WO1999029785A2 - Für witterungsbeständige beschichtungen geeignete pulverlackzusammensetzungen - Google Patents

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WO1999029785A2
WO1999029785A2 PCT/EP1998/007724 EP9807724W WO9929785A2 WO 1999029785 A2 WO1999029785 A2 WO 1999029785A2 EP 9807724 W EP9807724 W EP 9807724W WO 9929785 A2 WO9929785 A2 WO 9929785A2
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diols
polyester
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ethylene glycol
polyols
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Heinz-Peter Pfeiffer
Stephan Heinemann
Sabine Wiggershaus
Karsten Blatter
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Herberts Gesellschaft mit beschränkter Haftung
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09D167/00—Coating compositions based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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    • C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
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    • C08G63/16—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
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    • C08G63/16—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C08G63/20—Polyesters having been prepared in the presence of compounds having one reactive group or more than two reactive groups

Definitions

  • Powder coating compositions suitable for weather-resistant coatings are provided.
  • the invention relates to a powder coating composition based on polyesters, which is suitable for producing weather-resistant coatings.
  • Paint properties such as sufficient hardness, stone chip toughness and flexibility require high weather resistance. In addition to resistance to light and oxygen, this also means good protection against moisture and water.
  • Binders contain polyester.
  • aliphatic COOH or OH polyesters are used, prepared from 1,4-cyclohexanedicarboxylic acids and hydrogenated bisphenol A and / or a cycloaliphatic diol and optionally a 2- to 10-OC diol.
  • polyesters are used with an acid number of 15 to 75 and a Tg of more than 45 ° C., the polyester building blocks of which are aliphatic diols with at least four carbon atoms.
  • WO95 / 01407 describes a powder coating composition based on an amorphous polyester with a Tg of 50 to 70 ° C and an OH or acid number of 30 to 80, made from cyclohexanedicarboxylic acid and cycloaliphatic diol and on
  • JP 20 58 518 describes a polyester with an OH number of 30 to 80 which, in addition to a cycloaliphatic dicarboxylic acid, contains at least 50 mol% of an aromatic dicarboxylic acid as a polyester building block.
  • Aliphatic 2- to 6C-polyols can be used as polyols.
  • EP 0 516 375 describes a powder coating composition which contains a COOH polyester of aliphatic or cycloaliphatic polyols with aliphatic or aromatic polycarboxylic acids and a Tg of 30 to 85 ° C and which additionally contains a monocarboxylic acid component.
  • the composition is intended to improve the optical properties of the coating.
  • composition is described based on a COOH-aliphatic polyester with a Tg of at least 55 ° C, the
  • Polyester is mainly produced from cyclohexanedicarboxylic acid and hydrogenated bisphenol A, tetramethylcyclobutanediol or cyclohexanediol.
  • semicrystalline polyesters are used together with acrylic copolymers.
  • the polyesters are composed of aliphatic diols with two to ten carbon atoms and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and have a melting point, for example in the range from 110 to 160 ° C.
  • the composition contains at least 30% by weight of the acrylic copolymers, which is said to achieve good weather stability.
  • the object of the present invention is to make it resistant to external weather conditions
  • Dicarboxylic acid and / or its esters with diols which can be present in a mixture with one or more polyols, the polyesters being able to crystallize and having a melting point in the range from 60 to 180 ° C. and the diols used for the polyester synthesis being ethylene glycol or as the main component contain.
  • the object can be achieved by a coating composition which contains:
  • the polyesters are crystallizable, i.e. they can have or contain crystalline structures.
  • the polyesters can be semi-crystalline with an almost uniform molecular structure.
  • the polyesters can have a melting point in the range from 50 to 180 ° C., preferably in a range from 60 to 150 ° C.
  • the polyesters according to the invention can be hydroxy-functional or carboxy-functional his.
  • the hydroxy or carboxy functions can be introduced by suitable selection of the starting materials and / or their proportions.
  • Carboxy-functional polyesters with an acid number of 20 to 70 mg KOH / g can preferably be used.
  • Hydroxy-functional polyesters can have, for example, an OH number of 30 to 70 mg KOH / g.
  • ethylene glycol can be used as the diol component, alone or in a mixture with other diols and / or polyols.
  • Diols present in the mixture are preferably low molecular weight, aliphatic and / or cycloaliphatic.
  • Low molecular weight means, for example, with a molecular weight of 62 to 300.
  • Ethylene glycol is preferably used alone.
