[go: up one dir, main page]

DE19711224A1 - Neue Vernetzer für Epoxidharze, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung - Google Patents

Neue Vernetzer für Epoxidharze, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung

Info

Publication number
DE19711224A1
DE19711224A1 DE19711224A DE19711224A DE19711224A1 DE 19711224 A1 DE19711224 A1 DE 19711224A1 DE 19711224 A DE19711224 A DE 19711224A DE 19711224 A DE19711224 A DE 19711224A DE 19711224 A1 DE19711224 A1 DE 19711224A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
guanidine
polymers
mol
polymer mixtures
powder coatings
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19711224A
Other languages
English (en)
Inventor
Rainer Dr Gras
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Huels AG
Chemische Werke Huels AG
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 Huels AG, Chemische Werke Huels AG filed Critical Huels AG
Priority to DE19711224A priority Critical patent/DE19711224A1/de
Publication of DE19711224A1 publication Critical patent/DE19711224A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D295/00Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms
    • C07D295/16Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms acylated on ring nitrogen atoms
    • C07D295/20Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms acylated on ring nitrogen atoms by radicals derived from carbonic acid, or sulfur or nitrogen analogues thereof
    • C07D295/215Radicals derived from nitrogen analogues of carbonic acid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C279/00Derivatives of guanidine, i.e. compounds containing the group, the singly-bound nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C279/20Derivatives of guanidine, i.e. compounds containing the group, the singly-bound nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups containing any of the groups, X being a hetero atom, Y being any atom, e.g. acylguanidines
    • C07C279/24Y being a hetero atom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/003Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with epoxy compounds having no active hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4263Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing carboxylic acid groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/80Masked polyisocyanates
    • C08G18/8061Masked polyisocyanates masked with compounds having only one group containing active hydrogen
    • C08G18/807Masked polyisocyanates masked with compounds having only one group containing active hydrogen with nitrogen containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/12Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
    • C07C2601/14The ring being saturated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2150/00Compositions for coatings
    • C08G2150/20Compositions for powder coatings

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft neue blockierte Isocyanatgruppen enthaltende Polymere bzw. Polymerengemische mit tert. Stickstoffatomen, ein Ver­ fahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung zur Herstellung von Epoxid(EP)- oder Hybrid(HB)-Pulverlacken, die EP- oder HB-Pul­ verlacke selbst und die daraus hergestellten Beschichtungen mit re­ duziertem Glanz.
Es besteht nach wie vor großes Interesse an Pulverlacken, die sich zur Herstellung von Beschichtungen mit matter Oberfläche eignen. Die Ursache hierfür ist überwiegend praktischer Natur. Glänzende Ober­ flächen erfordern ein weitaus größeres Maß an Reinigung und Pflege als matte Oberflächen. Darüber hinaus kann es aus sicherheitstechni­ schen Gründen gegebenenfalls nicht nur wünschenswert, sondern auch zwingend erforderlich sein, stark reflektierende Flächen zu vermei­ den.
Das einfachste Prinzip, eine matte Oberfläche zu erhalten, besteht darin, dem Pulverlack je nach Ausmaß des gewünschten Matteffektes kleinere oder größere Mengen Füllstoffe, wie Kreide, feinverteiltes SiO2 oder Bariumsulfat, beizumischen. Diese Zusätze bewirken jedoch eine Verschlechterung der lacktechnischen Filmeigenschaften, wie Haftung, Flexibilität, Schlagfestigkeit oder Chemikalienbeständig­ keit. Die Zugabe von Stoffen, die mit dem Lack unverträglich sind, z. B. Wachse oder Cellulosederivate, bewirkt zwar ebenfalls eine Mat­ tierung, aber geringfügige Änderungen während des Extrudierens füh­ ren zu Schwankungen im Oberflächenglanz. Die Reproduzierbarkeit des Matteffektes ist daher nicht gewährleistet.
