DE19946048A1 - Resins containing carbamate groups, process for their preparation and their use - Google Patents
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Abstract
Seitenständige und/oder endständige Carbamatgruppen enthaltende Harze, herstellbar, indem man ein mindestens eine Hydroxylgruppe enthaltendes Harz mit Phosgen zu einem mindestens eine Chlorformiatgruppe enthaltenden Harz umsetzt, wonach man dieses Harz mit Ammoniak, primären Aminen oder sekundären Aminen umsetzt; sowie ihre Verwendung für die Herstellung von Formmassen, Klebstoffen und Beschichtungsstoffen, insbesondere Lacken.Resins containing pendant and / or terminal carbamate groups can be prepared by reacting a resin containing at least one hydroxyl group with phosgene to give a resin containing at least one chloroformate group, after which this resin is reacted with ammonia, primary amines or secondary amines; as well as their use for the production of molding compositions, adhesives and coating materials, in particular paints.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft neue Oligomere und Polymere, die seitenständige und/oder endständige Carbamatgruppen enthalten. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der neuen Oligomeren und Polymeren zur Herstellung von Formmassen, Klebstoffen und Beschichtungstoffen, insbesondere Lacken, sowie deren Folgeprodukte, d.h. die Formteile, Folien, Fasern, Klebschichten und Beschichtungen, insbesondere Lackierungen.The present invention relates to new oligomers and polymers, the pendant and / or terminal carbamate groups contain. Moreover The present invention relates to the use of the new oligomers and polymers for the production of molding compounds, adhesives and coating materials, in particular paints, as well as their secondary products, i.e. the molded parts, Films, fibers, adhesive layers and coatings, in particular paintwork.
Aus den Patentschriften US-A-5,474,811,
US-A-5,356,669, US-A-5,605,965, WO 94/10211, WO 94/10212, WO 94/10213,
EP-A-0 594 068, EP-A-0 594 071 oder EP-A-0 594 142 sind Beschichtungsstoffe
bekannt, welche mindestens ein Oligomer und/oder Polymer (nachstehend
zusammenfassend „Harz"
genannt) mit mindestens einer seitenständigen und/oder endständigen Carbamatgruppe
der Formel:
Die Einführung der seitenständigen und/oder endständigen Carbamatgruppen kann durch den Einbau von Monomeren, welche diese Gruppen enthalten, erfolgen. Beispiele geeigneter Monomere dieser Art sind ethylenisch ungesättigte Monomere, welche eine Carbamatgruppe enthalten.The introduction of the lateral and / or terminal Carbamate groups can be created by the incorporation of monomers Groups included. Examples of suitable monomers of these Kinds are ethylenically unsaturated Monomers containing a carbamate group.
Beispiele geeigneter ethylenisch ungesättigter Monomere, welche Carbamatgruppen enthalten, werden in den Patentschriften US-A-3,479,328, US-A-3,674,838, US-A-4,126,747, US-A-4,279,833 oder US-A-4,340,497 beschrieben.Examples of suitable ethylenic unsaturated Monomers containing carbamate groups are described in the patents US-A-3,479,328, US-A-3,674,838, US-A-4,126,747, US-A-4,279,833 or US-A-4,340,497 described.
Die Einführung der Carbamatgruppe kann aber auch durch polymeranaloge Reaktionen, in Harze eingeführt werden. Beispiele geeigneter Methoden dieser Art sind aus den Patentschriften US-A-4,758,632, US-A-4,301,257 oder US-A-2,979,514 bekannt. Beispiele für solche polymeranaloge Reaktionen sind die Umsetzung von Hydroxylgruppen enthaltenden Harzen mit Harnstoff oder mit Aryl- oder Alkylurethanen wie Phenylurethan, Methylurethan oder Butylurethan oder die Umsetzung von cyclische Carbonatgruppen enthaltenden Harzen mit Ammoniak und Aminen.The introduction of the carbamate group can but can also be introduced into resins by polymer-analogous reactions. Examples of suitable methods of this type are from the patents US-A-4,758,632, US-A-4,301,257 or US-A-2,979,514. Examples for such polymer-analogous reactions are the conversion of hydroxyl groups containing resins with urea or with aryl or alkyl urethanes such as phenyl urethane, methyl urethane or butyl urethane or the reaction of resins containing cyclic carbonate groups with ammonia and Amines.
Diese bekannten Herstellverfahren weisen Nachteile auf wie beispielsweise die vergleichsweise aufwendige Synthese von Ausgangsverbindungen wie Carbamatgruppen enthaltenden Monomeren oder Aryl- oder Alkylurethanen, oder aber die erforderlichen Reaktionstemperaturen sind u. U. zu hoch wie etwa bei der Umsetzung Hydroxylgruppen enthaltender Harze mit Harnstoff so daß eine Verfärbung oder gar eine Schädigung der Produkte eintritt. Häufig müssen für die polymeranalogen Umsetzungen auch Katalysatoren verwendet werden, die im Produkt zurückbleiben und dessen anwendungstechnische Eigenschaften beeinträchtigen. So besteht die Gefahr, daß Beschichtungsstoffe, die auf der Basis von Katalysatorreste enthaltenden Harzen hergestellt worden sind, Beschichtungen liefern, die eine verringerte Bewitterungsbeständigkeit und Schwitzwasserbeständigkeit aufweisen.These known manufacturing processes have disadvantages such as the comparatively complex Synthesis of starting compounds such as those containing carbamate groups Monomers or aryl or alkyl urethanes, or the required ones Reaction temperatures are u. U. too high as in the implementation Resins containing hydroxyl groups with urea so that discoloration or even damage the products enter. Frequently have to for the polymer-analogous reactions, catalysts are also used, that remain in the product and impair its application properties. So there is a risk that coating materials, the resins based on catalyst residues have been providing coatings that have reduced weathering resistance and condensation resistance exhibit.
Gerade wegen der hervorragenden anwendungstechnischen Eigenschaften der seitenständige und/oder endständige Carbamatgruppen enthaltenden Harze und der hiermit hergestellten Beschichtungsstoffe, Formmassen und Klebstoffe besteht aber ein dringender Bedarf nach einem neuen Herstellverfahren, das in einfacher Weise neue seitenständige und/oder endständige Carbamatgruppen enthaltende Harze liefert, die die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger aufweisen. Dabei soll das Verfahren bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen durchführbar sein und hierbei ohne Katalysatoren auskommen, so daß in den neuen seitenständige und/oder endständige Carbamatgruppen enthaltenden Harzen keine Katalysatorreste, die das anwendungstechnische Eigenschaftsprofil der Harze negativ beeinflussen könnten, mehr vorhanden sind.Precisely because of the excellent application technology Characteristics of the lateral and / or terminal Resins containing carbamate groups and those produced therewith However, coating materials, molding compounds and adhesives exist urgent need for a new manufacturing process that is simple Way new side-by-side and / or terminal Resins containing carbamate groups provides the disadvantages of State of the art no longer exhibit. The process is said to be comparatively low Temperatures feasible be and get along without catalysts, so that in the new pendant and / or terminal Resins containing carbamate groups have no catalyst residues negatively influence the application properties of the resins could there are more.
Demgemäß wurde das neue seitenständige und/oder endständige Carbamatgruppen enthaltende Harz gefunden, das herstellbar ist, indem man ein mindestens eine Hydroxylgruppe enthaltendes Harz mit Phosgen zu einem mindestens eine Chlorformiatgruppe enthaltenden Harz umsetzt, wonach man dieses Harz mit Ammoniak, primären Aminen oder sekundären Aminen umsetzt.Accordingly, the new side-by-side and / or terminal Resin containing carbamate groups, which can be prepared, by using a resin containing at least one hydroxyl group with phosgene converted to a resin containing at least one chloroformate group, after which this resin with ammonia, primary amines or secondary amines implements.
Im folgenden wird das neue seitenständige und/oder endständige Carbamatgruppe enthaltende Harz der Kürzer halber als „erfindungsgemäßes Harz" bezeichnet.In the following the new side-by-side and / or terminal Resin containing carbamate group for the sake of being shorter than “resin according to the invention” designated.
Außerdem wurde das neue Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Harzes durch
- (I) polymeranaloge Umsetzung Hydroxylgruppen enthaltender Harze mit Phosgen, wodurch Chlorformiatgruppen enthaltende Harze resultieren, und
- (II) polymeranaloge Umsetzung der Chlorformiatgruppen enthaltenden Harze mit Ammoniak und/oder primären und/oder sekundären Aminen
- (I) polymer-analogous reaction of hydroxyl-containing resins with phosgene, resulting in resins containing chloroformate groups, and
- (II) polymer-analogous reaction of the chloroformate-containing resins with ammonia and / or pri mares and / or secondary amines
Außerdem wurden die neuen Formmassen, Klebstoffe und Beschichtungsstoffe gefunden, die mindestens ein erfindungsgemäßes Oligomer und/oder Polymer enthalten. Im folgenden werden diese neuen Formmassen, Klebstoffe und Beschichtungsstoffe als „erfindungsgemäße Formmassen, Klebstoffe und Beschichtungsstoffe" bezeichnet.In addition, the new molding compounds, Adhesives and coatings found at least one Oligomer according to the invention and / or contain polymer. In the following, these new molding compounds, Adhesives and coating materials as “molding compositions according to the invention, Adhesives and coating materials ".