  • Selected low molecular weight aliphatic diols are, for example, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,2-propylene glycol, cyclohexanedimethanol, neopentyl glycol,
  • Neopentyl glycol, hexxanediol and tricyclodecanedimethanol are preferably used.
  • the polyol component which can be used according to the invention preferably consists of triols, in particular low molecular weight triols, for example with a molecular weight of 92 to 300. These polyols can be present in small proportions, for example from 0 to 3% by weight, preferably 0 to 1.5% by weight. % based on the diol and polyol mixture.
  • No polyols are preferably used.
  • ethylene glycol is preferably used predominantly.
  • the content of ethylene glycol, based on the diol component is at least 50 mol%.
  • Aliphatic and / or cycloaliphatic dicarboxylic acids and / or their esters can be used as the dicarboxylic acid component allow crystallizable structure of the polyester to be produced.
  • these are, for example, adipic acid, sebacic acid, dodecanoic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid.
  • the acids can preferably be used individually.
  • 1,4-Cyclohexanedicarboxylic acid or its ester is preferably used.
  • aromatic dicarboxylic acids e.g. Terephthalic acid.
  • the use of aromatic dicarboxylic acids is preferably limited to an amount of less than 8 mol%, based on the proportion of the dicarboxylic acid component.
  • Aromatic dicarboxylic acids are preferably not used.
  • the resulting polyesters are predominantly linear and can have, for example, a number average molecular weight of 1,000 to 10,000, preferably 2,000 to 6,000.
  • a carboxy-functional polyester is preferably used in which the molar ratio of dicarboxylic acid or dicarboxylic acid ester to diol and optionally polyol is usually 1.2: 1 to 0.8: 1.
  • hydroxy-functional polyesters can also be used, depending on the use of the or
  • the invention also relates to the process for producing the polyester.
  • the polyester synthesis is carried out in a conventional manner by reacting the dicarboxylic acid and / or dicarboxylic acid ester component with the diol and optionally polyol component.
  • Such syntheses are described, for example, in H. Kittel, Textbook of Lacquers and Coatings, 1971, Vol. 1, Part 1.
  • the esterification reaction can be carried out in a customary manner in a nitrogen atmosphere
  • esterification catalysts such as, for example, dibutyltin dilaurate, zinc acetate, tin chloride or tetrabutoxytitanate with or without the use of antioxidants such as, for example, triphenyl phosphite are usually required in such reactions. According to the invention, such esterification catalysts can be dispensed with when using ethylene glycol as the polyol component.
  • Catalysts are preferably not used.
  • the desired degree of esterification is carried out in the usual way, e.g. by using azeotropic distillation or using propellant or vacuum in the
  • the coating agent can be produced by known processes for producing powder coatings.
  • the constituents of the powder coating as dry solids are premixed intensively in the required proportions and then melted and mixed thoroughly in an extruder at the lowest possible temperature, whereby the binders and hardeners are plasticized and any pigments and fillers contained are wetted.
  • the optionally colored extrudate obtained is then rolled out into a thin layer, cooled and broken into coarse granules which are ground in a mill to produce the finished powder coating (see Ulimanns Enzyklopadie der Technische Chemie, volume 15, page 680, 1978, Verlag Weinheim and monograph The Science of Powder Coatings, Volume 1 and 2, publisher DA Busche, London 1990).
  • processes for the production of powder coatings can also be used, in which the "nonaqueous dispersion" (NAD processes) are used.
  • NAD processes nonaqueous dispersion
  • a polymer precursor is converted into a dispersion, further converted into polyester, crosslinking agents and optionally pigments and other additives being added after the dispersion has cooled, and the powder coating particles can then be separated off by customary methods.
  • the weight fraction of pigments and / or fillers in the overall mixture according to the invention is preferably 5 to 40%.
  • pigments and / or fillers are conventional organic pigments and e.g. Barium sulfate, titanium dioxide, iron oxides.
  • the coating composition can contain 5 to 50% by weight crosslinker.
  • Crosslinking agents based on aminoplast resins are known, for example, from Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Volume 14/2, pages 319 ff. These can in particular be melamine resins, urea resins, dicyandiamide resins,
  • Benzoguanamine resins and, for example, hydroxyalkylamides are provided.
  • lacquer polyisocyanates can be used as isocyanate crosslinkers. These can be aliphatic, cycloaliphatic or aromatic di- or polyisocyanates. These can optionally be modified via low molecular weight polyols or biuret or allophanate groups.
  • the reactive isocyanate groups can be blocked in a conventional manner with known blocking agents such as low molecular weight alcohols, amino alcohols, oximes, lactams or acetoacetic acid derivatives.
