтительно в диапазоне от 3,8 до 4,2, в частности, от 3,9 до 4,1. Предпочтительно значение рН можно регулировать с помощью неорганических кислот, таких как фосфорная кислота или азотная кислота или кислотной формы комплексных фторидов (D), например, гексафторциркониевой кислоты.The aqueous composition of the coating agent has a pH value in the range from 3.0 to 5.0, preferably from 3.5 to 4.5 and particularly preferably in the range from 3.8 to 4.2, in particular from 3.9 to 4. ,one. Preferably, the pH can be adjusted with inorganic acids such as phosphoric acid or nitric acid or acidic forms of the fluoride complex (D), for example hexafluorozirconic acid.

Наряду с водой предлагаемые в изобретении водные композиции покровного средства могут содержать органические растворители в качестве сорастворителей. Содержание сорастворителей в предлагаемых в изобретении водных композициях покровного средства предпочтительно находится в диапазоне от 0 до 15 мас. %, особенно предпочтительно в диапазоне от 0 до 10 мас. % и наиболее предпочтительно в диапазоне от 0 до 5 мас. %, как например, от 0 до 4 мас. %, от 0 до 3 мас. % или от 0 до 2 мас. %, каждый раз в пересчете на общий вес предлагаемой в изобретении водной композиции покровного средства.In addition to water, the aqueous coating compositions according to the invention may contain organic solvents as co-solvents. The content of co-solvents in the aqueous compositions of the coating agent according to the invention is preferably in the range from 0 to 15 wt. %, particularly preferably in the range from 0 to 10 wt. % and most preferably in the range from 0 to 5 wt. %, such as from 0 to 4 wt. %, from 0 to 3 wt. % or from 0 to 2 wt. %, each time based on the total weight of the aqueous coating composition according to the invention.

Приведенные ниже пленкообразующие добавки, а также диалкиловые эфиры, такие как, например, метоксипропанол, особенно подходят в качестве сорастворителей.The following film-forming additives, as well as dialkyl ethers such as, for example, methoxypropanol, are particularly suitable as co-solvents.

Некоторые специфические растворители также действуют как пленкообразующие добавки, смягчая поверхность частиц органического полимера и, таким образом, позволяя им плавиться. В контексте настоящего изобретения этот вид пленкообразующего средства равным образом относится к растворителям (Н).Some specific solvents also act as film formers, softening the surface of the organic polymer particles and thus allowing them to melt. In the context of the present invention, this kind of film-forming agent equally applies to solvents (H).

В частности, предпочтительными в качестве пленкообразующих добавок являются так называемые длинноцепочечные спирты, в частности, те, которые имеют от 4 до 20, такие как, например, бутандиол, бутилгликоль, бутилдигликоль, простые этиленгликолевые эфиры, такие как, в частности, монобутиловый эфир этиленгликоля, моноэтиловый эфир этиленгликоля, монометиловый эфир этиленгликоля, пропиловый эфир этиленгликоля, гексиловый эфир этиленгликоля, метиловый эфир диэтиленгликоля, этиловый эфир диэтиленгликоля, бутиловый эфир диэтиленгликоля, гексиловый эфир диэтиленгликоля или простые эфиры полипропиленгликоля, такие как в частности, монометиловый эфир пропиленгликоля, монометиловый эфир дипропиленгликоля, монометиловый эфир трипропиленгликоля, монобутиловый эфир пропиленгликоля, монобутиловый эфир дипропиленгликоля, монобутиловый эфир трипропиленгликоля, монопропиловый эфир пропиленгликоля, монопропиловый эфир дипропиленгликоля, монопропиловый эфир трипропиленгликоля, фениловый эфир пропиленгликоля, триметилпентандиолдиизобутират, политетрагидрофураны, полиэфирные полиолы и/или сложноэфирные полиолы.Particularly preferred as film-forming additives are the so-called long-chain alcohols, in particular those having from 4 to 20, such as, for example, butanediol, butyl glycol, butyl diglycol, ethylene glycol ethers, such as, in particular, ethylene glycol monobutyl ether , ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol propyl ether, ethylene glycol hexyl ether, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol butyl ether, diethylene glycol hexyl ether or polypropylene glycol ethers such as in particular propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, tripropylene glycol monopropyl ether, propylene glycol phenyl ether i, trimethylpentanediol diisobutyrate, polytetrahydrofurans, polyester polyols and/or ester polyols.

Равным образом применимой в водных первичных дисперсиях пленкообразующей добавкой является 2,2,4-триметил-1,3-пентандиол-1-изобутират (Texanol®).A film-forming additive equally useful in aqueous primary dispersions is 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol-1-isobutyrate (Texanol®).

Получение водных композиций покровного средства в соответствии с изобретениемPreparation of Aqueous Coating Compositions According to the Invention

Гидрофобные, блокированные полиизоцианаты (В) можно добавлять, например, непосредственно во время процесса изготовления анионно и/или неоионогенно стабилизированной дисперсии частиц органического полимера, которая включает изоцианат-реакционноспособный полимер (А). Изоцианат-реакционноспособный полимер (А) при этом действует как защитный коллоид или внешний эмульгатор для гидрофобного, блокированного полиизоцианата (В). После смешивания оба компонента могут быть диспергированы вместе.The hydrophobic, blocked polyisocyanates (B) can be added, for example, directly during the manufacturing process of an anionically and/or neoionically stabilized dispersion of organic polymer particles that includes the isocyanate-reactive polymer (A). The isocyanate-reactive polymer (A) then acts as a protective colloid or external emulsifier for the hydrophobic, blocked polyisocyanate (B). After mixing, both components can be dispersed together.

Гидрофильные блокированные полиизоцианаты (В) могут быть смешаны простым способом с анионно и/или неоионогенно стабилизированной дисперсией частиц органического полимера, которая содержит изоцианат-реакционноспособный полимер (А).The hydrophilic blocked polyisocyanates (B) can be mixed in a simple manner with an anionically and/or neoionically stabilized dispersion of organic polymer particles which contains the isocyanate-reactive polymer (A).

Однако дисперсии сшивающего агента также могут быть получены из гидрофобных блокированных полиизоцианатов с помощью внешних эмульгаторов.However, crosslinker dispersions can also be prepared from hydrophobic blocked polyisocyanates using external emulsifiers.

Добавление дополнительных компонентов осуществляют одновременно или вслед за вышеуказанными стадиями предпочтительно путем простого смешивания. После чего регулируют значение рН.The addition of additional components is carried out simultaneously or after the above stages, preferably by simple mixing. Then adjust the pH value.

Предпочтительно доля частиц органического полимера, которые содержат изоцианат-реакционноспособный полимер (А), соизмеряется так, что молярное соотношение групп NCO в блокированном полиизоцианате (В) к изоцианат-реакционноспособным группам в изоцианат-реакционноспособном полимере (А) составляет от 0,5 до 2,0, особенно предпочтительно от 0,75 до 1,8, наиболее предпочтительно от 1 до 1,6, как в частности, от 1,1 до 1,5 или от 1,2 до 1,6. Поэтому особенно предпочтительно использовать блокированный полиизоцианат (В) в отношении его реакционноспособных при температуре обжига групп NCO в избытке к изоцианатным реакционноспособным группам в изоцианат-реакционноспособном полимере (А).Preferably, the proportion of organic polymer particles that contain isocyanate-reactive polymer (A) is measured such that the molar ratio of NCO groups in the blocked polyisocyanate (B) to isocyanate-reactive groups in the isocyanate-reactive polymer (A) is from 0.5 to 2 0, particularly preferably from 0.75 to 1.8, most preferably from 1 to 1.6, such as in particular from 1.1 to 1.5 or from 1.2 to 1.6. Therefore, it is particularly preferable to use the blocked polyisocyanate (B) with respect to its reactive NCO groups at the firing temperature in excess of the isocyanate reactive groups in the isocyanate-reactive polymer (A).