In der Vergangenheit wurden in der Literatur eine Reihe von Patent­ anmeldungen bekannt, die sich mit der Herstellung von Salzen aus aromatischen Di- und/oder Polycarbonsäuren und tertiären Aminen oder cyclischen Verbindungen mit einem oder mehreren Stickstoffatomen im Ring oder Guanidinen sowie mit deren Verwendung in EP- und HB-Pul­ verlacken - mit Epoxidharz und carboxylgruppenhaltigem Polyesterharz - sowie mit den daraus hergestellten Beschichtungen mit matter Ober­ fläche befaßten, z. B. DE-OSS 23 24 696, 44 00 928, 44 00 929, 44 00 930 und 44 00 931. Ihnen allen haftet der Nachteil an, daß die Salz­ bildung in Wasser erfolgt und das Wasser nach erfolgter Salzbildung mit aufwendigen und teuren - hoher Energieverbrauch - Trocknungspro­ zessen wieder entfernt werden muß. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß diese Salze lediglich mit den Epoxidgruppen der für die Pulverlackherstellung eingesetzten Harze reagieren; die Hydro­ xylgruppen liegen somit auch im Pulverlack als freie Gruppen vor und sind bekanntlich mitverantwortlich für den "Kreidungsprozeß" der Be­ schichtungen, d. h. den Abbau des Bindemittels und damit Zerstörung der Lackoberfläche, wobei die Pigmente, Farb- und Füllstoffe freige­ setzt werden. Die OH-Gruppen destabilisieren also die Bindemittel auf Epoxidbasis.
Aufgabe der Erfindung war es daher, neue Vernetzer für EP- und HB-Pulverlacke zu finden, die die Nachteile der bekannten Vernetzer bei der Herstellung und Vernetzung nicht aufweisen. Überraschenderweise wurde gefunden, daß stark basische Guanidine in Kombination mit Di­ isocyanaten zu neuen Polymeren bzw. Polymerengemischen umgesetzt werden können, wobei die Guanidine nicht nur als Blockierungsmittel für die NCO-Gruppen fungieren, sondern auch die NCO-Gruppen zu Iso­ cyanatoisocyanuraten und deren höheren Oligomeren trimerisieren. Der Oligomerisierungsgrad und die Menge an Guanidin-blockiertem Diiso­ cyanat bestimmen den Schmelzbereich der Polymeren; er kann innerhalb eines weiten Temperaturbereichs eingestellt werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher als Härter für EP- und HB-Pulverlacke sehr gut geeignete Guanidin-blockierte isocyanat­ gruppenhaltige Polymere bzw. Polymerengemische komplexer Zusammen­ setzung, welche dadurch gekennzeichnet sind, daß sie durch Umsetzung eines Mols Diisocyanat mit 0,1 bis 1,9 mol, vorzugsweise 0,3 bis 1,5 mol und insbesondere 0,4 bis 1,2 mol eines Guanidins mit mindestens einem Zerewitinoff-aktiven Wasserstoffatom erhältlich sind.
Das als Blockierungs- und Trimerisierungsmittel dienende Guanidin kann unsubstituiert sein oder 1 bis 4 Substituenten tragen. Bevor­ zugte Guanidine entsprechen der Formel I
in der R, R1, R2, R3 und R4 gleich oder verschieden sind und Wasser­ stoff, (Cyclo)alkyl- oder Arylreste mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen bedeuten und R1 und R2 sowie R3 und R4 zusammen mit dem Stickstoff­ atom, das sie substituieren, einen Ring mit 5 bis 12 Ringgliedern bilden können, der ein Sauerstoffheteroatom enthalten kann, mit der Maßgabe, daß zumindest einer der Substituenten R und R1 bis R4 Was­ serstoff ist.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstel­ lung der Guanidin-blockierten isocyanatgruppenhaltigen Polymeren bzw. Polymerengemische, bei dem man 1 mol Diisocyanat mit 0,1 mol bis 1,9 mol, vorzugsweise 0,3 bis 1,5 mol und insbesondere 0,4 bis 1,2 mol eines Guanidins mit mindestens einem Zerewitinoff-aktiven Wasserstoffatom umsetzt.
Vorteilhaft entspricht das Guanidin der Formel
in der R, R1, R2, R3 und R4 die angegebene Bedeutung haben.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polymere bzw. Polymerengemi­ sche eignen sich insbesondere N-substituierte Guanidine, wie N,N,N',N'-Tetramethylguanidin, N,N',N''-Triphenylguanidin und/oder N,N'-Dicyclohexyl-4-morpholincarbonamid.