  • the reactive isocyanate groups can, for example, also be blocked with themselves as urethdione.
  • Polyester resin to crosslinker can usually be 60:40 to 98: 1.
  • Epoxy-functional crosslinking agents such as triglycidyl isocyanurate or hydroxyalkylamides, can also be used.
  • Additives customary in paint can be contained in the coating composition.
  • catalysts for example, catalysts, leveling agents, wetting agents, matting agents, degassing aids, drying agents, for example up to a proportion of 5% by weight, depending on the application.
  • Quaternary ammonium salts, organometallic compounds, amines or acids in an amount of preferably less than 2 can be used as catalysts
  • a coating agent for powder coating contains:
  • one or more semicrystalline hydroxy-functional polyesters with a number average molecular weight of 1000 to 10000 and an OH number of 30 to 70 mg KOH / g and a melting temperature of 100 to 150 ° C, produced using ethylene glycol alone or in a mixture with other aliphatic or cycloaliphatic diols as the polyol component and 15 to 40
  • the coating agents can optionally also contain other binders.
  • polyesters according to the invention are used in coating compositions for
  • Powder coatings especially outdoors.
  • Metal or plastic substrates for example, are suitable as substrates.
  • the powder coating composition can be prepared using the methods customary for powder coating, e.g. electrostatic application via corona discharge or triboelectrics on the
  • Surfaces are applied and baked.
  • Another application method is, for example, fluidization. Dry film thicknesses of for example 15 to 200 ⁇ m. preferably 20 to 75 ⁇ m, are applied.
  • the powder coating systems are baked in according to the temperature and time conditions required for complete crosslinking. For example, with object temperatures from 100 to 250 ° C, for example at temperatures from 150 to 240 ° C sheet temperature, can be cured in a time of 5 to 20 minutes.
  • the coating agent is preferably used outdoors, e.g. for coating aluminum windows, facade elements, car accessories or car bodies.
  • the coating compositions based on the inventive low-cost crystallizable polyester resins produced by using ethylene glycol as the polyol component result in good mechanical properties with regard to paint film hardness and elasticity with good adhesion to the substrate.
  • the coating compositions resulting according to the invention are particularly weather-resistant. It was not foreseeable that a particularly high hydrolysis stability is achieved in the case of almost linear polyesters by using ethylene glycol as the polyol component in comparison to other usable, inexpensive diols.
  • the polyester is kept under vacuum until a hydroxyl number of 32 mg KOH / g is reached. Excess ethylene glycol is distilled off.

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Abstract

Pulverlackzusammensetzung zur Herstellung witterungsbeständiger Beschichtungen auf der Basis von im wesentlichen linearen, kristallinen Polyestern, erhältlich durch Umsetzung von im wesentlichen aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Dicarbonsäuren oder deren Anhydriden mit Diolen, gegebenenfalls im Gemisch mit Polyolen, wobei die Diole Ethylenglykol sind oder enthalten.

Description

Für witterungsbeständige Beschichtungen geeignete Pulverlackzusammensetzungen
Die Erfindung betrifft eine Pulverlackzusammensetzung auf Basis von Polyestern, die zur Herstellung witterungsbeständiger Beschichtungen geeignet ist.
Für Pulver-Beschichtungen im Außeneinsatz ist neben der Gewährleistung von
Lackeigenschaften wie ausreichende Härte, Steinschlagzähigkeit und Flexibilität eine hohe Wetterbeständigkeit erforderlich. Dies bedeutet neben Beständigkeit gegenüber Licht und Sauerstoff auch ein guter Schutz gegenüber Feuchte bzw. Wasser.
Es sind eine Reihe von wetterbeständigen Pulverbeschichtungen bekannt, welche als
Bindemittel Polyester enthalten.
Gemäß EP 0 487 485 werden aliphatische COOH- oder OH-Polyester verwendet, hergestellt aus 1 ,4-Cyclohexandicarbonsäuren und hydrogeniertem Bisphenol A und/oder einem cycloaliphatischem Diol sowie gegebenenfalls einem 2- bis lOC-Diol.
Hier sind zwingend höhermolekulare cycloaliphatische Verbindungen wie hydrogeniertes Bisphenol A und/oder cycloaliphatisches Diol eingebaut.
Nach EP 649 890 werden Polyester verwendet mit einer Säurezahl von 15 bis 75 und einer Tg von mehr als 45 °C, deren Polyesterbausteine aliphatische Diole mit mindestens vier Kohlenstoffatomen sind.