Предпочтительно получение предлагаемой в изобретении водной композиции покровного средства осуществляют путем того, что:Preferably, the preparation of the aqueous coating composition according to the invention is carried out by:

(i) блокированный(ые) кетоксимом и/или пиразолом полиизоцианат(ы) (В) смешивают, с применением внешнего эмульгатора или без него, с дисперсией частиц органического полимера, которые имеют средний размер частиц от 10 до 1000 нм и содержат или состоят из одного или нескольких изоцианат-реакционноспособных полимеров (А); или(i) the ketoxime and/or pyrazole blocked polyisocyanate(s) (B) are mixed, with or without an external emulsifier, with a dispersion of organic polymer particles which have an average particle size of 10 to 1000 nm and contain or consist of one or more isocyanate-reactive polymers (A); or

(ii) получают дисперсию частиц органического полимера, которые имеют средний размер частиц от 10 до 1000 нм и содержат или состоят из одного или нескольких изоцианат-реакционноспособных полимеров (А) в присутствии блокированного(ых) кетоксимом и/или пиразолом полиизоцианата(ов) (В);(ii) obtaining a dispersion of organic polymer particles which have an average particle size of 10 to 1000 nm and contain or consist of one or more isocyanate-reactive polymers (A) in the presence of polyisocyanate(s) blocked by ketoxime and/or pyrazole ( AT);

иand

(iii) одновременно или впоследствии примешивают полианионный полимер(ы) (С), комплексный фторид(ы) (D) и аминосилан(ы) (Е); и(iii) the polyanionic polymer(s) (C), the complex fluoride(s) (D) and the aminosilane(s) (E) are admixed simultaneously or subsequently; and

(iv) устанавливают значение рН до значения от 3 до 5.(iv) adjust the pH to a value between 3 and 5.

Способ нанесения покрытий на высвобождающие ионы металлов поверхности подложекMethod for applying coatings to metal ion-releasing surfaces of substrates

Предлагаемый в изобретении способ покрытия высвобождающей ионы металлов поверхности подложки, включает в себя или состоит из следующих стадий:The method according to the invention for coating a surface of a substrate releasing metal ions comprises or consists of the following steps:

I. обеспечение подложки с высвобождающей ионы металлов поверхностью,I. providing a substrate with a metal ion releasing surface,

II. введение в контакт высвобождающей ионы металлов поверхности с предлагаемой в изобретении водной композицией покровного средства с образованием органического покрытия,II. contacting the metal ion-releasing surface with the aqueous composition of the coating agent according to the invention to form an organic coating,

III. при необходимости промывание органического покрытия иIII. if necessary, washing the organic coating and

IV. при необходимости сушка органического покрытия при температуре от 10 до 120°С в течение периода времени от 1 до 40 мин и отверждения органического покрытия при пиковой температуре металла от 120 до 200°С в течение периода времени от 5 до 50 мин; илиIV. optionally drying the organic coating at 10 to 120°C for a period of 1 to 40 minutes and curing the organic coating at a peak metal temperature of 120 to 200°C for a period of 5 to 50 minutes; or

V. при необходимости сушка органического покрытия и покрытия дополнительной предлагаемой в изобретении композицией покровного средства и последующей сушки образованного в стадии V покрытия или обоих покрытий и совместного отверждения обоих покрытий при пиковой температуре металла от 120 до 200°С в течение периода времени от 5 до 50 мин.V. if necessary, drying the organic coating and the coating of the additional coating composition according to the invention and then drying the coating formed in stage V or both coatings and co-curing both coatings at a peak metal temperature of from 120 to 200 ° C for a period of time from 5 to 50 min.

Стадия IStage I

ПодложкиSubstrates

Среди подлежащих покрытию подложек с поверхностями, которые высвобождают ионы металлов, в этом случае в соответствии с изобретением сначала различают металлические и неметаллические подложки. В контексте данного изобретения ионы металлов, высвобождаемые с поверхностей, представляют собой катионы металлов, предпочтительно катионы поливалентных металлов. Катионы поливалентных металлов предпочтительно выбирают из группы, включающей или состоящей из Fe2+, Fe3+, Al3+, Cu2+, Zn2+, Ca2+, Mg2+, Ti4+, Sn2+, Sn4+, Cr3+ и Ni2+.Among the substrates to be coated with surfaces which release metal ions, in this case, according to the invention, metallic and non-metallic substrates are first distinguished. In the context of this invention, the metal ions released from the surfaces are metal cations, preferably polyvalent metal cations. The polyvalent metal cations are preferably selected from the group including or consisting of Fe 2+ , Fe 3+ , Al 3+ , Cu 2+ , Zn 2+ , Ca 2+ , Mg 2+ , Ti 4+ , Sn 2+ , Sn 4 + , Cr 3+ and Ni 2+ .

Под металлической подложкой в этом случае обозначены металлы, сплавы или подложки, покрытые металлом или сплавом, причем подложка, покрытая металлом или сплавом, в свою очередь, представляет собой металл, сплав или неметаллическую подложку, такую как, например, пластмасса, стекло или дерево. То есть поверхность подложки выполнена из металла или сплава. При этом металлические подложки должны иметь поверхность, которая высвобождает ионы металлов в условиях способа, в частности, при значении рН, которое должно поддерживаться в способе.Under the metal substrate in this case are denoted metals, alloys or substrates coated with a metal or alloy, and the substrate coated with a metal or alloy, in turn, is a metal, alloy or non-metal substrate, such as, for example, plastic, glass or wood. That is, the surface of the substrate is made of metal or alloy. In this case, the metal substrates must have a surface that releases metal ions under the process conditions, in particular at the pH value to be maintained in the process.

Неметаллические подложки имеют неметаллическую поверхность, то есть поверхность, которая не состоит из металла или сплава, такого как, например, органическое и/или неметаллическое неорганическое, например, силикатное покрытие, в которое включены ионы металлов или сквозь которое высвобожденные из нижележащей подложки ионы металлов могут диффундировать к поверхности.Non-metallic substrates have a non-metallic surface, i.e. a surface that does not consist of a metal or alloy, such as, for example, an organic and/or non-metallic inorganic, for example, a silicate coating, in which metal ions are incorporated or through which metal ions released from the underlying substrate can diffuse to the surface.

Чтобы получить такую высвобождающую ионы металлов неметаллическую подложку с прочносцепленным силикатным покрытием, можно, например, выполнить покрытие водной композицией в форме дисперсии на основе включающего катионы поливалентных металлов коллоидного силикатного золя или модифицированного силаном или силикатом полимера.To obtain such a metal ion releasing non-metal substrate with a strongly adherent silicate coating, it is possible, for example, to coat with an aqueous composition in the form of a dispersion based on a colloidal silicate sol containing polyvalent metal cations or a polymer modified with a silane or silicate.

К неметаллическим неорганическим покрытиям, пригодным для высвобождения катионов металлов с поверхности, также относятся, например, конверсионные слои, способные к осаждению в рамках предварительной обработки металлов или сплавов.Non-metallic inorganic coatings suitable for releasing metal cations from the surface also include, for example, conversion layers capable of being deposited as part of the pretreatment of metals or alloys.