Als geeignete Diisocyanate im Sinne dieser Erfindung können insbe­ sondere aliphatische, (cyclo)aliphatische und cycloaliphatische Di­ isocyanate eingesetzt werden, wie sie in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band 14/2, S. 61-70 und dem Artikel von W. Sief­ ken in Liebigs Annalen der Chemie, Band 562, S. 75 bis 136 beschrie­ ben werden. Es sind dies u. a. Hexamethylendiisocyanat-1,6 (HDI), 2-Methyl-pentamethylendiisocyanat-1,5 (DI 51), 2,2,4(2,4,4)-Trimethyl­ hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat (IPDI) und 4,4'-Diiso­ cyanatodicyclohexylmethan (HMDI). Selbstverständlich können auch be­ liebige Mischungen der Diisocyanate vorteilhaft verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen Polymere bzw. Polymerengemische weisen in der Regel einen Gesamt-NCO-Gehalt von 3 bis 20 Gew.-% und einen freien NCO-Gehalt von 0 bis 3 Gew.-%, vorzugsweise von 0 bis 2 Gew.-% auf. Die Schmelzbereiche können, wie gesagt, innerhalb eines weiten Tem­ peraturbereichs eingestellt werden und liegen vorteilhaft zwischen 70 und 300°C.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist, wie erwähnt, ein Verfah­ ren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Guanidin-blockierten iso­ cyanatgruppenhaltigen Polymere bzw. Polymerengemische. Diese kann sowohl im Lösemittel als auch lösemittelfrei, diskontinuierlich im Reaktor oder kontinuierlich im Ein- oder Mehrwellenkneter, insbeson­ dere im Zweiwellenextruder erfolgen.
Geeignete Lösemittel sind Toluol, Xylol oder andere aromatische bzw. aliphatische Kohlenwasserstoffe; Essigester, wie Ethyl-, Butyl- oder n-Hexylacetat; Ketone, wie Aceton, Methylethylketon, Methylisobutyl­ keton, Cyclopentanon und Cyclohexanon; sowie beliebige Mischungen dieser oder anderer inerter Lösemittel.
Bei der diskontinuierlichen Herstellung mit Lösemittel wird das Di­ isocyanat - gelöst im Lösemittel - im Reaktor vorgelegt und auf 60 bis 80°C erhitzt. Anschließend wird unter starkem Rühren die berech­ nete Menge Guanidin so zugesetzt, daß die Temperatur 120°C nicht übersteigt. Nach beendeter Guanidin-Zugabe wird unter Rühren noch so lange weitererhitzt, bis der gewünschte NCO-Gehalt erreicht ist. Der Reaktionsverlauf wird hier - ebenso wie bei der lösemittelfreien Herstellung - mittels titrimetrischer NCO-Bestimmung verfolgt. Danach wird das Produkt vom Lösemittel befreit, das Rest-Lösemittel wird im Vakuumtrockenschrank bei 100 bis 120°C entfernt.
Bei der diskontinuierlichen lösemittelfreien Herstellung der neuen Polymeren bzw. Polymerengemische wird das Diisocyanat in einem dop­ pelwandigen, ölbeheizten Reaktor gegeben und auf 80 bis 100°C er­ hitzt. Anschließend wird unter starkem Rühren die berechnete Menge Guanidin so zugegeben, daß die Temperatur nicht über 190°C steigt. Nach beendeter Zugabe wird noch 2 bis 3 Stunden bei 130 bis 190°C gerührt, bis der gewünschte NCO-Gehalt erreicht ist.
Erfindungsgemäß werden die Verfahrensprodukte, unabhängig ob konti­ nuierlich oder diskontinuierlich, im Lösemittel oder lösemittelfrei hergestellt, nach dem Abkühlen zur Verwendung als Vernetzer für EP- oder HB-Pulverlacke auf eine Korngröße von < 100 µm, vorzugsweise von < 50 µm und insbesondere von < 30 µm vermahlen.