WO95/01407 beschreibt eine Pulverlack-Zusammensetzung auf Basis eines amorphen Polyesters mit einer Tg von 50 bis 70 °C und einer OH- oder Säurezahl von 30 bis 80, hergestellt aus Cyclohexandicarbonsäure und cycloaliphatischem Diol sowie auf
Basis eines semikristallinen Polyesters mit einer Schmelztemperatur von 60 bis 160°C und einer OH- bzw. COOH-Zahl von 30 bis 80 aus Cyclohexandicarbonsäure und einem Diol mit mindestens vier Kohlenstoffatomen.
JP 20 58 518 beschreibt einen Polyester mit einer OH-Zahl von 30 bis 80, welcher neben einer cycloaliphatischen Dicarbonsäure mindestens 50 Mol-% einer aromatischen Dicarbonsäure als Polyesterbaustein enthält. Als Polyole sind aliphatische 2- bis 6C-Polyole einsetzbar.
EP 0 516 375 beschreibt eine Pulverlackzusammensetzung, welche einen COOH- Polyester enthält aus aliphatischen oder cycloaliphatischen Polyolen mit aliphatischen oder aromatischen Polycarbonsäuren und einer Tg von 30 bis 85 °C und welche zusätzlich eine Monocarbonsäurekomponente enthält. Die Zusammensetzung soll der Verbesserung von optischen Eigenschaften der Beschichtung dienen.
Gemäß EP 0 706 545 wird eine Zusammensetzung beschrieben auf der Basis eines COOH-aliphatischen Polyesters mit einer Tg von mindestens 55 °C, wobei der
Polyester hergestellt wird aus im wesentlichen Cyclohexandicarbonsäure und hydrogeniertem Bisphenol A, Tetramethylcyclobutandiol oder Cyclohexandiol. Gemäß EP 0 649 452 werden semikristalline Polyester gemeinsam mit Acrylcopolymeren verwendet. Die Polyester sind aufgebaut aus aliphatischen Diolen mit zwei bis zehn Kohlenstoffatomen und 1 ,4-Cyclohexandicarbonsäure und haben einen Schmelzpunkt beispielsweise im Bereich von 110 bis 160°C. Die Acrylcopolymere sind mindestens zu 30 Gew.-% in der Zusammensetzung enthalten, wodurch eine gute Wetterstabilität erzielt werden soll.
Beim Einsatz der bekannten Pulverlacksysteme, insbesondere im Außenbereich, hat sich gezeigt, daß zum Erreichen einer hohen Wetterstabilität, insbesondere einer hohen Feuchtestabilität, auf die Verwendung zusätzlicher Additive nicht verzichtet werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, außenbeständige bzw. witterungsstabile
Beschichtungssysteme als Pulverlack bereitzustellen, welche neben einer hohen Elastizität und Härte eine hohe Hydrolysebeständigkeit aufweisen und die einfach und in wirtschaftlicher Weise erhältlich sind.
Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe durch eine Beschichtungszusammensetzung gelöst werden kann auf der Basis von im wesentlichen linearen Polyestern, die erhältlich sind durch Umsetzung von aliphatischen und/oder cycloaliphatischen
Dicarbonsäure und/oder deren Estern mit Diolen, die im Gemisch mit einem oder mehreren Polyolen vorliegen können, wobei die Polyester kristallisationsfähig sind und einen Schmelzpunkt im Bereich von 60 bis 180°C aufweisen und wobei die für die Polyestersynthese verwendeten Diole Ethylenglykol sind oder als Hauptkomponente enthalten.
Insbesondere kann die Aufgabe durch eine Beschichtungszusammensetzung gelöst werden, welche enthält:
20 bis 95 Gew.-% eines oder mehrerer kristallisationsfähiger Polyester mit einem
Schmelzpunktbereich von 50 bis 180°C, welche erhältlich sind durch Umsetzung von einer oder mehreren im wesentlichen aliphatischen und/ oder cycloaliphatischen Dicarbonsäuren und/oder deren Estern mit einem oder mehreren Diolen, die im Gemisch mit einem oder mehreren Polyolen vorliegen können, wobei die Diole Ethylenglykol sind oder als Hauptkomponente enthalten,
5 bis 50 Gew.-% ein oder mehrerer Vernetzer,
0 bis 40 Gew.-% ein oder mehrerer Pigmente und/oder Füllstoffe und
0 bis 10 Gew.-% ein oder mehrerer Additive.
Die Polyester sind kristallisationsfähig, d.h. sie können kristalline Strukturen aufweisen bzw. enthalten. Beispielsweise können die Polyester semikristallin sein mit einem nahezu gleichmäßigen Molekülaufbau.