Des weiteren wurden neue Formteile, Folien und Fasern gefunden, die aus den erfindungsgemäßen Formmassen herstellbar sind. Im folgenden werden sie als „erfindungsgemäße Formteile, Folien und Fasern" bezeichnet.Furthermore, new molded parts, Films and fibers found from the molding compositions of the invention are producible. In the following, they are called “molded parts according to the invention, Films and fibers ".
Ferner wurde neue Klebschichten gefunden, die aus den erfindungsgemäßen Klebstoffen herstellbar sind und im folgenden als „erfindungsgemäße Klebschichten" bezeichnet werden.New adhesive layers were also found, from the adhesives of the invention can be produced and are hereinafter referred to as “adhesive layers according to the invention” be designated.
Nicht zuletzt wurden neue Beschichtungen gefunden, die aus den erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffen herstellbar sind und im folgenden als „erfindungsgemäße Beschichtungen" bezeichnet werden.Last but not least, new coatings found that can be produced from the coating materials of the invention and in the following as "coatings according to the invention" be designated.
Darüber hinaus wurden neue Substrate gefunden, die mindestens eine erfindungsgemäße Klebschicht und/oder mindestens eine erfindungsgemäße Beschichtung aufweisen und im folgenden als „erfindungsgemäße Substrate" bezeichnet werden.In addition, new substrates found the at least one adhesive layer according to the invention and / or at least a coating according to the invention have and in the following as "substrates according to the invention" be designated.
Erfindungsgemäß werden für die Herstellung der erfindungsgemäßen Harze Hydroxylgruppen enthaltende Harze verwendet.According to the invention for the production of the resins according to the invention Resins containing hydroxyl groups are used.
Beispiele geeigneter Hydroxylgruppen enthaltender Harze sind statistisch, alternierend und/oder blockartig aufgebaute lineare und/oder verzweigte und/oder kammartig aufgebaute (Co)Polymerisate von ethylenisch ungesättigten Monomeren, oder Polyadditionsharze und/oder Polykondensationsharze. Zu diesen Begriffen wird ergänzend auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, Seite 457, »Polyaddition« und »Polyadditionsharze (Polyaddukte)«, sowie Seiten 463 und 464, »Polykondensate«, »Polykondensation« und »Polykondensationsharze« verwiesen.Examples of suitable hydroxyl groups Resins containing are statistical, alternating and / or block-like constructed linear and / or branched and / or comb-like (Co) polymers of ethylenically unsaturated monomers, or polyaddition resins and / or polycondensation resins. These terms are supplemented by Rompp Lexicon Varnishes and printing inks, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, Page 457, »Polyaddition« and »Polyaddition Resins (Polyadducts) " and pages 463 and 464, "Polycondensates", "Polycondensation" and "Polycondensation Resins".
Beispiele gut geeigneter (Co)Polymerisate sind Poly(meth)acrylate und partiell verseifte Polyvinylester.Examples of very suitable (co) polymers are poly (meth) acrylates and partially saponified polyvinyl esters.
Beispiele gut geeigneter Polyadditionsharze und/oder Polykondensationsharze sind Polyester, Alkyde, Polyurethane, Polylactone, Polycarbonate, Polyether, Epoxidharz-Amin-Addukte, Polyharnstoffe, Polyamide oder Polyimide.Examples of suitable polyaddition resins and / or polycondensation resins are polyesters, alkyds, polyurethanes, Polylactones, polycarbonates, polyethers, epoxy resin-amine adducts, polyureas, Polyamides or polyimides.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Hydroxylgruppen enthaltenden Harze sind Oligomere und Polymere. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter Oligomeren Harze verstanden, die mindestens 2 bis 15 wiederkehrende Monomereinheiten in ihrem Molekül enthalten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter Polymeren Harze verstanden, die mindestens 10 wiederkehrende Monomereinheiten in ihrem Molekül enthalten. Ergänzend wird zu diesen Begriffen auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, »Oligomere«, Seite 425, verwiesen.The hydroxyl groups to be used according to the invention Resins containing are oligomers and polymers. As part of the present Invention are understood as oligomeric resins that at least Contain 2 to 15 recurring monomer units in their molecule. In the context of the present invention, polymers are resins understood the at least 10 recurring monomer units in their molecule contain. additional becomes these terms on Römpp Lexicon of lacquers and printing inks, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, "Oligomers", page 425.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Hydroxylgruppen enthaltenden Harze enthalten primäre und/oder sekundäre Hydroxylgruppen. Es ist ein ganz wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Harze, daß beide Arten von Hydroxylgruppen verwendet werden können. Dies ermöglicht es, die Reaktiv ität der erfindungsgemäßen Harze über sterische Effekte gezielt zu steuern.The hydroxyl groups to be used according to the invention Resins containing contain primary and / or secondary hydroxyl groups. It is a very significant advantage of the method and the resins according to the invention, that both Types of hydroxyl groups can be used. This enables the reactivity the resins of the invention via steric Control effects in a targeted manner.
Die OH-Zahl der erfindungsgemäß zu verwendenden Hydroxylgruppen enthaltenden Harze kann sehr breit variieren und richtet sich in erster Linie nach dem Verwendungszweck der erfindungsgemäßen Harze. Werden diese beispielsweise als Bindemittel in den erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffen und Klebstoffen verwendet, empfiehlt es sich aus Gründen einer hohen Vernetzungsdichte in den erfindungsgemäßen Beschichtungen und Klebschichten Harze mit hoher OH-Zahl zu verwenden. Somit kann der Fachmann die für den jeweils vorgesehenen Verwendungszweck geeignete OH-Zahl anhand seines Fachwissens gegebenenfalls unter Zuhilfenahme ortentierender Versuche zu ermitteln. Vorzugsweise liegt die OH-Zahl bei 10 bis 500, bevorzugt 20 bis 400 und insbesondere 30 bis 350 mg KOH/g.The OH number of those to be used according to the invention Resins containing hydroxyl groups can vary widely depends primarily on the intended use of the resins according to the invention. Become these, for example, as binders in the coating materials of the invention and adhesives, it is recommended for reasons of one high crosslinking density in the coatings and adhesive layers according to the invention Use resins with a high OH number. Thus, the expert can for the appropriate OH number based on its intended use Expertise if necessary with the help of location tests to investigate. The OH number is preferably from 10 to 500, preferably 20 to 400 and especially 30 to 350 mg KOH / g.
Von den vorstehend beschriebenen Hydroxylgruppen enthaltenden Harze werden die Poly(meth)acrylate, die Polyester und die Polyurethane bevorzugt verwendet. Besondere Vorteile resultieren aus der Verwendung der Poly(meth)acrylate (nachstehend zusammenfassend als „Polyacrylatharze" bezeichnet), weswegen sie besonders bevorzugt für die Herstellung der erfindungsgemäßen Harze verwendet werden.Of those described above Resins containing hydroxyl groups are the poly (meth) acrylates, the polyesters and the polyurethanes are preferably used. Special Advantages result from the use of the poly (meth) acrylates (below in summary as "polyacrylate resins" designated), which is why they are particularly preferred for the production of the resins according to the invention be used.
Ganz besonders gut geeignete Polyacrylatharze werden erhalten durch die Copolymerisation der nachstehend beschriebenen olefinisch ungesättigter Monomere (a), von denen mindestens eines mindestens eine Hydroxylgruppe enthält und im wesentlichen säuregruppenfrei ist.Particularly suitable polyacrylate resins are obtained by the copolymerization of those described below olefinically unsaturated Monomers (a), at least one of which has at least one hydroxyl group contains and essentially free of acid groups is.