В принципе, в качестве подложек пригодны все виды металлических материалов, в частности, те, которые изготовлены из алюминия, железа, меди, титана, цинка, магния, олова и/или сплавов содержащих алюминий, железо, кальций, медь, магний, никель, хром, молибден, титан, цинк и/или олово, причем они также могут быть использованы смежно и/или один за другим. Как описано выше, поверхности материала при необходимости также могут быть предварительно покрыты и/или покрыты, например, цинком или сплавом, содержащим алюминий и/или цинк. Особенно пригодной в качестве подложки является сталь, такая как, например, холоднокатаная сталь или оцинкованная сталь.In principle, all kinds of metallic materials are suitable as substrates, in particular those made of aluminium, iron, copper, titanium, zinc, magnesium, tin and/or alloys containing aluminium, iron, calcium, copper, magnesium, nickel, chromium, molybdenum, titanium, zinc and/or tin, and they can also be used adjacent and/or one after the other. As described above, the material surfaces can optionally also be precoated and/or coated, for example with zinc or an alloy containing aluminum and/or zinc. A particularly suitable substrate is steel, such as, for example, cold-rolled steel or galvanized steel.

В качестве объектов для нанесения покрытия, в принципе, могут быть использованы все виды объектов, которые имеют поверхности, выделяющие ионы металлов. К ним, в частности, относят полимерные материалы с металлическим покрытием или полимерным покрытием, высвобождающим ионы металлов, или же армированные волокном. Особенно предпочтительными объектами являются, в частности ленты (рулоны), листовой металл, детали, такие как, например, мелкие детали, соединенные компоненты, компоненты сложной формы, профили, стержни и/или провода.As objects to be coated, in principle, all kinds of objects that have metal ion-emitting surfaces can be used. These include, in particular, polymeric materials with a metal coating or a polymeric coating that releases metal ions, or reinforced with fibers. Particularly preferred objects are, in particular, strips (rolls), sheet metal, parts such as, for example, small parts, connected components, complexly shaped components, profiles, rods and/or wires.

Предварительная обработка поверхностиSurface pretreatment

Поверхность подложек можно подвергнуть предварительной обработке.The surface of the substrates can be pre-treated.

В контексте настоящего изобретения термин «предварительная обработка поверхности» охватывает все меры до введения в контакт высвобождающей ионы металлов поверхности с предлагаемой в изобретении водной композицией покровного средства для образования органического покрытия (стадия II).In the context of the present invention, the term "surface pre-treatment" encompasses all steps prior to bringing the metal ion-releasing surface into contact with the inventive aqueous coating composition to form an organic coating (step II).

К ним, в частности, относят:These include, in particular:

- удаление загрязнения с поверхности (очистка)- removal of contamination from the surface (cleaning)

- активирование поверхности для нанесения покрытия и- surface activation for coating and

- нанесение слоев, замедляющих коррозию и/или улучшающих адгезию, в частности, также высвобождающих ионы металлов.- applying layers that slow down corrosion and/or improve adhesion, in particular also releasing metal ions.

Меры по предварительной обработке поверхности зависят от материала подложки, возможно имеющихся загрязнений, от потребностей к выбору очищающего средства, а также от требований, предъявляемым к наносимым покрытиям.Surface pre-treatment measures depend on the substrate material, possible contaminants, the need for the choice of cleaning agent, as well as the requirements for the coatings to be applied.

К типичным загрязнениям в случае металлов или их сплавов относят, в частности, металлическую стружку, масла, жиры, окалину, ржавчину, оксиды, налет ржавчины, пыль, соли, силиконы, доводочную пасту, остатки лака и старые покрытия. Очистку можно осуществлять механически, например, путем протирания, шлифования, полирования, очистки щеткой, струйной обработки и термической огневой зачистки или химически (при необходимости с механической поддержкой) путем травления и/или очистки органическими растворителями и/или водными очистителями, в частности, щелочными очистителями. Подготовка поверхности или предварительная обработка поверхности может быть выполнена путем активации (например, механического придания шероховатости путем облучения или химической активации помощью фосфата титана), декапирования в случае содержащих алюминий поверхностей, конверсионного покрытия, например, путем хроматирования или способом без хроматирования и/или последующего пассивирования.Typical contaminants in the case of metals or their alloys include, in particular, metal chips, oils, greases, scale, rust, oxides, rust deposits, dust, salts, silicones, finishing paste, varnish residues and old coatings. Cleaning can be carried out mechanically, for example, by rubbing, grinding, polishing, brushing, blasting and thermal fire cleaning, or chemically (if necessary with mechanical support) by pickling and/or cleaning with organic solvents and/or aqueous cleaners, in particular alkaline cleaners. Surface preparation or surface pre-treatment can be carried out by activation (eg mechanical roughening by irradiation or chemical activation with titanium phosphate), pickling in the case of aluminum-containing surfaces, conversion coating, for example by chromating or by a method without chromating and/or subsequent passivation .

К типичным загрязнениям в случае пластмасс относят, в частности, жиры, масла, смазки, пыль и пот, в частности, пот от ладоней. Как правило, очистку осуществляют механически путем протирания, обдувки и/или ополаскивания, и/или химически с помощью органических растворителей и/или водных очистителей. Подготовку поверхности или предварительную обработку поверхности можно выполнять с помощью процесса обработки хромовой смесью, сатинирования, обработки бензофеноном в УФ излучении, обработки пламенем, плазменных способов и/или коронным разрядом.Typical contaminants in the case of plastics include, in particular, fats, oils, greases, dust and perspiration, in particular sweat from the palms. Typically, cleaning is carried out mechanically by wiping, blowing and/or rinsing, and/or chemically using organic solvents and/or aqueous cleaners. The surface preparation or surface pre-treatment can be carried out by a chrome-blend process, satin finish, UV benzophenone treatment, flame treatment, plasma techniques and/or corona treatment.

К типичным загрязнениям в случае древесины относят, в частности, остатки после шлифовки и пыль. Очистку обычно выполняют механически путем шлифования, полировки и/или очистки щеткой. Подготовка поверхности или предварительная обработка поверхности могут быть выполнены посредством пропитывания, запечатывания и/или грунтования.Typical contaminants in the case of wood include, in particular, sanding residues and dust. Cleaning is usually performed mechanically by grinding, polishing and/or brushing. Surface preparation or surface pre-treatment may be performed by impregnating, sealing and/or priming.

К типичным загрязнениям на минеральных субстратах относят, в частности, пыль, соли и жиры. Очистку обычно проводят механически путем струйной обработки и/или химически с использованием органических растворителей и/или водных очистителей. Подготовку поверхности или предварительную обработку поверхности обычно осуществляют с помощью пропитывания и запечатывания.Typical contaminants on mineral substrates include, in particular, dust, salts and fats. Cleaning is usually carried out mechanically by blasting and/or chemically using organic solvents and/or aqueous cleaners. Surface preparation or surface pre-treatment is usually carried out by impregnation and sealing.

Если после вышеуказанных стадий очистки и подготовки или предварительной обработки все еще нет поверхности, которая высвобождает ионы металлов, наносят органические или неорганические покрытия, которые высвобождают ионы металлов, например, в форме уже упомянутого выше включающего катионы поливалентных металлов коллоидного силикатного золя, или путем парового осаждением металла или нанесения так называемой антикоррозионной грунтовки, которая содержит металлы или соединения металлов.If, after the above steps of cleaning and preparation or pre-treatment, there is still no surface that releases metal ions, organic or inorganic coatings are applied that release metal ions, for example in the form of the colloidal silica sol already mentioned above containing polyvalent metal cations, or by vapor deposition metal or applying a so-called anti-corrosion primer, which contains metals or metal compounds.