Die Polyester können einen Schmelzpunkt im Bereich von 50 bis 180°C aufweisen, bevorzugt in einem Bereich von 60 bis 150°C.
Die erfindungsgemäßen Polyester können hydroxyfunktionell oder carboxyfunktionell sein. Die Hydroxy- oder Carboxyfunktionen können durch geeignete Auswahl der Ausgangsstoffe und/oder deren Mengenanteile eingeführt werden. Vorzugsweise können carboxyfunktionelle Polyester mit einer Säurezahl von 20 bis 70 mg KOH/g eingesetzt werden. Hydroxyfunktionelle Polyester können beispielsweise eine OH- Zahl von 30 bis 70 mg KOH/g aufweisen.
Als Diolkomponente kann erfindungsgemäß Ethylenglykol allein oder im Gemisch mit anderen Diolen und/oder Polyolen eingesetzt werden. Im Gemisch vorliegende Diole sind bevorzugt niedermolekular, aliphatisch und/oder cycloaliphatisch. Niedermolekular bedeutet beispielsweise mit einem Molekulargewicht von 62 bis 300.
Vorzugsweise wird Ethylenglykol allein eingesetzt.
Ausgewählte niedermolekulare aliphatische Diole sind beispielsweise 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, 1,2-Propylenglykol, Cyclohexandimethanol, Neopentylglykol,
Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester. Vorzugsweise werden Neopentylglykkol, Hexxandiol und Tricyclodecandimethanol eingesetzt.
Die erfindungsgemäß einsetzbare Polyolkomponente besteht vorzugsweise aus Triolen, insbesondere niedermolekularen Triolen, beispielsweise mit einem Molekulargewicht von 92 bis 300. Diese Polyole können in geringen Anteilen vorhanden sein, beispielsweise von 0 bis 3 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 1,5 Gew.-% bezogen auf das Diol- und Polyolgemisch.
Bevorzugt werden keine Polyole eingesetzt.
Im Fall der Verwendung eines Diolgemisches wird Ethylenglykol vorzugsweise im überwiegenden Anteil eingesetzt. Beispielsweise beträgt der Gehalt an Ethylenglykol, bezogen auf die Diolkomponente, mindestens 50 Mol-%.
Als Dicarbonsäurekomponente können aliphatische und/oder cycloaliphatische Dicarbonsäuren und/oder deren Ester eingesetzt werden, welche eine kristallisationsfähige Struktur der herzustellenden Polyester ermöglichen. Dies sind beispielsweise Adipinsäure, Sebazinsäure, Dodeca säure, 1,4- Cyclohexandicarbonsäure. Die Säuren können bevorzugt einzeln verwendet werden. Bevorzugt wird 1,4-Cyclohexandicarbonsäure bzw. deren Ester verwendet.
Es kann auch ein Anteil aromatischer Dicarbonsäuren, z.B. Terephthalsäure, enthalten sein. Die Verwendung aromatischer Dicarbonsäuren ist vorzugsweise beschränkt auf eine Menge von unter 8 Mol- % , bezogen auf den Anteil der Dicarbonsäurekomponente .
Bevorzugt werden keine aromatischen Dicarbonsäuren eingesetzt.
Die resultierenden Polyester sind überwiegend linear und können beispielsweise ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 1000 bis 10000, bevorzugt 2000 bis 6000 aufweisen.
Vorzugsweise wird ein carboxyfunktioneller Polyester eingesetzt, bei dem das molare Verhältnis von Dicarbonsäure oder Dicarbonsäureester zu Diol und gegebenenfalls Polyol üblicherweise 1,2 : 1 bis 0,8 : 1 beträgt. Es können aber auch hydroxyfunktionelle Polyester Verwendung finden, je nach Einsatz des oder der
Vernetzertypen.
Die Erfindung betrifft auch das Verfahren zur Herstellung der Polyester.
Die Polyestersynthese erfolgt in üblicher Weise durch Reaktion der Dicarbonsäure- und/oder Dicarbonsäureesterkomponente mit der Diol- und gegebenenfalls Polyolkomponente. Derartige Synthesen werden beispielsweise beschrieben in H. Kittel, Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen, 1971, Bd. l, Teil 1.