Beispiele geeigneter hydroxylgruppenhaltiger Monomere (a1) sind Hydroxyalkylester der Acrylsäure, Methacrylsäure einer anderen alpha,beta-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure, welche sich von einem Alkylenglykol ableiten, der mit der Säure verestert ist, oder durch Umsetzung der Säure mit einem Alkylenoxid erhältlich sind, insbesondere Hydroxyalkylester der Acrylsäure, Methacrylsäure oder Ethacrylsäure, in denen die Hydroxyalkylgruppe bis zu 20 Kohlenstoffatome enthält, wie 2-Hydroxyethyl-, 2-Hydroxypropyl-, 3-Hydroxypropyl-, 3-Hydroxybutyl-, 4-Hydroxybutylacrylat, -methacrylat, -ethacrylat oder -crotonat; 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan-, Octahydro-4,7-methano-1H-inden-dimethanol- oder Methylpropandiolmonoacrylat, -monomethacrylat, -monoethacrylat oder -monocrotonat; oder Umsetzungsprodukte aus cyclischen Estern, wie z.B. epsilon-Caprolacton und diesen Hydroxyalkylestern; oder olefinisch ungesättigte Alkohole wie Allylalkohol oder Polyole wie Trtmethylolpropanmono- oder diallylether oder Pentaerythritmono-, -di- oder -trtallylether. Diese höherfunktionellen Monomeren (a1) werden im allgemeinen nur in untergeordneten Mengen verwendet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind hierbei unter untergeordneten Mengen an höherfunktionellen Monomeren solche Mengen zu verstehen, welche nicht zur Vernetzung oder Gelierung der Polyacrylatharze führen. So kann der Anteil an Trtmethylolpropanmonoallylether 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Herstellung des Polyacrylatharzes eingesetzten Monomeren (a1) bis (a6) betragen. Daneben ist es aber auch möglich, 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Herstellung des Polyacrylatharzes eingesetzten Monomeren (a), Trtmethylolpropanmonoallylether zum fertigen Polyacrylatharz zuzusetzen. Die olefinisch ungesättigten Polyole (a1) können zwar als die alleinigen Monomeren (a1) verwendet werden, erfindungsgemäß ist es indes von Vorteil sie in Kombination mit weiteren Monomeren (a1) einzusetzen. Ferner können die Monomeren (a1) als die alleinigen Monomeren (a) eingesetzt werden. Erfindungsgemäß ist es indes von Vorteil, sie in Kombination mit weiteren Monomeren (a) zu verwenden.Examples of suitable hydroxyl group-containing monomers (a1) are hydroxyalkyl esters of acrylic acid, methacrylic acid of another alpha, beta-ethylenically unsaturated carboxylic acid which are derived from an alkylene glycol which is esterified with the acid or can be obtained by reacting the acid with an alkylene oxide, in particular hydroxyalkyl esters acrylic acid, methacrylic acid or ethacrylic acid in which the hydroxyalkyl group contains up to 20 carbon atoms, such as 2-hydroxyethyl-, 2-hydroxypropyl-, 3-hydro xypropyl, 3-hydroxybutyl, 4-hydroxybutyl acrylate, methacrylate, ethacrylate or crotonate; 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, octahydro-4,7-methano-1H-indene-dimethanol or methyl propanediol monoacrylate, monomethacrylate, monoethacrylate or monocrotonate; or reaction products from cyclic esters, such as, for example, epsilon-caprolactone and these hydroxyalkyl esters; or olefinically unsaturated alcohols such as allyl alcohol or polyols such as trmethylolpropane mono- or diallyl ether or pentaerythritol mono-, di- or trallyl ether. These higher-functional monomers (a1) are generally used only in minor amounts. In the context of the present invention, minor amounts of higher-functional monomers are understood to mean those amounts which do not lead to crosslinking or gelling of the polyacrylate resins. For example, the proportion of trimethylolpropane monoallyl ether can be 2 to 10% by weight, based on the total weight of the monomers (a1) to (a6) used to prepare the polyacrylate resin. In addition, however, it is also possible to add 2 to 10% by weight, based on the total weight of the monomers (a) used to prepare the polyacrylate resin, to methylmethylpropane monoallyl ether to the finished polyacrylate resin. Although the olefinically unsaturated polyols (a1) can be used as the sole monomers (a1), it is advantageous according to the invention to use them in combination with other monomers (a1). Furthermore, the monomers (a1) can be used as the sole monomers (a). According to the invention, however, it is advantageous to use them in combination with other monomers (a).
Beispiele geeigneter weiterer Monomere (a) sind:Examples of suitable other monomers (a) are:
Monomere (a2)Monomers (a2)
(Meth)Acrylsäurealkyl- oder -cycloalkylester mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, insbesondere Methyl-, Ethyl-, Propyl-, n-Butyl-, sec.-Butyl-, tert.-Butyl-, Hexyl-, Ethylhexyl-, Stearyl- und Laurylacrylat oder -methacrylat; cycloaliphatische (Meth)acrylsäureester, insbesondere Cyclohexyl-, Isobornyl-, Dicyclopentadienyl-, Octahydro-4,7-methano-1H-inden-methanol- oder tert.-Butylcyclohexyl(meth)acrylat; (Meth)Acrylsäureoxaalkylester oder -oxacycloalkylester wie Ethyltriglykol(meth)acrylat und Methoxyoligoglykol(meth)acrylat mit einem Molekulargewicht Mn von vorzugsweise 550; oder andere ethoxylierte und/oder propoxylierte hydroxylgruppenfreie (Meth)acrylsäurederivate. Diese können in untergeordneten Mengen höherfunktionelle (Meth)Acrylsäurealkyl- oder -cycloalkylester wie Ethylengylkol-, Propylenglykol-, Diethylenglykol-, Dipropylenglykol-, Butylenglykol-, Pentan-1,5-diol-, Hexan-1,6-diol-, Octahydro-4,7-methano-1H-inden-dimethanol- oder Cyclohexan-1,2-, -1,3- oder -1,4-diol-di(meth)acrylat; Trimethylolpropan-di- oder tri(meth)acrylat; oder Pentaerythrit-di-, -tri- oder -tetra(meth)acrylat; enthalten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind hierbei unter untergeordneten Mengen an höherfunktionellen Monomeren (a2) solche Mengen zu verstehen, welche nicht zur Vernetzung oder Gelierung der Polyacrylatharze führen.(Meth) acrylic acid alkyl or cycloalkyl esters with up to 20 carbon atoms in the alkyl radical, especially methyl, Ethyl, propyl, n-butyl, sec.-butyl, tert.-butyl, hexyl, ethylhexyl, Stearyl and lauryl acrylate or methacrylate; cycloaliphatic (Meth) acrylate, especially cyclohexyl-, isobornyl-, dicyclopentadienyl-, octahydro-4,7-methano-1H-inden-methanol- or tert-butylcyclohexyl (meth) acrylate; (Meth) Acrylsäureoxaalkylester or oxacycloalkyl esters such as ethyl triglycol (meth) acrylate and methoxy oligoglycol (meth) acrylate with a molecular weight Mn of preferably 550; or others ethoxylated and / or propoxylated hydroxyl-free (meth) acrylic acid derivatives. these can in minor quantities more functional (Meth) acrylic alkyl or cycloalkyl esters such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, Dipropylene glycol, butylene glycol, pentane-1,5-diol, hexane-1,6-diol, Octahydro-4,7-methano-1H-indene-dimethanol- or cyclohexane-1,2-, -1,3- or -1,4-diol-di (meth) acrylate; Trimethylolpropane di or tri (meth) acrylate; or pentaerythritol-di-, tri- or tetra (meth) acrylate; contain. In the context of the present invention are here under minor amounts of higher functional Monomers (a2) understand such amounts that are not used for crosslinking or gelation of the polyacrylate resins.
Monomere (a3)Monomers (a3)
Mindestens eine Säuregruppe, vorzugsweise eine Carboxylgruppe, pro Molekül tragende ethylenisch ungesättigte Monomer oder ein Gemisch aus solchen Monomeren. Als Komponente (a3) werden besonders bevorzugt Acrylsäure und/oder Methacrylsäure eingesetzt. Es können aber auch andere ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren mit bis zu 6 C-Atomen im Molekül verwendet werden. Beispiele für solche Säuren sind Ethacrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Itaconsäure. Weiterhin können ethylenisch ungesättigte Sulfon- oder Phosphonsäuren, bzw. deren Teilester, als Komponente (a3) verwendet werden. Als Monomere (a3) kommen desweiteren Maleinsäuremono(meth)acryloyloxyethylester, Bernsteinsäuremono(meth)acryloyloxyethylester und Phthalsäuremono(meth)acryloyloxyethylester in Betracht.At least one acid group, preferably one Carboxyl group, per molecule bearing ethylenically unsaturated Monomer or a mixture of such monomers. As component (a3) acrylic acid and / or methacrylic acid are particularly preferably used. It can but also other ethylenically unsaturated carboxylic acids up to 6 carbon atoms in the molecule be used. examples for such acids are ethacrylic acid, crotonic, maleic acid, fumaric acid and itaconic acid. Can continue ethylenically unsaturated Sulfonic or phosphonic acids, or their partial esters can be used as component (a3). As Monomers (a3) are furthermore maleic acid mono (meth) acryloyloxyethyl ester, Succinic acid mono (meth) acryloyloxyethyl and phthalic acid mono (meth) acryloyloxyethyl ester into consideration.