Если после вышеуказанных стадий очистки и подготовки или предварительной обработки имеется высвобождающая ионы металлов поверхность, то никакое другое покрытие не требуется. С другой стороны, могут быть нанесены, например, покровные средства, которые сами высвобождают ионы металлов или по меньшей мере являются проницаемыми для ионов металлов, так что ионы металлов лежащей под ними поверхности могут мигрировать или диффундировать через покрытие к поверхности покрытия.If there is a metal ion releasing surface after the above cleaning and preparation or pre-treatment steps, then no other coating is required. On the other hand, for example, coating agents can be applied which themselves release metal ions or are at least permeable to metal ions, so that the metal ions of the underlying surface can migrate or diffuse through the coating to the surface of the coating.

Стадия IIStage II

Образование органического покрытия в стадии II. способа нанесения покрытия в соответствии с изобретением, как правило, происходит без наложения тока. Термин «нанесение покрытия без наложения тока» в контексте настоящего изобретения означает, что при покрытии поверхности, высвобождающей ионы металлов, предлагаемой в изобретении водной композицией покровного средства не применяют внешний источник тока (химическое осаждение). Так, например, наряду с аппаратурным и энергетическими расходами, можно избежать того, что благодаря различным локальным плотностям тока на подложке образуются разные толщины слоев покрытия, которые могут привести к образованию краев. Кроме того, избегают других недостатков, которые уже описанные выше для электрического нанесения лакокрасочных покрытий погружением.Formation of an organic coating in stage II. The coating process according to the invention generally takes place without current application. The term "currentless coating" in the context of the present invention means that no external current source (chemical deposition) is used to coat the metal ion releasing surface with the inventive aqueous coating composition. Thus, for example, in addition to hardware and energy costs, it is possible to avoid that due to different local current densities, different thicknesses of the coating layers are formed on the substrate, which can lead to the formation of edges. In addition, other disadvantages are avoided which are already described above for electric dip painting.

Стадию нанесения покрытия погружением в способе согласно изобретению можно осуществлять в широком диапазоне температур предпочтительно от 10 до 50°С, особенно предпочтительно от 20 до 40°С, как в частности, при комнатной температуре (23°С).The dip coating step of the method according to the invention can be carried out over a wide temperature range, preferably from 10 to 50°C, particularly preferably from 20 to 40°C, such as in particular at room temperature (23°C).

Особенно предпочтительно органическое покрытие образуется в течение от 20 секунд до 20 минут, наиболее предпочтительно от 30 секунд до 3 минут, как в частности, от 45 секунд до 2 минут в ванне для погружения и после сушки предпочтительно имеет толщину сухой пленки в пределах от 5 до 50 мкм, особенно предпочтительно от 10 до 40 мкм и наиболее предпочтительно от 15 до 30 мкм. Толщина слоя увеличивается с продолжительностью погружения и, таким образом, может контролироваться.Particularly preferably, the organic coating forms within 20 seconds to 20 minutes, most preferably 30 seconds to 3 minutes, such as in particular 45 seconds to 2 minutes in the dipping bath and after drying preferably has a dry film thickness in the range of 5 to 50 µm, particularly preferably 10 to 40 µm and most preferably 15 to 30 µm. The layer thickness increases with the duration of the immersion and thus can be controlled.

Стадия IIIStage III

Необязательную стадию промывания III осуществляют, как правило, с помощью водной среды, такой как, например, вода или водопроводная вода или предпочтительно с помощью не полностью деминерализованной водной среды, например, водой для промывания предшествующей стадии промывания. Использование не полностью деминерализованной воды препятствует повторному растворению покрытия в процессе промывания.The optional washing step III is generally carried out with an aqueous medium, such as, for example, water or tap water, or preferably with an incompletely demineralized aqueous medium, for example, with water to wash the previous washing step. The use of incompletely demineralized water prevents the coating from re-dissolving during the rinsing process.

Стадии IV и VStages IV and V

Сушку в стадиях IV и/или V предпочтительно при температуре окружающей среды от 10 до 100°С, особенно предпочтительно от 20 до 90°С, наиболее предпочтительно от 40 до 80°С в течение промежутка времени предпочтительно от 1 до 30 мин., особенно предпочтительно от 2 до 20 мин. и наиболее предпочтительно от 5 до 15 мин.Drying in stages IV and/or V preferably at ambient temperature from 10 to 100°C, particularly preferably from 20 to 90°C, most preferably from 40 to 80°C for a period of time preferably from 1 to 30 minutes, especially preferably 2 to 20 minutes. and most preferably 5 to 15 minutes.

При осуществлении стадии V можно поступать как в стадии П. За стадией V может следовать стадия промывания аналогично стадии III.Step V can be carried out as in step P. Step V can be followed by a washing step similar to step III.

Отверждение в стадиях IV и/или V предпочтительно происходит при температурах от 130 до 200°С, особенно предпочтительно от 135 до 190°С, наиболее предпочтительно при температурах от 145 до 180°С и в частности, от 145 до 170°С «пиковой температуре металла» (РМТ; температура объекта) в течение периода времени предпочтительно от 5 до 45 мин., особенно предпочтительно от 10 до 30 мин. и наиболее предпочтительно от 12 до 20 мин.Curing in stages IV and/or V preferably takes place at temperatures from 130 to 200°C, particularly preferably from 135 to 190°C, most preferably at temperatures from 145 to 180°C and in particular from 145 to 170°C "peak metal temperature (PMT; object temperature) for a period of time, preferably 5 to 45 minutes, particularly preferably 10 to 30 minutes. and most preferably 12 to 20 minutes.

Оказалось, что покрытые в соответствии с изобретением поверхности могут быть изготовлены значительно более простым и существенно более экономичным способом, чем, например, те, которые получают способом электрофоретического лакирования, обычного автофоретического лакирования погружением или порошкового нанесения лакокрасочного покрытия и тем не менее обладает превосходной защитой от коррозии.It has turned out that the surfaces coated according to the invention can be produced in a much simpler and much more economical way than, for example, those obtained by electrophoretic painting, conventional autophoretic dip painting or powder coating, and yet have excellent protection against corrosion.

Кроме того, оказалось, что такие покрытия, полученные в соответствии с изобретением, по существу, равноценны по своим свойствам покрытиям электрофоретического лакирования, обычного автофоретического лакирования погружением или порошкового нанесения лакокрасочного покрытия современной промышленной практики.In addition, it turned out that such coatings obtained in accordance with the invention are essentially equivalent in their properties to coatings of electrophoretic varnishing, conventional autophoretic dip varnishing or powder coating of modern industrial practice.

Неожиданно было установлено, что последующие покрытия, нанесенные в соответствии с изобретением, образовывали гомогенный слой с равномерной толщиной сухого слоя даже на детали сложной формы, сравнимой с качеством обычного электрофоретически или автофоретически осажденного лакового слоя.Surprisingly, it has been found that the subsequent coatings applied in accordance with the invention form a homogeneous layer with a uniform dry film thickness, even on parts of complex shape, comparable to the quality of a conventional electrophoretically or autophoretically deposited lacquer layer.