Weitere Gegenstände der Erfindung sind die Verwendung der erfindungs­ gemäßen Polymere bzw. Polymerengemische in Kombination mit Polyep­ oxiden und gegebenenfalls mit carboxylgruppenhaltigen Polymeren zur Herstellung von EP- oder HB-Pulverlacken, die EP- und HB-Pulverlacke als solche und die daraus hergestellten Beschichtungen mit reduzier­ tem Glanz.
Zur Herstellung dieser EP- oder HB-Pulverlacke, die Überzugsmassen mit reduziertem Glanz ergeben, auf Basis von Polyepoxiden und gege­ benenfalls carboxylgruppenhaltigen Polymeren werden die erfindungs­ gemäßen Polymere bzw. Polymerengemische in Mengen von 3 bis 16 Gew.-%, bezogen auf die Summe von Epoxidharz und gegebenenfalls vor­ handenen carboxylgruppenhaltigen Polymeren, eingesetzt.
Die verwendeten Polyepoxide sind feste, harzartige Stoffe, die im Bereich von 60 bis 150°C, vorzugsweise von 70 bis 110°C schmelzen und die im Durchschnitt mehr als eine 1,2-Epoxidgruppe pro Molekül enthalten. Im Prinzip kommen alle Verbindungen in Frage, die mehr als eine 1,2-Epoxidgruppe pro Molekül enthalten. Bevorzugt werden allerdings handelsübliche EP-Harze, wie sie durch Umsetzung von Bis­ phenol A und Epichlorhydrin erhalten werden, mit einem EP-Äquiva­ lentgewicht zwischen 400 und 3.000, bevorzugt zwischen 800 und 1.000.
Bei den carboxylgruppenhaltigen Polymeren handelt es sich um Poly­ esterpolycarbonsäuren, die aus Polyolen und Polycarbonsäuren bzw. deren Derivaten hergestellt werden. Der Schmelzbereich dieser sauren Polyester liegt in einem Bereich von 60 bis 160°C, vorzugsweisen von 80 bis 120°C; ihre Säurezahl variiert von 10 bis 150 mg KOH/g, vor­ zugsweise von 30 bis 60 mg KOH/g. Die OH-Zahlen sollen unter 10 mg KOH/g liegen.
Für die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Polyesterpo­ lycarbonsäuren werden Polycarbonsäuren, wie Oxal-, Adipin-, 2,2,4(2,44)-Trimethyladipin-, Azelain-, Sebacin-, Decandicarbon-, Dodecandicarbon-, Fumar-, Phthal-, Isophthal-, Terephthal-, Trimel­ lith- und Pyromellithsäure, eingesetzt. Als Polyole für die sauren Polyester werden zumeist die folgenden verwendet: Ethylenglykol, 1,2- und 1,3-Propandiol, 1,2-, 1,3-, 1,4- und 2,3-Butandiol, 1,5- Pentandiol, 2-Methyl-1,5-pentandiol, Neopentylglykol, 1,12-Dodecan­ diol, 2,2,4(2,4,4)-Trimethyl-1,6-hexandiol, Trimethylolpropan, Gly­ cerin, Pentaerythrit, 1,4-Bishydroxymethylcyclohexan, Cyclohexan- 1,4-diol, Diethylenglykol, Triethylenglykol sowie Dipropylenglykol. Selbstverständlich können auch Hydroxylgruppen enthaltende Poly­ ester, die nach bekannten Verfahren aus Polycarbonsäuren und Poly­ olen hergestellt werden, mit Polycarbonsäuren und/oder Polycarbon­ säureanhydriden zu den Polyesterpolycarbonsäuren umgesetzt werden.
Die Mengen der einzelnen Pulverlackbindemittelkomponenten können weitgehend variiert werden. Im Falle der ausschließlichen Verwendung der handelsüblichen EP-Harze auf Basis von Bisphenol A und Epichlor­ hydrin beträgt die Vernetzerkonzentration 3 bis 16 Gew.-%. Im Falle der Verwendung von Gemischen aus Epoxidharzen vom Typ der Diglyci­ dylether des Bisphenols A und carboxylgruppenhaltiger Polyester richtet sich das Mengenverhältnis nach der Säurezahl des letzteren. So wird z. B. üblicherweise bei einer Säurezahl von 30 bis 50 mg KOH/g das Gewichtsverhältnis EP-Harz/carboxylgruppenhaltiger Poly­ ester 60 : 40 bis 80 : 20, vorzugsweise etwa 70 : 30 betragen. Die Konzentration des Vernetzers beträgt in diesem Fall 2 bis 15 Gew.-%.