Monomere (a4)Monomers (a4)
Vinylester von in alpha-Stellung verzweigten Monocarbonsäuren mit 5 bis 18 C-Atomen im Molekül. Die verzweigten Monocarbonsäuren können erhalten werden durch Umsetzung von Ameisensäure oder Kohlenmonoxid und Wasser mit Olefinen in Anwesenheit eines flüssigen, stark sauren Katalysators; die Olefine können Crack-Produkte von paraffinischen Kohlenwasserstoffen, wie Mineralölfraktionen, sein und können sowohl verzweigte wie geradkettige acyclische und/oder cycloaliphatische Olefine enthalten. Bei der Umsetzung solcher Olefine mit Ameisensäure bzw. mit Kohlenmonoxid und Wasser entsteht ein Gemisch aus Carbonsäuren, bei denen die Carboxylgruppen vorwiegend an einem quaternären Kohlenstoffatom sitzen. Andere olefinische Ausgangsstoffe sind z.B. Propylentrimer, Propylentetramer und Diisobutylen. Die Vinylester können aber auch auf an sich bekannte Weise aus den Säuren hergestellt werden, z.B. indem man die Säure mit Acetylen reagieren läßt. Besonders bevorzugt werden – wegen der guten Verfügbarkeit – Vinylester von gesättigten aliphatischen Monocarbonsäuren mit 9 bis 11 C-Atomen, die am alpha-C-Atom verzweigt sind, eingesetzt.Vinyl ester from in alpha position branched monocarboxylic acids with 5 to 18 carbon atoms in the molecule. The branched monocarboxylic acids can are obtained by reacting formic acid or carbon monoxide and Water with olefins in the presence of a liquid, strongly acidic catalyst; the olefins can Cracked products of paraffinic hydrocarbons, such as mineral oil fractions, be and can both branched and straight-chain acyclic and / or cycloaliphatic Contain olefins. When such olefins are reacted with formic acid or with carbon monoxide and water, a mixture of carboxylic acids is created which the carboxyl groups predominantly on a quaternary carbon atom sit. Other olefinic starting materials are e.g. propylene trimer, Propylene tetramer and diisobutylene. The vinyl esters can can also be prepared from the acids in a manner known per se, e.g. by looking at the acid can react with acetylene. Especially be preferred - because of of good availability - vinyl ester of saturated aliphatic monocarboxylic acids with 9 to 11 carbon atoms which are branched on the alpha carbon atom.
Monomere (a5)Monomers (a5)
Umsetzungsprodukt aus Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit dem Glycidylester einer in alpha-Stellung verzweigten Monocarbonsäure mit 5 bis 18 C-Atomen je Molekül. Die Umsetzung der Acryl- oder Methacrylsäure mit dem Glycidylester einer Carbonsäure mit einem tertiären alpha-Kohlenstoffatom kann vorher, während oder nach der Polymerisationsreaktion erfolgen. Bevorzugt wird als Komponente (a5) das Umsetzungsprodukt von Acryl- und/oder Methacrylsäure mit dem Glycidylester der Versatic®-Säure eingesetzt. Dieser Glycidylester ist unter dem Namen Cardura® E10 im Handel erhältlich. Ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, Seiten 605 und 606, verwiesen.Reaction product of acrylic acid and / or methacrylic acid with the glycidyl ester of a monocarboxylic acid branched in the alpha position with 5 to 18 carbon atoms per molecule. The reaction of acrylic or methacrylic acid with the glycidyl ester of a carboxylic acid with a tertiary alpha carbon atom can take place before, during or after the polymerization reaction. The reaction product of acrylic and / or methacrylic acid with the glycidyl ester of Versatic ® acid is preferably used as component (a5). This glycidyl ester is commercially available under the name Cardura ® E10. In addition, reference is made to Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, pages 605 and 606.
Monomere (a6)Monomers (a6)
sIm wesentlichen säuregruppenfreie ethylenisch ungesättigte Monomere wies essentially free of acid groups ethylenically unsaturated Monomers like
- – Olefine wie Ethylen, Propylen, But-1-en, Pent-1-en, Hex-1-en, Cyclohexen, Cyclopenten, Norbounen, Butadien, Isopren, Cylopentadien und/oder Dicyclopentadien;- olefins such as ethylene, propylene, but-1-ene, pent-1-ene, hex-1-ene, cyclohexene, Cyclopentene, norbounen, butadiene, isoprene, cyclopentadiene and / or dicyclopentadiene;
- – (Meth)Acrylsäureamide wie (Meth)Acrylsäureamid, N-Methyl -, N,N-Dimethyl-, N-Ethyl-, N,N-Diethyl-, N-Propyl-, N,N-Dipropyl, N-Butyl-, N,N-Dibutyl-, N-Cyclohexyl- und/oder N,N-Cyclohexyl-methyl-(meth)acrylsäureamid;- (Meth) acrylic acid amides such as (meth) acrylic acid amide, N-methyl, N, N-dimethyl, N-ethyl, N, N-diethyl, N-propyl, N, N-dipropyl, N-butyl, N, N-dibutyl, N-cyclohexyl and / or N, N-cyclohexyl-methyl- (meth) acrylic acid amide;
- – Epoxidgruppen enthaltende Monomere wie der Glycidylester der Acrylsäure, Methacrylsäure, Ethacrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und/oder Itaconsäure;- epoxy groups containing monomers such as the glycidyl ester of acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid and / or itaconic acid;
- – vinylaromatische Kohlenwasserstoffe, wie Styrol, alpha-Alkylstyrole, insbesondere alpha-Methylstyrol, Arylstyrole, insbesondere Diphenylethylen, und/oder Vinyltoluol; - vinyl aromatic Hydrocarbons, such as styrene, alpha-alkyl styrenes, in particular alpha-methylstyrene, arylstyrenes, especially diphenylethylene, and / or vinyltoluene;
- – Nitrtle wie Acrylnitril und/oder Methacrylnitril;- Nitrtle such as acrylonitrile and / or methacrylonitrile;
- – Vinylverbindungen wie Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidendichlorid, Vinylidendifluorid; N-Vinylpyrrolidon; Vinylether wie Ethylvinylether, n-Propylvinylether, Isopropylvinylether, n-Butylvinylether, Isobutylvinylether und/oder Vinylcyclohexylether; Vinylester wie Vinylacetat, Vinylpropioriat, Vinylbutyrat, Vinylpivalat, Vinylester der Versatic®-Säuren, die unter dem Markennamen VeoVa® von der Firma Deutsche Shell Chemie vertrieben werden (ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, Seite 598 sowie Seiten 605 und 606, verwiesen) und/oder der Vinylester der 2-Methyl-2-ethylheptansäure; und/oder- Vinyl compounds such as vinyl chloride, vinyl fluoride, vinylidene dichloride, vinylidene difluoride; N-vinylpyrrolidone; Vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether and / or vinyl cyclohexyl ether; Vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propioriate, vinyl butyrate, vinyl pivalate, vinyl esters of Versatic ® acids, which are sold by Deutsche Shell Chemie under the brand name VeoVa ® (in addition, Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, page 598 and pages 605 and 606, referenced) and / or the vinyl ester of 2-methyl-2-ethylheptanoic acid; and or
- – Polysiloxanmakromonomere, die ein zahlenmittleres Molekulargewicht Mn von 1.000 bis 40.000, bevorzugt von 2.000 bis 20.000, besonders bevorzugt 2.500 bis 10.000 und insbesondere 3.000 bis 7.000 und im Mittel 0,5 bis 2,5, bevorzugt 0,5 bis 1,5, ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen pro Molekül aufweisen, wie sie in der DE-A-38 07 571 auf den Seiten 5 bis 7, der DE-A 37 06 095 in den Spalten 3 bis 7, der EP-B-0 358 153 auf den Seiten 3 bis 6, in der US-A 4,754,014 in den Spalten 5 bis 9, in der DE-A 44 21 823 oder in der der internationalen Patentanmeldung WO 92/22615 auf Seite 12, Zeile 18, bis Seite 18, Zeile 10, beschrieben sind, oder Acryloxysilan-enthaltende Vinylmonomere, herstellbar durch Umsetzung hydroxyfunktioneller Silane mit Epichlorhydrin und anschließender Umsetzung des Reaktionsproduktes mit Methacrylsäure und/oder Hydroxyalkylestern der (Meth)acrylsäure.- polysiloxane macromonomers, which have a number average molecular weight Mn of 1,000 to 40,000, preferably from 2,000 to 20,000, particularly preferably 2,500 to 10,000 and in particular 3,000 to 7,000 and on average 0.5 to 2.5, preferred 0.5 to 1.5, ethylenically unsaturated Double bonds per molecule have, as in DE-A-38 07 571 on pages 5 to 7, DE-A 37 06 095 in columns 3 to 7, EP-B-0 358 153 pages 3 to 6, in US Pat. No. 4,754,014 in columns 5 to 9, in DE-A 44 21 823 or in the international patent application WO 92/22615 on page 12, line 18, to page 18, line 10 are, or acryloxysilane-containing vinyl monomers by reaction of hydroxy-functional silanes with epichlorohydrin and followed by Implementation of the reaction product with methacrylic acid and / or hydroxyalkyl esters the (meth) acrylic acid.