Покрытие согласно изобретению предпочтительно можно использовать для покрытых подложек, таких как проволока, проволочная сетка, лента, металлический лист, профиль, облицовка, деталь транспортного средства или корпуса летательного аппарата, элемент для бытового прибора, элемент в строительном деле, рама, элемент ограждения, радиатора или элемент забора, формованное изделие сложной геометрической формы или мелкие детали, такие как, например, винт, гайка, фланец или пружина. Особенно предпочтительно его использовать в автомобилестроении, в строительном деле, для приборостроения, для бытовой техники или в монтаже систем отопления. Применение способа согласно изобретению особенно предпочтительно для нанесения покрытий на подложки, которые вызвали проблемы при покрытии посредством нанесения лака электроосаждением.The coating according to the invention can preferably be used on coated substrates such as wire, wire mesh, tape, metal sheet, profile, cladding, part of a vehicle or aircraft body, element for a household appliance, element in the construction industry, frame, element of a fence, radiator or a fence element, a molded product with complex geometric shapes, or small parts such as, for example, a screw, nut, flange or spring. It is particularly preferred for use in the automotive industry, in the construction industry, for instrumentation, for household appliances or in the installation of heating systems. The use of the method according to the invention is particularly advantageous for coating substrates which have caused problems when coated by electroplating varnish.

Изобретение более подробно пояснено ниже при помощи примерных вариантов осуществления и сравнительных примеров согласно изобретению.The invention is explained in more detail below with the help of exemplary embodiments and comparative examples according to the invention.

ПримерыExamples

Ванны для нанесения покрытия погружением были заполнены водными композициями покровного средства в соответствии с приведенными в Таблицах 1-4 компонентами. Данные в Таблицах относится к весовым частям (твердые вещества) в 100 весовых частях композиции покровного средства. Все ванны имели значение рН от 4,0±0,2 и общее содержание твердых веществ от 20,7±0,5 мас. % (1 г образца, 60 мин., 125°С).Baths for coating immersion were filled with aqueous compositions of the coating agent in accordance with the components shown in Tables 1-4. The data in the Tables refers to parts by weight (solids) in 100 parts by weight of the coating composition. All baths had a pH value of 4.0±0.2 and a total solids content of 20.7±0.5 wt. % (1 g sample, 60 min., 125°C).

При комнатной температуре (23°С) очищенные щелочью фосфатированные листы из холоднокатаной стали погружали в соответствующие ванны на 1 мин., чтобы покрыть листы.At room temperature (23° C.), alkali-cleaned, phosphated cold-rolled steel sheets were immersed in appropriate baths for 1 minute to coat the sheets.

Затем покрытия промывали водой и сушили. Толщина сухого слоя после сушки в течение 10 минут при 80°С составляла приблизительно 20 мкм для всех образцов.The coatings were then washed with water and dried. The dry film thickness after drying for 10 minutes at 80°C was approximately 20 µm for all samples.

После произведенной сушки покрытые в соответствии с изобретением листы обжигали при температуре объекта (пиковая температура металла; РМТ) в 170 или 180°С в течение 15 или 20 мин.After drying, the sheets coated according to the invention were fired at an object temperature (peak metal temperature; PMT) of 170 or 180° C. for 15 or 20 minutes.

Образцы были испытаны в тесте нейтрального солевого тумана (NSS; согласно DIN EN ISO 9227:2012-09). Проникновение было усреднено каждый раз по нескольким измерениям и расположено по группам от «отличного» (+++) до «плохого» (-) (см. Таблицы).The samples were tested in the neutral salt spray test (NSS; according to DIN EN ISO 9227:2012-09). Penetration was averaged over several measurements each time and grouped from "excellent" (+++) to "poor" (-) (see tables).

Примеры, отмеченные в Таблицах звездочкой «*», являются сравнительными примерами.The examples marked with an asterisk "*" in the Tables are comparative examples.

Компоненты примеров и сравнительных примеров*Components of Examples and Comparative Examples*

А1 Частицы органических полимеров из гидроксифункциональной и таким образом, изоцианат-реакционноспособной эпоксидной смолы с эквивалентным весом эпокси (VLN 305) 485-550 г/моль и средним размером частиц прибл. 600 нмA1 Organic polymer particles from a hydroxy-functional and thus isocyanate-reactive epoxy resin with an epoxy equivalent weight (VLN 305) of 485-550 g/mol and an average particle size of approx. 600 nm

B1 DMP-блокированный циклоалифатический полиизоцианат с содержанием NCO 14,2 мас. %B1 DMP-blocked cycloaliphatic polyisocyanate with an NCO content of 14.2 wt. %

B2 DMP-блокированный циклоалифатический полиизоцианат с содержанием NCO 20,3 мас. %B2 DMP-blocked cycloaliphatic polyisocyanate with an NCO content of 20.3 wt. %

B3 MEKO-блокированный циклоалифатический полиизоцианат с содержанием NCO 14,7 мас. %B3 MEKO-blocked cycloaliphatic polyisocyanate with an NCO content of 14.7 wt. %

B4 MEKO-блокированный ароматический полиизоцианат на основе MDI с содержанием NCO 19,0 мас. %B4 MEKO-blocked aromatic polyisocyanate based on MDI with an NCO content of 19.0 wt. %

B5 DMP-блокированный, содержащий полиэтиленоксидную цепь, циклоалифатический полиизоцианат с содержанием NCO 10,5 мас. %B5 DMP-blocked, containing a polyethylene oxide chain, cycloaliphatic polyisocyanate with an NCO content of 10.5 wt. %

B6 MEKO-блокированный, содержащий полиэтиленоксидную цепь, циклоалифатический полиизоцианат с содержанием NCO 9,7 мас. %B6 MEKO-blocked, containing a polyethylene oxide chain, cycloaliphatic polyisocyanate with an NCO content of 9.7 wt. %

С1 Пектин (соль аммония; значение рН 2,5 мас. %-ого водного раствора при 20°С: 2,5-4,5); со среднечисленной молекулярной массой Mn прибл. 80000 г/мольC1 Pectin (ammonium salt; pH value of 2.5 wt.% aqueous solution at 20°C: 2.5-4.5); with a number average molecular weight M n approx. 80000 g/mol

D1 Гексафторциркониевая кислотаD1 Hexafluorozirconic acid

Е1 Аминопропилтриэтоксисилан (АМЕО)E1 Aminopropyltriethoxysilane (AMEO)

F1 КонсервантF1 Preservative

Результаты в Таблице 1 показывают, что как при использовании гидрофобных, так и гидрофильных, циклоалифатических, а также ароматических, блокированных пиразолом, а также кетоксимом полиизоцианатов, могут быть образованы пригодные для простых применений, однородные покрытия из водных композиций покровного средства, которые после предварительной сушки в течение 10 мин. при 80°С в условиях обжига (15 мин. при 180°С) по меньшей мере при кратковременной нагрузке в испытании нейтральным соляным туманом (168 ч.) показывают устойчивость к проникновению от хорошей до приемлемой. Отсутствуют четкие различия между гидрофильными и гидрофобными блокированными полиизоцианатами, так что, в принципе, могут быть использованы оба типа.The results in Table 1 show that both hydrophobic and hydrophilic, cycloaliphatic as well as aromatic, pyrazole-blocked and ketoxime-blocked polyisocyanates can be used to form uniform coatings suitable for simple applications from aqueous coating compositions which, after pre-drying, within 10 min. at 80° C. under firing conditions (15 min. at 180° C.) at least short term load in the neutral salt spray test (168 hours) show good to acceptable penetration resistance. There are no clear distinctions between hydrophilic and hydrophobic blocked polyisocyanates, so that in principle both types can be used.