Die Veresterungsreaktion kann in üblicher Weise in Stickstoffatmosphäre bei
Temperaturen zwischen 180°C und 260°C erfolgen. Üblicherweise sind bei derartigen Reaktionen bekannte Veresterungskatalysatoren wie beispielsweise Dibutylzinndilaurat, Zinkacetat, Zinnchlorid oder Tetrabutoxytitanat mit oder ohne Verwendung von Antioxidantien wie beispielsweise Triphenylphosphit erforderlich. Erfindungsgemäß kann bei der Verwendung von Ethylenglykol als Polyolkomponente auf derartige Veresterungskatalysatoren verzichtet werden.
Bevorzugt werden keine Katalysatoren eingesetzt.
Der gewünschte Veresterungsgrad wird in üblicher Weise, z.B. durch Verwendung von azeotroper Destillation oder Verwendung von Treibgas oder Vakuum in der
Endphase der Veresterung erreicht.
Die Herstellung des Überzugsmittels kann nach bekannten Verfahren zur Herstellung von Pulverlacken geschehen.
Beispielsweise werden die Bestandteile des Pulverlackes als Feststoffe in den erforderlichen Mengenverhältnissen trocken intensiv vorgemischt und anschließend in einem Extruder bei möglichst niedriger Temperator aufgeschmolzen und intensiv durchgemischt, wobei Bindemittel und Härter plastifiziert werden und gegebenenfalls enthaltende Pigmente und Füllstoffe benetzen. Anschließend wird das erhaltene gegebenenfalls gefärbte Extrudat in eine dünne Schicht ausgewalzt, abgekühlt und in ein grobes Granulat gebrochen, welches in einer Mühle zum fertigen Pulverlack vermählen wird (vergleiche Ulimanns Enzyklopädie der technischen Chemie, Band 15, Seite 680, 1978, Verlag Weinheim sowie Monographie The Science of Powder Coatings, Volume 1 und 2, Herausgeber D.A. Bäte, London 1990).
Desweiteren sind beispielsweise Verfahren verwendbar, bei denen zur Herstellung von Pulverlacken niedermolekulare inerte Verbindungen in Form von kompressiblen Fluiden als Hilfsmittel eingesetzt werden. Dabei wird die Lösung bzw. Suspension aus dem kompressiblen Fluid und den Komponenten der Pulverlack-Zusammensetzung unter Entspannung versprüht, so daß die durch den Entspannungsvorgang hervorgerufene Abkühlung die Bildung der Pulverpartikel bewirkt. Darüber hinaus können auch Verfahren zur Herstellung von Pulverlacken verwendet werden, bei denen die "nonaqueous dispersion" (NAD-Prozesse) ausgenutzt werden. Dazu wird beispielsweise ein Polymer- Vorprodukt in eine Dispersion überführt, weiter umgesetzt zu Polyester, wobei nach Abkühlung der Dispersion Vernetzer und gegebenenfalls Pigmente und weitere Additive zugegeben werden und anschließend die Pulverlackteilchen nach üblichen Methoden abgetrennt werden können.
Generell können alle Verfahren zur Herstellung von Pulverlacken zum Einsatz kommen.
Im Fall von pigmentierten Pulverlacken beträgt der Gewichtsanteil von Pigmente und/oder Füllstoffen an der erfindungsgemäßen Gesamtmischung vorzugsweise 5 bis 40 % . Beispiele für Pigmente und/oder Füllstoffe sind übliche organische Pigmente sowie z.B. Bariumsulfat, Titandioxid, Eisenoxide.
Die Beschichtungszusammensetzung kann 5 bis 50 Gew.- Vernetzer enthalten. Vernetzungsmittel auf der Basis von Aminoplastharzen sind bekannt beispielsweise aus Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band 14/2, Seiten 319 ff. Dies können insbesondere sein Melaminharze, Harnstoffharze, Dicyandiamidharze,
Benzoguanaminharze sowie beispielsweise Hydroxyalkylamide.
Als Isocyanatvernetzer sind die üblichen als Lackpolyisocyanate bekannten Di- oder Polyisocyanate verwendbar. Dies können sein aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Di- oder Polyisocyanate. Diese können gegebenenfalls über niedermolekulare Polyole oder Biuret oder Allophanatgruppen modifiziert sein. Die reaktiven Isocyanatgruppen können mit bekannten Blockierungsmitteln wie niedermolekularen Alkoholen, Aminoalkoholen, Oximen, Lactamen oder Acetessigderivaten in üblicher Weise blockiert sein. Die reaktiven Isocyanatgruppen können beispielsweise auch als Urethdion mit sich selbst blockiert sein. Das
Gewichtsverhältnis von Polyesterharz zu Vernetzer kann üblicherweise 60 : 40 bis 98 : 1 betragen. Weiterhin sind einsetzbar epoxyfunktionale Vernetzungsmittel, wie beispielsweise Triglycidylisocyanurat oder auch Hydroxyalkylamide.