Erfindungsgemäß ist es von ganz besonderem Vorteil, die Monomeren (a) derart auszuwählen, daß hydroxylgruppenhaltige Polyacrylatharze resultieren, die vorzugsweise eine OH-Zahl von 100 bis 250, bevorzugt 130 bis 210, vorzugsweise Säurezahlen von 0 bis 80, bevorzugt 0 bis 50, ganz besonders bevorzugt 0 bis 15, vorzugsweise Glasübergangstemperaturen Tg von –2u5 bis +80°C, bevorzugt –20 bis +40°C, und vorzugsweise zahlenmittlere Molekulargewichte von 1.500 bis 30.000, bevorzugt 1.500 bis 15.000, ganz besonders bevorzugt 1.500 bis 5.000 (bestimmt durch Gelpermeationschromatographie mit Polystyrol als internem Standard) aufweisen.According to the invention, it is very special Advantage of selecting the monomers (a) in such a way that hydroxyl-containing polyacrylate resins result, which preferably has an OH number of 100 to 250, preferably 130 to 210, preferably acid numbers from 0 to 80, preferably 0 to 50, very particularly preferably 0 to 15, preferably glass transition temperatures Tg of -2u5 to + 80 ° C, preferably -20 to + 40 ° C, and preferably number average molecular weights from 1,500 to 30,000, preferably 1,500 to 15,000, very particularly preferred 1,500 to 5,000 (determined by gel permeation chromatography with Have polystyrene as internal standard).
Die Glasübergangstemperatur Tg der Polyacrylatharze
wird durch Art und Menge der eingesetzten Monomere (a1) und gegebenenfalls
(a2), (a3), (a4), (a5) und/oder (a6) bestimmt. Die Auswahl der Monomeren kann
vom Fachmann unter Zuhilfenahme der folgenden Formel von Fox, mit
der die Glasübergangstemperaturen
Tg von (Co)Polymerisaten, insbesondere Polyacrylatharzen, näherungsweise
berechnet werden können,
vorgenommen werden:
Tg = Glasübergangstemperatur
des Polyacrylatharzes
Wn = Gewichtsanteil
des n-ten Monomers
Tgn = Glasübergangstemperatur
des Homopolymers aus dem n-ten Monomer
x = Anzahl der verschiedenen
MonomerenThe glass transition temperature Tg of the polyacrylate resins is determined by the type and amount of the monomers (a1) and, if appropriate, (a2), (a3), (a4), (a5) and / or (a6). The selection of the monomers can be carried out by a person skilled in the art with the aid of the following Fox formula, with which the glass transition temperatures Tg of (co) polymers, in particular polyacrylate resins, can be approximately calculated:
Tg = glass transition temperature of the polyacrylate resin
W n = weight fraction of the nth monomer
Tg n = glass transition temperature of the homopolymer from the nth monomer
x = number of different monomers
Methodisch gesehen weist die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Hydroxylgruppen enthaltenden Polyacrylatharze keine Besonderheiten auf, sondern erfolgt nach den üblichen und bekannten Methoden der radikalischen Polymerisation in Gegenwart mindestens eines Polymerisationsinitiators.Methodologically speaking, the manufacturing process those to be used according to the invention Polyacrylate resins containing hydroxyl groups have no special features on, but takes place according to the usual and known methods of radical polymerization in the presence at least one polymerization initiator.
Beispiele geeigneter Polymerisationsinitiatoren sind freie Radikale bildende Initiatoren, wie z.B. tert.-Butylperoxyethylhexanoat, Benzoylperoxid, Di-tert.-Amylperoxid, Azobisisobutyronitril und tert.-Butylperbenzoat genannt. Die Initiatoren werden bevorzugt in einer Menge von 1 bis 25 Gew.-%, besonders bevorzugt von 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren, eingesetzt.Examples of suitable polymerization initiators are free radical initiators, e.g. tert-butyl peroxyethylhexanoate, Benzoyl peroxide, di-tert-amyl peroxide, azobisisobutyronitrile and called tert-butyl perbenzoate. The initiators are preferred in an amount of 1 to 25 wt .-%, particularly preferably from 2 to 10 wt .-%, based on the total weight of the monomers used.
Die Polymerisation wird zweckmäßigerweise bei einer Temperatur von 80 bis 200°C, vorzugsweise 110 bis 180 °C, durchgeführt.The polymerization is convenient at a temperature of 80 to 200 ° C, preferably 110 to 180 ° C, carried out.
Bevorzugt werden als Lösemittel organische Lösemittel verwendet, die gegenüber Phasgen inert sind, insbesondere Gemische aromatischer Kohlenwasserstoffe.Preferred solvents organic solvents used that opposite Phasgene are inert, especially mixtures of aromatic hydrocarbons.
Das Polyacrylatharze kann nach einem Zweistufenverfahren oder einem Einstufenverfahren hergestellt werden.The polyacrylate resin can after a Two-step process or a one-step process can be produced.
Bei dem Zweistufenverfahren wirdIn the two-step process
1. ein Gemisch aus den Monomeren (a1) sowie gegebenenfalls (a2), (a4), (a5) und/oder (a6) oder ein Gemisch aus Teilen der Monomeren (a1) sowie gegebenenfalls (a2), (a4), (a5) und/oder (a6) in einem organischen Lösemittel polymerisiert wird und1. a mixture of the monomers (a1) and optionally (a2), (a4), (a5) and / or (a6) or a mixture from parts of the monomers (a1) and optionally (a2), (a4), (a5) and / or (a6) is polymerized in an organic solvent and
2. nachdem mindestens 60 Gew.-% des aus (a1) sowie gegebenenfalls (a2), (a4) (a5) und/oder (a6) bestehenden Gemisches zugegeben worden sind, wird oder werden das Monomer (a3) und der gegebenenfalls vorhandene Rest der Monomeren (a1) sowie gegebenenfalls (a2), (a4), (a5) und/oder (a6) zugegeben und weiter polymerisiert.2. after at least 60 wt .-% of consisting of (a1) and optionally (a2), (a4) (a5) and / or (a6) Mixture have been added, the monomer (a3) and the optionally present remainder of the monomers (a1) and optionally (a2), (a4), (a5) and / or (a6) added and further polymerized.
Daneben ist es aber auch möglich, die Monomeren (a4) und/oder (a5) zusammen mit zumindest einem Teil des Lösemittels vorzulegen und die restlichen Monomeren zuzudosieren. Außerdem können auch die Monomeren (a4) und/oder (a5) nur teilweise zusammen mit zumindest einem Teil des Lösemittels in die Vorlage gegeben werden und der Rest dieser Monomeren, wie oben beschrieben, zugegeben werden. Bevorzugt werden beispielsweise mindestens 20 Gew.-% des Lösemittels und ca. 10 Gew.-% der Monomeren (a4) und (a5) sowie gegebenenfalls Teile der Monomeren (a1) und (a6) vorgelegt.In addition, it is also possible that Monomers (a4) and / or (a5) together with at least part of the solvent to submit and meter in the remaining monomers. You can also the monomers (a4) and / or (a5) only partially together with at least part of the solvent be given in the template and the rest of these monomers, such as described above can be added. For example, are preferred at least 20% by weight of the solvent and about 10 wt .-% of the monomers (a4) and (a5) and optionally Parts of the monomers (a1) and (a6) submitted.
Es ist bevorzugt, daß mit dem Initiatorzulauf einige Zeit, im allgemeinen ca. 1 bis 15 Minuten, vor dem Zulauf der Monomeren begonnen wird. Ferner ist ein Verfahren bevorzugt, bei dem die Initiatorzugabe zum gleichen Zeitpunkt wie die Zugabe der Monomeren begonnen und etwa eine halbe Stunde, nachdem die Zugabe der Monomeren beendet worden ist, beendet wird. Der Initiator wird vorzugsweise in konstanter Menge pro Zeiteinheit zugegeben. Nach Beendigung der Initiatorzugabe wird das Reaktionsgemisch noch so lange (in der Regel 1,5 Stunden) auf Polymerisationstemperatur gehalten, bis alle eingesetzten Monomere im wesentlichen vollständig umgesetzt worden sind. „Im wesentlichen vollständig umgesetzt" soll bedeuten, daß vorzugsweise 100 Gew.-% der eingesetzten Monomere umgesetzt worden sind, daß es aber auch möglich ist, daß ein geringer Restmonomerengehalt von höchstens bis zu etwa 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Reaktionsmischung, unumgesetzt zurückbleiben kann.It is preferred that with the Initiator feed for some time, generally approx. 1 to 15 minutes, before the monomers are fed in. It is also a procedure preferred, in which the initiator addition at the same time as the addition of the monomers started and about half an hour after the addition of the monomers has ended, is ended. The initiator is preferably added in a constant amount per unit of time. After the initiator addition has ended, the reaction mixture is still so long (usually 1.5 hours) at the polymerization temperature held until all of the monomers used are essentially fully implemented have been. "In the essentially complete implemented "is intended to mean that preferably 100 wt .-% of the monomers used have been implemented, but that it also possible is that a low residual monomer content of at most up to about 0.5% by weight, based on the weight of the reaction mixture, remain unreacted can.