Figure 00000010
Figure 00000010

По сравнению с Таблицей 1, в Таблице 2 показано, что даже при молярном соотношении блокированных групп NCO блокированного полиизоцианата (В) к изоцианат-реакционноспособным группам ОН полимера (А), равном 1,0 получают результаты проникновения от хороших до приемлемых.Compared to Table 1, Table 2 shows that even with a molar ratio of blocked NCO groups of blocked polyisocyanate (B) to isocyanate-reactive OH groups of polymer (A) of 1.0, good to acceptable penetration results are obtained.

Figure 00000011
Figure 00000011

В Таблице 3 при том же молярном соотношении блокированных групп NCO блокированного полиизоцианата (В) к изоцианатным реакционноспособным группам ОН полимера (А), равном 1,0, как это было установлено в Таблице 2, условия обжига варьируются таким образом, что процесс обжига происходит в условиях недостаточного обжига, то есть при температурах, равным 170°С, при которых для исследуемых систем обычно не допускается полное сшивание в течение заданного периода обжига (20 мин.), то есть без добавления силана (Е). Удивительно, что полученные с использованием силана (Е) покрытия в соответствии с изобретением из Примеров 12 и 14 тем не менее, показывают результаты проникновения от хорошего до приемлемого, в любом случае лучшие, по сравнению с покрытиями, которые не предлагаются в изобретении из Примеров 11* и 13*.In Table 3, with the same molar ratio of blocked NCO groups of blocked polyisocyanate (B) to isocyanate reactive groups OH of polymer (A) equal to 1.0, as established in Table 2, the firing conditions vary so that the firing process occurs in insufficient firing conditions, i.e. at temperatures equal to 170°C, at which the systems under study are usually not allowed to fully crosslink during a given firing period (20 min.), i.e. without the addition of silane (E). Surprisingly, the silane (E) coatings according to the invention of Examples 12 and 14 nevertheless show good to acceptable penetration results, in any case better, compared to coatings not proposed in the invention of Examples 11 * and 13*.

Figure 00000012
Figure 00000012

По сравнению с экспериментами в Таблице 3, в Таблице 4 температура обжига в свою очередь была увеличена на 10°С до 180°С при одинаковой длительности обжига. От предварительной сушки отказались. Результаты проникновения после 240-часового проведения нейтрального испытания в соляном тумане показывают, что предлагаемые в изобретении Примеры 15 и 16 обеспечивают результаты от хороших до превосходных в испытании на проникновение. Таким образом, предлагаемые в изобретении водные композиции покровного средства даже при более длительной нагрузке в испытании нейтральном соляным туманом явно превосходят композиции, не предлагаемые в изобретении.Compared with the experiments in Table 3, in Table 4 the firing temperature was in turn increased by 10° C. to 180° C. with the same firing time. No pre-drying. Penetration results after a 240 hour neutral salt spray test show that Inventive Examples 15 and 16 provide good to excellent penetration test results. Thus, the aqueous coating compositions according to the invention, even under longer exposure in the neutral salt spray test, are clearly superior to compositions not according to the invention.

Figure 00000013
Figure 00000013

Claims (51)