In der Beschichtungszusammensetzung können lackübliche Additive enthalten sein.
Dies können beispielsweise Katalysatoren, Verlaufmittel, Netzmittel, Mattierungsmittel, Entgasungshilfsmittel, Trockenstoffe, beispielsweise bis zu einem Mengenanteil von 5 Gew.-% je nach Anwendungszweck sein. Als Katalysatoren können beispielsweise verwendet werden quartäre Ammoniumsalze, metallorganische Verbindungen, Amine oder Säuren in einer Menge von vorzugsweise weniger als 2
Gew.-% , bezogen auf die Lackzusammensetzung. Vorzugsweise kommen keine Katalysatoren zum Einsatz.
Beispielsweise enthält ein Überzugsmittel für die Pulverbeschichtung:
60 bis 85 Gew.-% einen oder mehrere semikristalline hydroxyfunktionelle Polyester mit einem Zahlenmittel der Molmasse von 1000 bis 10000 und einer OH-Zahl von 30 bis 70 mg KOH/g sowie einer Schmelztemperatur von 100 bis 150°C, hergestellt unter Verwendung von Ethylenglykol allein oder im Gemisch mit weiteren aliphatischen bzw. cycloaliphatischen Diolen als Polyolkomponente und 15 bis 40
Gew.-% einen oder mehrere Vernetzer.
Die Überzugsmittel können gegebenenfalls auch weitere Bindemittel enthalten.
Die erfindungsgemäßen Polyester werden eingesetzt in Überzugsmitteln für
Pulverbeschichtungen, insbesondere im Außenbereich. Als Substrate sind beispielsweise Metall- oder Kunststoffsubstrate geeignet.
Die Pulverlack-Zusammensetzung kann mit den für Pulverlack üblichen Methoden, z.B. elektrostatische Applikation über Coronaentladung oder Triboelektrik auf die
Oberflächen aufgebracht und eingebrannt werden. Eine weitere Applikationsmethode ist beispielsweise ddie Fluidisierung. Es können Trockenschichtdicken von beispielsweise 15 bis 200 μm. bevorzugt 20 bis 75 μm, aufgetragen werden. Das Einbrennen der Pulverlacksysteme erfolgt nach den für eine vollständige Vernetzung erforderlichen Temperatur- und Zeitbedingungen. Beispielsweise kann bei Objekttemperatoren von 100 bis 250°C, beispielsweise bei Temperaturen von 150 bis 240°C Blechtemperatur, in einer Zeit von 5 bis 20 Minuten, ausgehärtet werden.
Der Einsatz des Überzugsmittels erfolgt vorzugsweise im Außenbereich, z.B. zur Beschichtong von Aluminiumfenstern, Fassadenelementen, Autozubehörteilen oder auch Autokarosserien.
Die auf die erfindungsgemäß hergestellten durch Verwendung von Ethylenglykol als Polyolkomponente kostengünstigen kristallisationsfähigen Polyesterharze basierenden Überzugsmittel ergeben gute mechanische Eigenschaften bezüglich Lackfilmhärte sowie Elastizität bei guter Haftung zum Untergrund. Die erfindungsgemäß resultierenden Überzugsmittel sind besonders witterungsstabil. Dabei war es nicht vorhersehbar, daß bei nahezu linearen Polyestern eine besonders hohe Hydrolysestabilität erreicht wird durch die Verwendung von Ethylenglykol als Polyolkomponente im Vergleich zu anderen verwendbaren kostenungünstigen Diolen.
Die Erfindung wird anhand folgender Beispiele näher erläutert:
1. Beispiel für einen hydroxy unktioneilen Polyester:
930 g (15 mol) Ethylenglykol, 1460 g (10 mol) Adipinsäure und 3 g Dibutylzinnoxid werden unter Abdestillieren von Wasser auf eine Temperatur von 250 °C erhitzt.
Sobald die Abspaltung von Wasser beendet ist, wird der Polyester unter Vakuum gehalten, bis eine Hydroxylzahl von 32 mg KOH/g erreicht ist. Dabei wird überschüssiges Ethylenglykol abdestilliert.
Hydroxylzahl: 32 mg KOH/g
Schmelzpunkt: 51°C 2. Beispiel für einen carboxylfunktionellen Polyester:
992 g (16 mol) Ethylenglykol und 2467,4 g (16,9 mol) Adipinsäure werden unter Abdestillieren von Wasser bei einer Temperatur von 250 °C auf eine Säurezahl von 40 mg KOH/g kondensiert.