Bevorzugt werden die Monomeren zur Herstellung der Polyacrylatharze bei einem nicht allzu hohen Polymerisationsfestkörper, bevorzugt bei einem Polymerisationsfestkörper von 80 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Monomeren, polymerisiert und anschließend für die Umsetzung mit Phosgen mit organischen Lösemitteln, die gegenüber Phosgen inert sind, verdünnt, um sie gut rührbar zu machen.The monomers are preferred for Production of the polyacrylate resins in the case of a not too high polymerization solid, preferred in the case of a polymerization solid from 80 to 50% by weight, based on the monomers, polymerized and subsequently for the Reaction with phosgene with organic solvents, which are against phosgene are inert, diluted, to stir them well close.
Auch apparativ weist die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Polyacrylatharze keine methodischen Besonderheiten auf, sondern erfolgt mit Hilfe der auf dem Kunststoffgebiet üblichen und bekannten Methoden der kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Copolymerisation unter Normaldruck oder Überdruck in Rührkesseln, Autoklaven, Rohrreaktoren oder Taylorreaktoren.The production also has apparatus those to be used according to the invention Polyacrylate resins have no special methodological features, but is carried out using the methods which are customary and known in the plastics field continuous or discontinuous copolymerization under Normal pressure or overpressure in stirred tanks, Autoclaves, tubular reactors or Taylor reactors.
Beispiele geeigneter Copolymerisationsverfahren werden in den Patentschriften DE-A-197 09 465, DE-C-197 09 476, DE-A-28 48 906, DE-A-195 24 182, EP-A-O 554 783, WO 95/27742 oder WO 82/02387 beschrieben.Examples of suitable copolymerization processes are described in the patents DE-A-197 09 465, DE-C-197 09 476, DE-A-28 48 906, DE-A-195 24 182, EP-A-O 554 783, WO 95/27742 or WO 82/02387.
Die vorstehend beschriebenen Hydroxylgruppen enthaltenden Harze, insbesondere die Polyacrylatharze, werden erfindungsgemäß in Lösung mit Phosgen zu den mindestens eine Chlorformiatgruppe enthaltenden Harzen umgesetzt.The hydroxyl groups described above Resins containing, in particular the polyacrylate resins, according to the invention are in solution with Phosgene to the resins containing at least one chloroformate group implemented.
Methodisch gesehen weist die Herstellung der Chlorformiatgruppen enthaltenden Harze keine Besonderheiten auf sondern erfolgt nach den üblichen und bekannten Methoden der Phosgenchemie, wobei die entsprechenden geeigneten Anlagen verwendet und die für die Handhabung von Phosgen üblichen Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden.Methodologically speaking, the manufacturing process the resins containing chloroformate groups have no peculiarities on but takes place according to the usual and known methods of phosgene chemistry, the corresponding suitable equipment and the usual for the handling of phosgene Safety measures to be hit.
Vorteilhafterweise wird die Umsetzung mit Phosgen je nach Reaktivität der Hydroxylgruppen enthaltenden Harze und/oder der Rührbarkeit der betreffenden Lösung des Harzes bei Temperaturen von –10 bis 100, bevorzugt 0 bis 50 und insbesondere 10 bis 40°C durchgeführt.Depending on the reactivity of the hydroxyl groups, the reaction with phosgene is advantageously included Resins and / or the stirrability of the relevant solution of the resin at temperatures from -10 to 100, preferably 0 to 50 and in particular 10 to 40 ° C.
Zwar können die Chlorformiatgruppen enthaltenden Harze als solche isoliert werden, was für spezielle Fälle durchaus von Vorteil sein kann, im allgemeinen empfiehlt es sich aber die Harze in der Lösung, in der sie angefallen sind, mit Ammoniak und/oder primären und/oder sekundären Aminen umzusetzen.Although the chloroformate groups containing resins can be isolated as such, which is quite special cases can be an advantage, but in general it is recommended Resins in the solution, in which they occurred, with ammonia and / or primary and / or secondary Implement amines.
Beispiele geeigneter primärer und
sekundärer
Amine sind solche der allgemeinen Formel I
- (i) Substituierte und unsubstiuierte, kein oder mindestens ein Heteroatom in der Kette und/oder im Ring enthaltende, lineare oder verzweigte Alkane, Alkene, Cycloalkane, Cycloalkene, Alukylcycloalkane, Alkylcycloalkene, Alkenylcycloalkane oder Alkenylcycloalkene;
- (ii) substituierte und unsubstituierte Aromaten oder Heteroamaten; sowie
- (iii) Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl-, Cycloalkenyl-, Alkylcyloalkyl-, Alkylcycloalkenyl-, Alkenylcycloalkyl- oder Alkenylcycloalkenyl-substitiuierte Aromaten oder Heteroaromaten, deren Substituenten substituiert oder unsubstituiert sind und kein oder mindestens ein Heteroatom in ihrer Kette und/oder ihrem Ring enthalten;
oder worin die Reste R, ausgenommen ein Wasserstoffatom, und R1 cyclisch miteinander verknüpft sind.Examples of suitable primary and secondary amines are those of the general formula I.
- (i) Substituted and unsubstituted linear or branched alkanes, alkenes, cycloalkanes, cycloalkenes, alucylcycloalkanes, alkylcycloalkenes, alkenylcycloalkanes or alkenylcycloalkenes containing no or at least one heteroatom in the chain and / or in the ring;
- (ii) substituted and unsubstituted aromatics or heteroamates; such as
- (iii) alkyl, alkenyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, alkylcyloalkyl, alkylcycloalkenyl, alkenylcycloalkyl or alkenylcycloalkenyl-substituted aromatics or heteroaromatics, their substituents are substituted or unsubstituted and no or at least one heteroatom in their chain and / or their Ring included;
or in which the radicals R, with the exception of a hydrogen atom, and R 1 are cyclically linked to one another.
Beispiele geeigneter Heteroatome sind Sauerstoff-, Stickstoff-, Bor-, Silizium-, Schwefel- oder Phosphoratome.Examples of suitable heteroatoms are oxygen, nitrogen, boron, silicon, sulfur or phosphorus atoms.
Beispiele geeigneter Substitutienten, für die vorstehend genannten Reste R1 sind Halogenatome, insbesondere Fluor- und Chloratome, Nitrogruppen oder Nitrigruppen.Examples of suitable substitutes for the abovementioned radicals R 1 are halogen atoms, in particular fluorine and chlorine atoms, nitro groups or nitrile groups.
Beispiele geeigneter Aromaten sind Benzol und Naphthalin.Examples of suitable aromatics are Benzene and naphthalene.
Beispiele geeigneter Heteroaromaten sind Thiophen, Pyridin oder Triazin.Examples of suitable heteroaromatics are thiophene, pyridine or triazine.
Beispiele geeigneter Alkane sind solche mit 1 bis 20 C-Atomen im Molekül wie Methan Ethan, Propan, Butan, Isobutan, Pentan, Neopentan, Hexan, Heptan, Octan, Isooctan, Nonan, Dodecan, Hexadecan oder Eicosan.Examples of suitable alkanes are those with 1 to 20 carbon atoms in the molecule such as methane, ethane, propane, butane, Isobutane, pentane, neopentane, hexane, heptane, octane, isooctane, nonane, Dodecan, Hexadecan or Eicosan.
Beispiele geeigneter Alkene sind Ethylen und Propylen.Examples of suitable alkenes are Ethylene and propylene.
Beispiele geeigneter Cycloalkane sind Cyclopentan und Cyclohexan.Examples of suitable cycloalkanes are cyclopentane and cyclohexane.
Beispiele geeigneter Cycloalkene sind Cyclopenten und Cyclohexen.Examples of suitable cycloalkenes are cyclopentene and cyclohexene.
Beispiele geeigneter Alkylcycloalkane sind Methylcyclopentan und Methylcyclohexan.Examples of suitable alkylcycloalkanes are methylcyclopentane and methylcyclohexane.
Beispiele geeigneter Alkylcycloalkene sind Methylcyclopenten und Methylcyclohexen.Examples of suitable alkylcycloalkenes are methylcyclopentene and methylcyclohexene.
Beispiele geeigneter Alkenylcycloalkane sind Allyl- und Vinylcyclopentan und Alkyl- und Vinylcyclohexan.Examples of suitable alkenylcycloalkanes are allyl and vinyl cyclopentane and alkyl and vinyl cyclohexane.
Beispiele geeigneter Alkenylcycloalkene sind Vinylcyclopenten und Vinylcyclohexen.Examples of suitable alkenylcycloalkenes are vinylcyclopentene and vinylcyclohexene.
Beispiele geeigneter Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl-, Cycloalkenyl-, Alkylcyloalkyl-, Alkylcycloalkenyl-, Alkenylcycloalkyl- oder Alkenylcycloalkenylsubstituenten sind Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, Vinyl, Alkyl, Cyclohexyl, Cyclohexenyl, 4-Methylcyclohexyl, 4-Methylcyclohexenyl, 3-Allylcyclohexenyl oder 4-Vinylcyclohexenyl.Examples of suitable alkyl, alkenyl, Cycloalkyl, cycloalkenyl, alkylcyloalkyl, alkylcycloalkenyl, Alkenylcycloalkyl or alkenylcycloalkenyl substituents are methyl, Ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec.-butyl, tert.-butyl, vinyl, Alkyl, cyclohexyl, cyclohexenyl, 4-methylcyclohexyl, 4-methylcyclohexenyl, 3-allylcyclohexenyl or 4-vinylcyclohexenyl.