1. Водная композиция покровного средства, содержащая1. An aqueous composition of a coating agent containing - по меньшей мере один вид частиц органического полимера с Z-средним размером частиц от 10 до 1000 нм, измеренным с помощью динамического рассеяния света, включающего изоцианат-реакционноспособные полимеры (А),- at least one type of organic polymer particles with a Z-average particle size from 10 to 1000 nm, measured using dynamic light scattering, including isocyanate-reactive polymers (A), - один или несколько блокированных кетоксимом и/или пиразолом полиизоцианатов (В), содержащих по меньшей мере один ароматический углеводородный остаток или по меньшей мере один циклоалифатический углеводородный остаток,one or more polyisocyanates (B) blocked with ketoxime and/or pyrazole containing at least one aromatic hydrocarbon residue or at least one cycloaliphatic hydrocarbon residue, - по меньшей мере один полианионный полимер (С),- at least one polyanionic polymer (C), - по меньшей мере один комплексный фторид (D), выбранный из группы, состоящей из гекса- или тетрафторидов металлических элементов групп IVb, Vb и VIb периодической системы элементов, и- at least one complex fluoride (D) selected from the group consisting of hexa- or tetrafluorides of metallic elements of groups IVb, Vb and VIb of the Periodic Table of the Elements, and - по меньшей мере один аминосилан (Е), содержащий одну силильную группу формулы Si(OR7)3-i(R8)i, в которой R7 означает алкильный остаток с от 1 до 4 атомами углерода или группу O=С-СН3, R8 означает алкильный остаток с от 1 до 4 атомами углерода и i означает 0 или 1,- at least one aminosilane (E) containing one silyl group of the formula Si(OR 7 ) 3-i (R 8 ) i , in which R 7 means an alkyl residue with from 1 to 4 carbon atoms or an O=C-CH group 3 , R 8 means an alkyl residue with from 1 to 4 carbon atoms and i means 0 or 1, причем водная композиция покровного средства имеетwherein the aqueous composition of the coating agent has - значение рН от 3 до 5 и- pH value from 3 to 5 and - общее содержание твердых веществ (1 г образца, 60 мин, 125°С) от 5 до 35 мас.%.- total solids content (1 g of sample, 60 min, 125°C) from 5 to 35 wt.%. 2. Водная композиция покровного средства по п. 1, в которой блокированные кетоксимом и/или пиразолом полиизоцианаты (В) основаны на толуилендиизоцианате, изофорондиизоцианате, дифенилметандиизоцианате и/или дициклогексилметандиизоцианате.2. An aqueous coating composition according to claim 1, wherein the polyisocyanates (B) blocked by ketoxime and/or pyrazole are based on toluene diisocyanate, isophorone diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate and/or dicyclohexylmethane diisocyanate. 3. Водная композиция покровного средства по п. 1 или 2, в которой блокированные кетоксимом и/или пиразолом полиизоцианаты (В) содержат полиэтиленкоксидные цепи и/или поли(этиленоксид-пропиленкоксид)ные цепи и/или органический остаток, содержащий одну или несколько групп сульфоновой кислоты, сульфонатных групп, карбоксильных групп и/или карбоксилатных групп.3. An aqueous coating composition according to claim 1 or 2, in which the polyisocyanates (B) blocked by ketoxime and/or pyrazole contain polyethylene oxide chains and/or poly(ethylene oxide-propylene oxide) chains and/or an organic residue containing one or more groups sulfonic acid, sulfonate groups, carboxyl groups and/or carboxylate groups. 4. Водная композиция покровного средства по любому из пп. 1-3, в которой полианионный полимер (С) выбран из группы, включающей в себя (C.i) встречающиеся в природе анионные полисахариды, встречающиеся в природе полимеры, состоящие из или содержащие кислые аминокислоты, (C.ii) полусинтетические полианионные полисахариды и сульфаты лигнина и (C.iii) полностью синтетические полимеры.4. Aqueous composition of the coating agent according to any one of paragraphs. 1-3 wherein the polyanionic polymer (C) is selected from the group consisting of (C.i) naturally occurring anionic polysaccharides, naturally occurring polymers consisting of or containing acidic amino acids, (C.ii) semi-synthetic polyanionic polysaccharides and lignin sulfates and (C.iii) fully synthetic polymers. 5. Водная композиция покровного средства по любому из пп. 1-4, в которой полианионный полимер (С) выбран из группы, состоящей из пектинов, гелланов, альгинатов и полиакриловых кислот.5. Aqueous composition of the coating agent according to any one of paragraphs. 1-4, wherein the polyanionic polymer (C) is selected from the group consisting of pectins, gellans, alginates and polyacrylic acids. 6. Водная композиция покровного средства по любому из пп. 1-5, в которой комплексный или комплексные фториды (D) выбирают из группы, состоящей из гекса- или тетрафторидов титана, циркония или гафния.6. Aqueous composition of the coating agent according to any one of paragraphs. 1-5, wherein the complex or complex fluorides (D) are selected from the group consisting of titanium, zirconium or hafnium hexa- or tetrafluorides. 7. Водная композиция покровного средства по любому из пп. 1-6, в которой аминосилан (Е) представляет собой аминосилан общей формулы (VII)7. Aqueous composition of the coating agent according to any one of paragraphs. 1-6, in which the aminosilane (E) is an aminosilane of general formula (VII)
Figure 00000014
Figure 00000014
в которой L означает группу органических соединений;in which L means a group of organic compounds; R7 означает алкильный остаток с от 1 до 4 атомами углерода или группу O=С-CH3;R 7 means an alkyl residue with from 1 to 4 carbon atoms or a group O=C-CH 3 ; R8 означает алкильный остаток с от 1 до 4 атомами углерода; иR 8 means an alkyl residue with from 1 to 4 carbon atoms; and i означает 0 или 1.i means 0 or 1. 8. Водная композиция покровного средства по любому из пп. 1-7, в которой8. Aqueous composition of the coating agent according to any one of paragraphs. 1-7, in which - содержание частиц органического полимера, содержащего или состоящего из изоцианат-реакционноспособных полимеров (А), составляет от 3 до 25 мас.%, в пересчете на общий вес композиции покровного средства; и/или- the content of organic polymer particles containing or consisting of isocyanate-reactive polymers (A) is from 3 to 25 wt.%, calculated on the total weight of the composition of the coating agent; and/or - содержание полианионных полимеров (С) составляет от 0,01 до 5,0 мас.%, в пересчете на общий вес композиции покровного средства; и/или- the content of polyanionic polymers (C) is from 0.01 to 5.0 wt.%, in terms of the total weight of the composition of the coating agent; and/or - количество комплексных фторидов (D), в пересчете на ион металла в них, составляет от 1,1⋅10-6 моль до 0,30 моль, каждый раз на литр композиции покровного средства; и/или- the amount of complex fluorides (D), in terms of the metal ion in them, is from 1.1×10 -6 mol to 0.30 mol, each time per liter of the composition of the coating agent; and/or - содержание аминосиланов (Е) составляет от 0,0005 до 1,0 мас.%, в пересчете на общий вес композиции покровного средства.the content of aminosilanes (E) is from 0.0005 to 1.0% by weight, based on the total weight of the coating composition. 9. Водная композиция покровного средства по любому из пп. 1-8, в которой молярное соотношение блокированных групп NCO, блокированных кетоксимом и/или пиразолом полиизоцианатов (В), к изоцианатным реакционноспособным группам полимеров (А) находится между 0,5:1 и 2,0:1.9. Aqueous composition of the coating agent according to any one of paragraphs. 1-8, wherein the molar ratio of blocked NCO groups, ketoxime and/or pyrazole blocked polyisocyanates (B) to isocyanate reactive groups of the polymers (A) is between 0.5:1 and 2.0:1. 10. Водная композиция покровного средства по любому из пп. 1-9, в которой содержание органических растворителей составляет от 0 до 15 мас.% в пересчете на общий вес водной композиции покровного средства.10. Aqueous composition of the coating agent according to any one of paragraphs. 1-9, in which the content of organic solvents is from 0 to 15 wt.% in terms of the total weight of the aqueous composition of the coating agent. 11. Способ изготовления водной композиции покровного средства по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что:11. A method of manufacturing an aqueous composition of the coating agent according to any one of paragraphs. 1-10, characterized in that: (i) смешивают блокированные кетоксимом и/или пиразолом полиизоцианаты (В), с использованием или без использования внешнего эмульгатора, с дисперсией частиц органического полимера, которые имеют Z-средний размер частиц от 10 до 1000 нм, измеренный с помощью динамического светорассеяния, и содержат один или несколько изоцианат-реакционноспособных полимеров (А) или состоят из них; или(i) mixing the ketoxime and/or pyrazole blocked polyisocyanates (B), with or without the use of an external emulsifier, with a dispersion of organic polymer particles which have a Z-average particle size of 10 to 1000 nm measured by dynamic light scattering and contain one or more isocyanate-reactive polymers (A) or consist of them; or (ii) изготавливают дисперсию частиц органического полимера, которые имеют Z-средний размер частиц от 10 до 1000 нм, измеренный с помощью динамического светорассеяния, и содержат один или несколько изоцианат-реакционноспособных полимеров (А) или состоят из них, в присутствии блокированных кетоксимом и/или пиразолом полиизоцианатов (В); и(ii) preparing a dispersion of organic polymer particles which have a Z-average particle size of 10 to 1000 nm measured by dynamic light scattering and contain or consist of one or more isocyanate-reactive polymers (A) in the presence of blocked ketoxime and /or pyrazole polyisocyanates (B); and (iii) примешивают одновременно или впоследствии полианионные полимеры (С), комплексные фториды (D) и аминосиланы (Е); и(iii) admixture simultaneously or subsequently polyanionic polymers (C), complex fluorides (D) and aminosilanes (E); and (iv) регулируют значение рН до значения, равного 3-5.(iv) adjust the pH value to a value equal to 3-5. 12. Способ покрытия высвобождающей ионы металлов поверхности подложки, включающий в себя стадии или состоящий из следующих стадий:12. A method for coating a metal ion-releasing surface of a substrate, comprising or consisting of the following steps: I) обеспечение подложки с высвобождающей ионы металлов поверхностью,I) providing a substrate with a metal ion releasing surface, II) введение в контакт поверхности, высвобождающей ионы металлов, с водной композицией покровного средства по одному из пп. 1-10 с образованием органического покрытия, и II) bringing the metal ion releasing surface into contact with an aqueous composition of the coating agent according to one of paragraphs. 1-10 to form an organic coating, and III) отверждение органического покрытия при пиковой температуре металла от 120 до 200°С в течение периода времени от 5 до 50 мин.iii) curing the organic coating at a peak metal temperature of 120 to 200° C. for a period of 5 to 50 minutes. 13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что за стадией II) следует промывание органического покрытия.13. Method according to claim 12, characterized in that step II) is followed by washing the organic coating. 14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что за стадией II) следует сушка органического покрытия при температуре от 10 до 120°С в течение периода времени от 1 до 40 мин.14. Method according to claim 12, characterized in that step II) is followed by drying the organic coating at a temperature of from 10 to 120°C for a period of time from 1 to 40 minutes. 15. Способ по п. 13, отличающийся тем, что за промыванием органического покрытия следует сушка органического покрытия при температуре от 10 до 120°С в течение периода времени от 1 до 40 мин.15. The method according to claim 13, characterized in that the washing of the organic coating is followed by drying the organic coating at a temperature of from 10 to 120°C for a period of time from 1 to 40 minutes. 16. Способ по п. 12, отличающийся тем, что за стадией II) следует дополнительная стадия покрытия водной композицией покровного средства по одному из пп. 1-10 с образованием дополнительного органического покрытия, сушка обоих органических покрытий и отверждение обоих органических покрытий на стадии III).16. The method according to p. 12, characterized in that stage II) is followed by an additional stage of coating with an aqueous composition of the coating agent according to one of paragraphs. 1-10 to form an additional organic coating, drying both organic coatings and curing both organic coatings in step III). 17. Способ по п. 12, отличающийся тем, что за стадией II) следует сушка органического покрытия, за которой следует дополнительная стадия покрытия водной композицией покровного средства по одному из пп. 1-10 с образованием дополнительного органического покрытия, сушка полученного таким образом органического покрытия и отверждение обоих органических покрытий на стадии III).17. The method according to p. 12, characterized in that stage II) is followed by drying the organic coating, followed by an additional stage of coating with an aqueous composition of the coating agent according to one of paragraphs. 1-10 to form an additional organic coating, drying the organic coating thus obtained and curing both organic coatings in step III). 18. Способ по п. 13, отличающийся тем, что за промыванием органического покрытия следует дополнительная стадия покрытия водной композицией покровного средства по одному из пп. 1-10 с образованием дополнительного органического покрытия, сушка обоих органических покрытий и отверждение обоих органических покрытий на стадии III).18. The method according to p. 13, characterized in that the washing of the organic coating is followed by an additional stage of coating with an aqueous composition of the coating agent according to one of paragraphs. 1-10 to form an additional organic coating, drying both organic coatings and curing both organic coatings in step III). 19. Способ по п. 13, отличающийся тем, что за промыванием органического покрытия следует сушка органического покрытия, за которой следует дополнительная стадия покрытия водной композицией покровного средства по одному из пп. 1-10 с образованием дополнительного органического покрытия, сушка полученного таким образом органического покрытия и отверждение обоих органических покрытий на стадии III).19. The method according to p. 13, characterized in that the washing of the organic coating is followed by drying of the organic coating, followed by an additional stage of coating with an aqueous composition of the coating agent according to one of paragraphs. 1-10 to form an additional organic coating, drying the organic coating thus obtained and curing both organic coatings in step III). 20. Способ по п. 12, причем подложку выбирают из:20. The method according to claim 12, wherein the substrate is selected from: а) металлических подложек, включающих в себя металлы и/или сплавы, а также покрытые металлами и/или сплавами металлы и/или сплавы, и/или неметаллические подложки; иa) metal substrates, including metals and/or alloys, as well as metal and/or alloy coated metals and/or alloys, and/or non-metal substrates; and б) неметаллических подложек, включающих в себя органические покрытия и/или неметаллические неорганические покрытия, причем в покрытия встроены ионы металлов или через покрытия с лежащей под ними подложки высвобожденные ионы металлов могут диффундировать к поверхности.b) non-metallic substrates, including organic coatings and/or non-metallic inorganic coatings, wherein metal ions are embedded in the coatings or released metal ions can diffuse to the surface through the coatings from the underlying substrate. 21. Способ по любому из пп. 12-20, причем, перед осуществлением стадии II), поверхность подвергают предварительной обработке, включая в себя одну или несколько из следующих мер:21. The method according to any one of paragraphs. 12-20, and, before performing stage II), the surface is subjected to pre-treatment, including one or more of the following measures: - удаление загрязнений поверхности;- removal of surface contaminants; - активирование поверхности для покрытия в стадии II); и/или- surface activation for coating in stage II); and/or - нанесение одного или нескольких слоев, замедляющих коррозию, и/или улучшающих адгезию, и/или высвобождающих ионы металлов.- application of one or more layers that slow down corrosion and/or improve adhesion and/or release metal ions. 22. Покрытие, полученное по любому из пп. 12-21.22. The coating obtained according to any one of paragraphs. 12-21.
RU2020107448A 2017-07-26 2018-07-20 Low temperature cure coate compositions suitable for dip application RU2773667C2 (en)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17183267 2017-07-26
EP17183267.8 2017-07-26
EP17184875.7 2017-08-04
EP17184875 2017-08-04
EP18165185.2 2018-03-29
EP18165185 2018-03-29
PCT/EP2018/069840 WO2019020534A1 (en) 2017-07-26 2018-07-20 Coating agent compositions that are suitable for dip coating and that cure at low temperature