Zur Herstellung des Pulverlackes werden die Bindemittel zusammen mit dem Verlaufsmittel, Pigment und/oder Füllstoff und den UV- wie Oxi­ dationsstabilisatoren zunächst gemischt und in einem Extruder bei ca. 100°C homogenisiert. Die extrudierte Masse wird nach Abkühlung auf Raumtemperatur zu einem Pulverlack vermahlen, wobei die mittlere Teilchengröße ca. 40 bis 80 µm, vorzugsweise ca. 50 µm betragen sollte.
Das Auftragen der so hergestellten Pulverlacke auf geeignete Sub­ strate kann nach den bekannten Verfahren, z. B. durch elektrostati­ sches Pulversprühen oder Wirbelsintern, erfolgen. Nach dem Auftragen des Pulverlackes nach einem der genannten Verfahren werden die be­ schichteten Substrate zur Aushärtung auf Temperaturen von 150 bis 220°C innerhalb von 30 bis 8 Minuten erhitzt. Die so hergestellten Lackfilme zeichnen sich durch guten Verlauf und eine hervorragende Lösemittelbeständigkeit sowie eine matte Oberfläche aus, wobei der Glanzgrad in einem weiten Bereich beliebig einstellbar ist.
Die so gehärteten EP- und HB-Pulverlacke sind ein weiterer Gegen­ stand der vorliegenden Erfindung.
Die im folgenden experimentellen Teil enthaltenen Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern, nicht aber ihren Anwendungsbereich begrenzen, wie er in den Patentansprüchen definiert ist.
Experimenteller Teil A. Herstellung der erfindungsgemäßen Verfahrensprodukte Allgemeine Herstellungsvorschrift A.1 Aus Lösemittel
Das Diisocyanat wird mit dem Lösemittel in einem doppelwandigen, öl­ beheizten Stahlreaktor vorgelegt und auf 60 bis 80°C erwärmt. Anschließend wird unter starkem Rühren die berechnete Menge Guanidin so zudosiert, daß die Temperatur der Reaktionsmischung 120°C nicht übersteigt. Nach beendeter Guanidin-Zugabe wird das Reaktionsprodukt bei ca. 80°C noch so lange weitergerührt, bis der gewünschte NCO-Ge­ halt erreicht ist. Der Reaktionsverlauf wird mittels titrimetrischer NCO-Bestimmung kontrolliert. Danach wird das Reaktionsprodukt von Lösemittel befreit. Zur quantitativen Trocknung wird es 1 bis 2 h in einem Vakuumtrockenschrank bei 100 bis 120°C behandelt.
A.2 Lösemittelfrei
Das Diisocyanat wird im Reaktor vorgelegt und auf 80 bis 100°C er­ hitzt. Es wird unter starkem Rühren mit der berechneten Menge Guani­ din so umgesetzt, daß die Reaktionstemperatur 190°C nicht über­ steigt. Nach beendeter Zugabe wird noch 2 bis 3 h bei 130 bis 190°C weitergerührt, bis der gewünschte NCO-Gehalt erreicht ist. Die Schmelze wird abgekühlt und zerkleinert.
Die Verfahrensprodukte, unabhängig ob aus Lösemittel oder lösemit­ telfrei synthetisiert, wurden vor dem Einsatz für EP- oder HP-Pul­ verlacke auf eine Korngröße von < 100 µm, vorzugsweise von < 50 µm, insbesondere von < 30 µm vermahlen.