Säurezahl: 40 mg KOH/g Schmelzpunkt: 76°C

Claims

Patentansprüche:
1. Pulverlackzusammensetzung auf Basis von im wesentlichen linearen Polyestern, die erhältlich sind durch Umsetzung von im wesentlichen aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Dicarbonsäuren und/oder deren Estern mit Diolen, die im Gemisch mit einem oder mehreren Polyolen vorliegen können, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyester kristallisationsfähig sind, wobei die Polyester einen Schmelzpunkt im Bereich von 50 bis 180°C aufweisen, und daß die für die Polyestersynthese verwendeten Diole Ethylenglykol sind oder als Hauptkomponente enthalten.
2. Pulverlackzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält 20 bis 95 Gew.-% eines oder mehrerer kristallisationsfähiger Polyester mit einem Schmelzpunktbereich von 50 bis 180°C, welche erhältlich sind durch Umsetzung von einer oder mehreren im wesentlichen aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Dicarbonsäuren und/oder deren Estern mit einem oder mehreren Diolen, die im Gemisch mit einem oder mehreren Polyolen vorliegen können, wobei die Diole Ethylenglykol sind oder als Hauptkomponente enthalten,
5 bis 50 Gew.-% ein oder mehrerer Vernetzer,
0 bis 40 Gew.-% ein oder mehrerer Pigmente und/ oder Füllstoffe und 0 bis 10 Gew.-% ein oder mehrerer Additive.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyester einen Schmelzpunkt von 60 bis 150°C aufweisen.
4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Diole Ethylenglykol im Gemisch mit einem oder mehreren niedermolekularen Diolen und/oder niedermolekularen Polyolen eingesetzt werden.
5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Diole Ethylenglykol allein oder in einer Menge von mindestens 50 Mol- %, bezogen auf die gesamte Polyolkomponente, eingesetzt werden.
6. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyester erhältlich ist durch Umsetzung der Dicarbonsäuren mit den Diolen und gegebenenfalls Polyolen im molaren Verhältnis von 1,2 : 1 bis 0,8 : 1.
7. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der hydroxyfonktionelle Polyester eine OH-Zahl von 30 bis 70 mg KOH/g aufweist und der carboxyfunktionelle Polyester eine Säurezahl von 20 bis 70 mg KOH/g.
8. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyester ein Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) von 1000 bis 10000 aufweist.
9. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyester ohne Katalysatorzusatz hergestellt wird.
10. Verfahren zur Herstellung eines Polyesters nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durch Umsetzung einer Dicarbonsäure und/oder deren Ester mit einem oder mehreren Diolen, die im Gemisch mit einem oder mehreren Polyolen vorliegen können, dadurch gekennzeichnet, daß man als Diol Ethylenglykol allein oder als Hauptkomponente einsetzt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, daß es ohne Katalysatorzusatz durchgeführt wird.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4387214A (en) * 1981-06-29 1983-06-07 Eastman Kodak Company Thermosetting powder coating compositions
US5596037A (en) * 1992-03-16 1997-01-21 U C B S.A. Carboxyl-terminated polyesters for the preparation of powder coating compositions
US5639560A (en) * 1995-04-26 1997-06-17 U C B S.A. Powder composition of crystalline polyesters containing end methacrylyl groups

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE325738C (de) * 1919-08-24 1920-09-17 Adolf Marschall Winkelmessgeraet
GB676372A (en) * 1949-07-15 1952-07-23 Owen Burchell Edgar Improvements in or relating to copolyesters and their use for electrical insulation
AT303222B (de) * 1970-05-21 1972-11-10 Sandoz Ag Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffüberzuges
JPS5040421B2 (de) * 1972-02-29 1975-12-24

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4387214A (en) * 1981-06-29 1983-06-07 Eastman Kodak Company Thermosetting powder coating compositions
US5596037A (en) * 1992-03-16 1997-01-21 U C B S.A. Carboxyl-terminated polyesters for the preparation of powder coating compositions
US5639560A (en) * 1995-04-26 1997-06-17 U C B S.A. Powder composition of crystalline polyesters containing end methacrylyl groups

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
File WPI, Derwent accession no. 94-283491, Nippon Ester Co Ltd: "Resin compsn. for powder coating, having high storage stability - is prepd. by adding hydroxyl gp. hardener to crystalline polyester resin of specified average mol. wt. and hydroxyl value"; & JP,A,6212097, 940802 *

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