Vorzugsweise leiten sich die Reste R1 von organischen Verbindungen ab, die als solche unsubstituiert sind oder deren Substituenten unsubstituiert sind.The radicals R 1 are preferably derived from organic compounds which are unsubstituted as such or whose substituents are unsubstituted.
Vorteilhafterweise enthalten diese Verbindungen auch keine Heteroatome in ihren Ketten und/oder in ihren Ringen und/oder in den Ketten und/oder den Ringen ihrer Substitutienten.These advantageously contain Compounds also do not have heteroatoms in their chains and / or in theirs Rings and / or in the chains and / or rings of their substitutes.
Besondere Vorteile resultieren, wenn sich die Reste R und R1 von linearen Alkanen ableiten, welche die vorstehend genannten vorteilhaften Bedingungen erfüllen. Weitere Vorteile resultieren, wenn sie sich von Methan, Ethan, Propan, Butan, Pentan oder Hexan ableiten.Particular advantages result if the radicals R and R 1 are derived from linear alkanes which meet the advantageous conditions mentioned above. Further advantages result if they are derived from methane, ethane, propane, butane, pentane or hexane.
Beispiele gut geeigneter primärer Amine I sind Methylamin, Ethylamin, Propylamin, Isobutylamin, Hexylamin, Cyclohexylamin, Allylamin, Cyclohexenylamin, Anilin, Cyclohexylmethylamin, (2-Cyclohexyl)ethylamin oder Benzylamin.Examples of well suited primary amines I are methylamine, ethylamine, propylamine, isobutylamine, hexylamine, Cyclohexylamine, allylamine, cyclohexenylamine, aniline, cyclohexylmethylamine, (2-cyclohexyl) ethylamine or benzylamine.
Durch die Umsetzung mit diesen primären Aminen I resultieren erfindungsgemäße Harze mit seitenständigen und/oder endständigen sekundären Carbamatgruppen.By reacting with these primary amines I result in resins according to the invention with sideways and / or terminal secondary Carbamate.
Beispiele gut geeigneter sekundärer Amine I sind Dimethylamin, Diethylamin, Methylethylamin, Dicyclohexylamin, Methylcyclohexylamin, Dibenzylamin, Methylbenzylamin oder Diphenylamin.Examples of suitable secondary amines I are dimethylamine, diethylamine, methylethylamine, dicyclohexylamine, Methylcyclohexylamine, dibenzylamine, methylbenzylamine or diphenylamine.
Beispiele gut geeigneter cyclischer Amine I sind Imidazol, Thiazin, Morpholin oder Piperidin.Examples of highly suitable cyclic Amines I are imidazole, thiazine, morpholine or piperidine.
Durch die Umsetzung mit diesen sekundären Aminen I resultieren erfindungsgemäße Harze mit seitenständigen und/oder endständigen tertiären Carbamatgruppen.By reacting with these secondary amines I result in resins according to the invention with sideways and / or terminal tertiary Carbamate.
Da erfindungsgemäße Harze, die seitenständige und/oder endständige primäre Carbamatgruppen enthalten, ganz besonders vorteilhaft sind, wird Ammoniak erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugt verwendet.Since resins according to the invention, the pendant and / or terminal primary carbamate groups contain, are particularly advantageous, ammonia is used according to the invention very particularly preferably.
Methodisch gesehen weist die Umsetzung von Ammoniak und/oder von Aminen I mit den Chlorformiatgruppen enthaltenden Harzen keine Besonderheiten auf, sondern erfolgt nach den üblichen und bekannten Methoden der organischen Chemie und der Polymerenchemie. Die hierfür verwendeten Vorrichtungen und Verfahren richten sich vor allem danach ob feste, flüssige oder gasförmige Amine I oder ob gasförmiges oder gelöstes Ammoniak eingesetzt wird oder werden. Der Fachmann kann daher in einfacher Weise die geeigneten Verfahren und Vorrichtungen aufgrund seines Fachwissens auswählen.From a methodological point of view, the implementation of ammonia and / or of amines I containing the chloroformate groups Resin does not have any peculiarities, but takes place according to the usual and known methods of organic chemistry and polymer chemistry. The one for this The devices and methods used depend primarily on this whether solid, liquid or gaseous Amines I or whether gaseous or solved Ammonia is or will be used. The expert can therefore in due to the appropriate methods and devices select his expertise.
Die bei der Umsetzung der Chlorformiatgruppen mit Ammoniak oder den Aminen I anfallenden Ammoniumchloride werden in üblicher und bekannter Weise aus der das erfindungsgemäße Harze enthaltenden Reaktionsmischung abgetrennt. Beispiele geeigneter Methoden sind die Filtration oder die Extraktion, wobei diese Methoden in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden können.The implementation of the chloroformate groups with ammonia or the amines I resulting ammonium chlorides in more usual and in a known manner from the reaction mixture containing the resins according to the invention separated. Examples of suitable methods are filtration or the extraction, using these methods in an appropriate manner can be combined.
Je nach Verwendungszweck können die erfindungsgemäßen Harze vor ihrer Verwendung isoliert werden, oder aber es können die Lösungen, in denen sie anfallen direkt verwendet werden. Welcher Variante der Vorzug gegeben wird richtet sich vor allem nach dem Verwendungszweck. So wird man für die Verwendung in Formmassen oder Klebstoffen die erfindungsgemäßen Harze vorzugsweise in Substanz isolieren, wogegen man sie für die Verwendung in Beschichtungsstoffen vorzugsweise in Lösung anwenden wird.Depending on the intended use, the resins according to the invention be isolated before use, or else the Solutions, in which they occur are used directly. Which variant preference is given primarily to the intended use. This is how you become for the use in molding compositions or adhesives the resins of the invention preferably isolate in substance, whereas they are used for use in coating materials, preferably in solution.
Die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Harze eignen sich hervorragend für die Herstellung der erfindungsgemäßen Formmassen, Klebstoffen und Beschichtungsstoffen, insbesondere Lacken.The inventive resins described above are great for the production of the molding compositions, adhesives and coating materials, especially paints.
Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Formmassen können erfindungsgemäße flüssige und/oder feste erfindungsgemäße Harze verwendet werden, die in üblicher und bekannter Weise in der Gegenwart von geeigneten Vernetzungsmitteln, beispielsweise die nachstehend beschriebenen Vernetzungsmittel, durch Erhitzen zu duroplastischen erfindungsgemäßen Formteilen, Folien und Fasern verarbeitet werden können. Indes werden vorteilhafterweise feste erfindungsgemäße Harze verwendet, die thermoplastische Eigenschaften haben, so daß sie in üblicher und bekannter Weise beispielsweise durch Extrusion, gefolgt von Spritzgießen, Folienblasen oder dem Ziehen von Fasern zur thermoplastischen erfindungsgemäßen Formteilen, Folien und Fasern verarbeitet werden können.For the production of the molding compositions according to the invention can be liquid and / or solid resins according to the invention used in the usual and in a known manner in the presence of suitable crosslinking agents, for example the crosslinking agents described below, by heating to thermosetting molded parts, films and Fibers can be processed. Meanwhile, solid resins according to the invention are advantageously used, which have thermoplastic properties so that they are in more common and in a known manner, for example by extrusion, followed by injection molding, film blowing or drawing fibers to the thermoplastic molded parts according to the invention, Films and fibers can be processed.
Die erfindungsgemäßen thermoplastischen und duroplastischen Formmassen können des weiteren übliche und bekannte Kunststoffadditive in wirksamen Mengen enthalten.The thermoplastic and thermosetting according to the invention Molding compounds can further usual and known plastic additives in effective amounts.
Die erfindungsgemäßen Formteile, Folien und Fasern lassen sich in hervorragender Weise mit den erfindungsgemäßen Klebstoffen verkleben und/oder mit den erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffen beschichten bzw. lackieren.The moldings, films and fibers according to the invention can be excellently with the adhesives of the invention glue and / or coat with the coating materials of the invention or paint.
Für die Herstellung von erfindungsgemäßen Klebstoffen, die als Kontaktkleber dienen, werden vorzugsweise erfindungsgemäße Harze verwendet, die keine der nachstehend beschriebenen Vernetzungsmittel enthalten sowie vorteilhafterweise thermoplastische Eigenschaften haben.For the production of adhesives according to the invention, which are used as contact adhesives serve, resins according to the invention are preferably used, which none contain the crosslinking agents described below and advantageously have thermoplastic properties.