Tabelle 1 gibt die Zusammensetzung sowie die physikalischen und che­ mischen Kenndaten wieder
B. Epoxidharz
In allen Anwendungsbeispielen wurde als Epoxidharzverbindung ein Epoxidharz auf Bisphenol-A-Basis eingesetzt, das ein Epoxid-Äquiva­ lentgewicht von 900 bis 1.000, einen Epoxidwert von 0,10 bis 0,11, einen Hydroxylwert von 0,34 und einen Schmelzbereich von 96 bis 104°C besaß.
C. Epoxidharz-Pulverlacke (EP-Pulverlacke)
Zur Herstellung der Pulverlacke wurden die gemahlenen Produkte - er­ findungsgemäßer Vernetzer, Epoxidharz und Verlaufsmittel-Master­ batch* - mit dem Weißpigment (TiO2) in einem Kollergang innig ver­ mischt und anschließend im Extruder bei 90 bis 100°C homogenisiert. Nach dem Erkalten wurde das Extrudat gebrochen und in einer Stift­ mühle auf eine Korngröße von < 100 µm gemahlen. Das so hergestellte Pulver wurde mit einer elektrostatischen Pulverspritzanlage bei 60 kV auf entfettete, gegebenenfalls vorbehandelte Stahlbleche appli­ ziert und in einem Umlufttrockenschrank eingebrannt.
*Verlaufsmittel-Masterbatch:
10 Gew.-% Verlaufsmittel MODAFLOW® der Fa. Monsanto werden mit dem Epoxidharz in der Schmelze homogenisiert und nach dem Erstar­ ren zerkleinert.
Die Abkürzungen in den folgenden Tabellen bedeuten:
SD = Schichtdicke in µm
ET = Tiefung nach Erichsen in mm (DIN 53 156)
GS = Gitterschnittprüfung (DIN 53151)
GG 60°∡ = Messung des Glanzes nach Gardner (ASTM-D 5233)
Imp. rev. = Impact reverse in g.m
Die Berechnung der Lackformulierungen erfolgt nach folgendem Sche­ ma:
B - V = EP
B = 100 - Z
Dabei sind
EP = Gew.-% Epoxid
B = Gew.-% Bindemittel
V = Gew.-% Vernetzer
Z = Gew.-% Zuschlagstoffe
[40 Gew.-% Weißpigment (TiO2),
0,5 Gew.-% Verlaufsmittel]
Tabelle 2
Tabelle 2
D. Carboxylgruppenhaltiger Polyester
Zur Herstellung von Hybrid-Pulverlacken wurde der nachstehend beschriebene carboxylgruppenhaltige Polyester mit folgenden Kennda­ ten eingesetzt:
Säurezahl 36 mg KOH/g
Schmelzbereich 91-94°C
Glasumwandlungstemperatur 64°C
Viskosität bei 160°C: 58.000 mPa.s
E. Hybrid-Pulverlacke
Die Aufarbeitung der Rohstoffe sowie die Herstellung und Applika­ tion erfolgen analog Abschnitt C.
Tabelle 3
Tabelle 3

Claims (16)

1. Guanidin-blockierte isocyanatgruppenhaltige Polymere bzw. Polymerengemische, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Umsetzung eines Mols Diisocyanat mit 0,1 bis 1,9 mol, vorzugsweise 0,3 bis 1,5 mol und insbesondere 0,4 bis 1,2 mol eines Guanidins mit mindestens einem Zerewitinoffaktiven Wasserstoffatom erhältlich sind.
2. Guanidin-blockierte isocyanatgruppenhaltige Polymere bzw. Polymerengemische nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Guanidin der Formel
entspricht, wobei R, R1, R2, R3 und R4 gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, (Cyclo)alkyl- oder Arylreste mit bis zu 8 Kohlen­ stoffatomen bedeuten und R1 und R2 sowie R3 und R4 zusammen mit dem Stickstoffatom, das sie substituieren, einen Ring mit 5 bis 12 Ring­ gliedern bilden können, der ein Sauerstoffheteroatom enthalten kann, mit der Maßgabe, daß zumindest einer der Substituenten R und R1 bis R4 Wasserstoff ist.
3. Guanidin-blockierte isocyanatgruppenhaltige Polymere bzw. Polymerengemische nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Guanidin N,N,N',N'-Tetramethylguanidin, N,N',N,''-Trimethyl­ guanidin und/oder N,N'-Dicyclohexyl-4-morpholincarbonamid verwendet werden.