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020107448A RU2020107448A (en) 2021-08-26
RU2020107448A3 RU2020107448A3 (en) 2021-11-19
RU2773667C2 true RU2773667C2 (en) 2022-06-07

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2357003C2 (en) * 2003-02-25 2009-05-27 Шеметалл Гмбх Method of plating on metallic surfaces by mixture, containing at least two silane
DE102008043682A1 (en) * 2008-11-12 2010-05-20 Chemetall Gmbh Method for coating surfaces with particles and using the coatings produced by this method
WO2015128449A1 (en) * 2014-02-27 2015-09-03 Chemetall Gmbh Process for coating metallic surfaces of substrates and articles coated by this process
EP3029129A1 (en) * 2014-12-04 2016-06-08 HILTI Aktiengesellschaft Composition for the formation of an insulating layer and use of the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2357003C2 (en) * 2003-02-25 2009-05-27 Шеметалл Гмбх Method of plating on metallic surfaces by mixture, containing at least two silane
DE102008043682A1 (en) * 2008-11-12 2010-05-20 Chemetall Gmbh Method for coating surfaces with particles and using the coatings produced by this method
WO2015128449A1 (en) * 2014-02-27 2015-09-03 Chemetall Gmbh Process for coating metallic surfaces of substrates and articles coated by this process
EP3029129A1 (en) * 2014-12-04 2016-06-08 HILTI Aktiengesellschaft Composition for the formation of an insulating layer and use of the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109071987B (en) Effect pigment dispersion and multilayer coating film forming method
KR100971645B1 (en) Aqueous surface-treating agent for metal material and surface-coated metal material
JP7164785B2 (en) Multilayer coating film forming method
JP6127198B2 (en) Metal surface treatment liquid, method for producing surface treated metal material, surface treated metal material
AU2005201315B2 (en) Clear-coated stainless steel sheet
KR100927491B1 (en) Electrodepositable coating composition and its manufacturing method
JP6933645B2 (en) Cationic electrodeposition coating composition
CN105051256A (en) Method for coating metal surfaces of substrates, and objects coated according to said method
JP6913061B2 (en) Paint composition, coating film and painted material
KR20090112671A (en) Conductive, organic coatings having an optimized polymer system
CN101939115B (en) Co-cure process for autodeposition coating
CN110945091B (en) Coating composition suitable for dip coating and curing at low temperatures
JPS60501246A (en) Protective coating composition and coating method for aluminum and aluminum alloys
EP3543265A1 (en) (meth)acrylic copolymer, coating material composition, coated article and method for forming multilayer coating film
JP4611166B2 (en) Chromate-free clear-coated stainless steel sheet and method for producing the same
RU2773667C2 (en) Low temperature cure coate compositions suitable for dip application
JPH08120222A (en) Electrodeposition coating composition
JP2015174947A (en) Two-liquid mixed type coating composition, and coating method and coating substrate of composite member using the same
JP2020100732A (en) Cationic electrodeposition coating composition and method for producing cationic electrodeposition coating film
EP3621999A2 (en) Curable film-forming compositions demonstrating decreased cure time with stable pot life
KR100431072B1 (en) Composition for treating a coat based on zinc and Process for treating the same
CN113088118A (en) Washing-free metal coating pretreatment liquid and preparation method thereof
Sen et al. Recent advances in cathodic electrodeposition coatings with special reference to resin materials: A comprehensive review
WO2023180160A1 (en) Process for applying coating compositions having different leveling properties and/or sag resistance to different target areas of an object
KR20230086783A (en) A coating composition comprising an alkali salt of graphene oxide and a coating layer formed from the coating composition