4. Guanidin-blockierte isocyanatgruppenhaltige Polymere bzw. Polymerengemische nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Diisocyanat Isophorondiisocyanat und/oder 4,4,-Diisocyanatodicyclohexylmethan eingesetzt werden.
5. Guanidin-blockierte isocyanatgruppenhaltige Polymere bzw. Polymerengemische nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie einen Gesamt-NCO-Gehalt von 3 bis 20 Gew.-%, einen freien NCO-Gehalt von 0 bis 3, vorzugsweise von 0 bis 2 aufweisen und der Schmelzbereich innerhalb des Temperaturbereichs von 70 bis 300°C liegt.
6. Verfahren zur Herstellung von Guanidin-blockierten isocyanat­ gruppenhaltigen Polymeren bzw. Polymerengemischen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man 1 mol Diisocyanat mit 0,1 bis 1,9 mol, vorzugswei­ se 0,3 bis 1,5 mol und insbesondere 0,4 bis 1,2 mol eines Guanidins mit mindestens einem Zerewitinoff-aktiven Wasserstoffatom umsetzt.
7. Verfahren nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß das Guanidin der Formel
entspricht, in der R, R1, R2, R3 und R4 gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, (Cyclo)alkyl- oder Arylreste mit bis zu 8 Kohlen­ stoffatomen bedeuten und R1 und R2 sowie R3 und R4 zusammen mit dem Stickstoffatom, das sie substituieren, einen Ring mit 5 bis 12 Ring­ gliedern bilden können, der ein Sauerstoffheteroatom enthalten kann, mit der Maßgabe, daß zumindest einer der Substituenten R und R1 bis R4 Wasserstoff ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung im Lösemittel oder lösemittelfrei, diskontinuierlich im Reaktor oder kontinuierlich im Ein- oder Mehrwellenkneter, insbe­ sondere im Zweiwellenextruder erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verfahrensprodukte auf eine Korngröße von <100 µm, vorzugsweise von < 50 µm und insbesondere von <30 µm vermahlen werden.
10. Verwendung der Guanidin-blockierten isocyanatgruppenhaltigen Polymeren bzw. Polymerengemischen nach den Ansprüchen 1 bis 9 in Kombination mit Polyepoxiden und gegebenenfalls mit carboxylgruppen­ haltigen Polyestern zur Herstellung von Epoxid- oder Hybrid-Pulver­ lacken.
11. Pigmentierte Epoxid- oder Hybrid-Pulverlacke, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie als Vernetzer Polymere bzw. Polymerengemische nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in Kombination mit einem Polyepoxid und gegebenenfalls einem carboxylgruppenhaltigen Polyester sowie weite­ ren Hilfs- und Zuschlagstoffen enthalten.
12. Pigmentierte Epoxid-Pulverlacke nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie den Vernetzer in Mengen von 3 bis 16 Gew.-%, bezogen auf eingesetztes Epoxidharz, enthalten.
13. Pigmentierte Hybrid-Pulverlacke nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie den Vernetzer in Mengen von 2 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Summe des eingesetzten Epoxidharzes und des carb­ oxylgruppenhaltigen Polyesters, enthalten.
14. Pigmentierte Hybrid-Pulverlacke nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die carboxylgruppenhaltigen Polyester eine Säure­ zahl von 30 bis 50 mg KOH/g aufweisen.
15. Pigmentierte Hybrid-Pulverlacke nach Anspruch 13 oder 14, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Polyepoxid zu carboxylgruppenhaltigem Polyester 60 : 40 bis 80 : 20 beträgt.
16. Überzugsmassen aus den gehärteten EP- oder HB-Pulverlacken nach den Ansprüchen 11 bis 15.
DE19711224A 1997-03-18 1997-03-18 Neue Vernetzer für Epoxidharze, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung Withdrawn DE19711224A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19711224A DE19711224A1 (de) 1997-03-18 1997-03-18 Neue Vernetzer für Epoxidharze, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19711224A DE19711224A1 (de) 1997-03-18 1997-03-18 Neue Vernetzer für Epoxidharze, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19711224A1 true DE19711224A1 (de) 1998-09-24

Family

ID=7823760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19711224A Withdrawn DE19711224A1 (de) 1997-03-18 1997-03-18 Neue Vernetzer für Epoxidharze, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19711224A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109439150A (zh) * 2018-09-29 2019-03-08 佛山市涂亿装饰材料科技有限公司 一种耐冲击粉末涂料及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109439150A (zh) * 2018-09-29 2019-03-08 佛山市涂亿装饰材料科技有限公司 一种耐冲击粉末涂料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0045998B1 (de) Verfahren zur Herstellung von abspaltfreien Polyurethan-Pulverlacken sowie die danach hergestellten Lacke
EP0045994B1 (de) Verfahren zur Herstellung von blockierungsmittelfreien Polyurethan-Pulverlacken mit hoher Lagerstabilität, die oberhalb 120 Grad C härtbar sind sowie die danach hergestellten Polyurethan-Pulverlacke
DE3328131C2 (de) Pulverlacke auf der Basis teilblockierter IPDI-Isocyanurate und hydroxylgruppenhaltiger Polyester sowie ein Verfahren zur Herstellung matter Überzüge
EP1526146A1 (de) Hochreaktive Polyurethan-Pulverlackzusammensetzungen auf Basis epoxidgruppenterminierter, uretdiongruppenhaltiger Polyadditionsverbindungen
EP0178398B1 (de) Lagerstabile Polyurethanharz-Pulverlacke
EP0023023A1 (de) Pulverförmige Überzugsmassen mit hoher Lagerstabilität sowie deren Herstellung
DE3328133C2 (de) Pulverlacke auf der Basis von uretdiongruppenhaltigen Isophorondiisocyanatadditionsverbindungen und ein Verfahren zur Herstellung matter Überzüge
EP0317741B1 (de) PUR-Pulverlacke für matte Überzüge
DE19604581A1 (de) Polyurethan-Pulvermattlacke
EP0286799A2 (de) Polyurethan-Pulverlacke, die nach Aushärtung eine matte Oberfläche ergeben
EP1318161A1 (de) PUR-Pulverlackzusammensetzungen und ihre Verwendung für Polyurethan-Pulverlacke und insbesondere für Pulver-Coil Coating-Lacke
EP0538597A1 (de) Blockierte höherfuntionelle Polyisocyanataddukte, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung
DE19816547A1 (de) Harnstoff- und uretdiongruppenhaltige Polyisocyanate
EP0787754A2 (de) Blockierte aliphatische Diisocyanate oder Diisocyanat-Addukte
EP0218040B1 (de) Ganz oder teilweise mit Epsilon-Caprolactam blockiertes trans-Cyclohexan-1,4-diisocyanat, dessen Herstellung und Verwendung
EP0512213B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines blockierten Lackpolyisocyanats
DE69736616T2 (de) Zusammensetzung für die Herstellung einer matten oder seidigen Beschichtung, Verwendung dieser Zusammensetzung sowie daraus hergestellte Beschichtung
DE19711224A1 (de) Neue Vernetzer für Epoxidharze, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung
EP1382649A1 (de) Verwendung von PUR-Pulverlacken für Coil Coating-Beschichtungen mit mattem Erscheinungsbild
DE19711225A1 (de) Neue Epoxidharz-Härter, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung
EP0780416A1 (de) Pulverlack und seine Verwendung zur Beschichtung von hitzeresistenten Substraten
DE19731392A1 (de) Blockierte Polyisocyanate, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie die daraus hergestellten PUR-Pulverlacke
DE4433367A1 (de) Verfahren zur Herstellung von hitzehärtbaren, witterungsbeständigen PUR-Pulver-Massen
DE3610758A1 (de) Pulverfoermige ueberzugsmittel auf basis von 1.2-epoxidverbindungen
DE10215474A1 (de) Flexiblere Polyurethan-Pulverlacke mit mattem Erscheinungsbild

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: DEGUSSA-HUELS AG, 60311 FRANKFURT, DE

8139 Disposal/non-payment of the annual fee