Für die Herstellung von erfindungsgemäßen Klebstoffen, die als Reaktivkleber dienen, werden die flüssigen oder festen erfindungsgemäßen Harze vorzugsweise mit geeigneten Vernetzungsmitteln, beispielsweise die nachstehend beschriebenen Vernetzungsmittel, vermischt, so daß sie thermisch gehärtet werden können. Darüber hinaus können die erfindungsgemäßen Klebstoffe die nachstehend bei den Beschichtungsstoffen beschriebenen Additive enthalten, sofern diese für die Verwendung in Klebstoffen in Betracht kommen.For the production of adhesives according to the invention, which are used as reactive adhesives serve the liquid or solid resins according to the invention preferably with suitable crosslinking agents, for example the Crosslinking agents described below, mixed so that they are thermal hardened can be. Furthermore can the adhesives according to the invention the additives described below for the coating materials included, provided these are for use in adhesives.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Klebstoffe lassen sich die nachstehend beschriebenen Substrate, insbesondere die erfindungsgemäßen Formteile, Folien und Fasern, in hervorragender Weise verkleben.With the help of the adhesives according to the invention the substrates described below, in particular the moldings according to the invention, Foils and fibers, glue in an excellent way.
Ganz besonders bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Harze für die Herstellung; von Beschichtungsstoffen, insbesondere von Lacken, verwendet.Those are very particularly preferred resins according to the invention for the manufacture; of coating materials, in particular paints, used.
Enthalten hierbei die erfindungsgemäßen Harze noch funktionelle Gruppen, insbesondere Hydroxylgruppen, die mit den Carbamatgruppen bei höheren Temperaturen, insbesondere 50 bis 250°C reagieren, sind die erfindungsgemäßen Harze als solche bzw. die hiermit hergestellten erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffe selbstvernetzend. Enthalten die erfindungsgemäßen Harze keine solche funktionellen Gruppen, werden sie üblicherweise mit Hilfe von Vernetzungsmitteln vernetzt. Ergänzend wird hierzu auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Stuttgart, New York, 1998, »Härtung«, Seiten 274 bis 276, verwiesen.Contain the resins according to the invention still functional groups, especially hydroxyl groups with the carbamate groups at higher ones Resins, in particular 50 to 250 ° C., are the resins according to the invention as such or the coating materials according to the invention produced therewith self-crosslinking. If the resins according to the invention contain no such functional ones Groups, they usually become networked with the help of crosslinking agents. This is supplemented by the Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Stuttgart, New York, 1998, "Hardening", pages 274 to 276.
Fremdvernetzende erfindungsgemäße Beschichtungsstoffe weisen hinsichtlich der Handhabarkeit und der zahlreichen Möglichkeiten der Variation ihres Eigenschaftsprofils besondere Vorteile auf und werden daher erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugt verwendet.External crosslinking coating materials according to the invention indicate the manageability and the numerous possibilities the variation of their property profile has special advantages on and are therefore very special according to the invention preferably used.
Sowohl die selbstvernetzenden als auch die fremdvernetzenden erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffe können als flüssige Lacke (100% Systeme), Pulverlacke, wässrige Pulverslurry-Lacke oder als Lösung oder Dispersion in organischen Lösemitteln und/oder in Wasser vorliegen.Both the self-networking as the externally crosslinking coating materials according to the invention can also be used as liquid Lacquers (100% systems), powder coatings, aqueous powder slurry coatings or as a solution or Dispersion in organic solvents and / or in water.
Als Vernetzungsmittel zur Verwendung in den fremdvernetzenden erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffen kommen grundsätzliche alle Vernetzungsmittel in Betracht, die mindestens zwei mit Carbamatgruppen reagierende komplementäre funktionelle Gruppen enthalten. Beispiele geeigneter komplementärer funktioneller Gruppen sind Thio-, Amino-, Hydroxyl- und/oder Methylol- und/oder Methylolethergruppen. Von diesen sind die Methylol- und Methylolethergruppen besonders vorteilhaft und werden daher erfindungsgemäß besonders bevorzugt verwendet.Suitable crosslinking agents for use in the externally crosslinking coating materials of the invention are in principle all crosslinking agents which contain at least two complementary functional groups which react with carbamate groups. Examples of suitable complementary functional groups are thio, amino, hydroxyl and / or methylol and / or methylol ether groups. From to these the methylol and methylol ether groups are particularly advantageous and are therefore used with particular preference in accordance with the invention.
Insbesondere sind Aminoplastharze, beispielsweise Melaminharze, Guanaminharze oder Harnstoffharze, als Vernetzungsmittel verwendbar. Hierbei kann jedes für transparente Decklacke oder Klarlacke geeignete Aminoplastharz oder eine Mischung aus solchen Aminoplastharzen verwendet werden. Ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, Seite 29, »Aminoharze«, und das Lehrbuch „Lackadditive" von Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, Seiten 242 ff, oder auf das Buch „Paints, Coatings and Solvents", second completely revised edition, Edit. D. Stoye und W. Freitag, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, Seiten 80 ff., verwiesen. Des weiteren kommen die üblichen und bekannten Aminoplastharze in Betracht, deren Methylol- und/oder Methoxymethylgruppen z. T. mittels Carbamat- oder Allophanatgruppen defunktionalisiert sind. Vernetzungsmittel dieser Art werden in den Patentschriften US-A-4 710 542 und EP-B-0 245 700 sowie in dem Artikel von B. Singh und Mitarbeiter "Carbamylmethylated Melamines, Novel Crosslinkers for the Coatings Industry" in Advanced Organic Coatings Science and Technology Series, 1991, Band 13, Seiten 193 bis 207, beschrieben.In particular, aminoplast resins, for example melamine resins, guanamine resins or urea resins, usable as a crosslinking agent. Here, each can be used for transparent Topcoats or clearcoats suitable aminoplast resin or a mixture can be used from such amino resins. In addition, on Rompp Lexicon Varnishes and Printing Inks, Georg Thieme Verlag, 1998, page 29, "Aminoharze", and the textbook "Lackadditive" by Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, pages 242 ff, or on the book “Paints, Coatings and Solvents ", second completely revised edition, edit. D. Stoye and W. Freitag, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, pp 80 ff., Referenced. The usual and known aminoplast resins also come into consideration, the methylol and / or methoxymethyl groups z. T. are defunctionalized by means of carbamate or allophanate groups. Crosslinking agents of this type are described in US-A-4 710 542 and EP-B-0 245 700 and in the article by B. Singh and Coworker "Carbamylmethylated Melamines, Novel Crosslinkers for the Coatings Industry "in Advanced Organic Coatings Science and Technology Series, 1991, volume 13, pages 193 to 207.
In den erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffen kann der Gehalt an erfindungsgemäßem Harz und Vernetzungsmittel breit variieren. Vorteilhafterweise enthalten die erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffe, jeweils bezogen auf ihren jeweiligen Festkörpergehalt, 10 bis 99, bevorzugt 15 bis 98, besonders bevorzugt 20 bis 97, ganz besonders bevorzugt 25 bis 96 und insbesondere 30 bis 95 Gew.-% mindestens eines erfindungsgemäßen Harzes und 1 bis 90, bevorzugt 2 bis 85, besonders bevorzugt 3 bis 80, ganz besonders bevorzugt 4 bis 75 und insbesondere 5 bis 70 Gew.-% mindestens eines Vernetzungsmittels.In the coating materials of the invention can the content of resin according to the invention and crosslinking agents vary widely. Advantageously included the coating materials of the invention, in each case based on their respective solids content, 10 to 99, preferred 15 to 98, particularly preferably 20 to 97, very particularly preferred 25 to 96 and in particular 30 to 95% by weight of at least one resin according to the invention and 1 to 90, preferably 2 to 85, particularly preferably 3 to 80, very particularly preferably 4 to 75 and in particular 5 to 70% by weight at least one crosslinking agent.
Der erfindungsgemäße Beschichtungsstoff kann zur Herstellung dekorativer und/oder schützender Beschichtungen, insbesondere Lackierungen wie transparente Klarlackierungen, Grundierungen, insbesondere Steinschlagschutzgrundierungen und Füller, oder farb- und/oder effektgebende Lackierungen, insbesondere Decklackierungen und Basislackierungen, verwendet werden. Dabei können die Lackierungen ein- oder mehrschichtig sein.The coating material of the invention can for the production of decorative and / or protective coatings, in particular Coatings such as transparent clearcoats, primers, in particular Stone chip protection primers and fillers, or color and / or effect Paints, especially top coats and basecoats, be used. You can the paintwork can be one or more layers.
Zu diesen Verwendungszwecken werden dem erfindungsgemäßen Beschichtungsstoff im allgemeinen lackübliche Additive in wirksamen Mengen zugesetzt. Art und Menge der Additive richten sich vor allem nach dem Verwendungszweck des erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffs. Vorzugsweise sind diese Additive unter den Verarbeitungs- und Applikationsbedingungen des erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffs nicht flüchtig.For these uses the coating material of the invention generally customary paint Additives added in effective amounts. Type and amount of additives depend primarily on the intended use of the coating material of the invention. These additives are preferably under the processing and application conditions of the coating material of the invention nonvolatile.
Wird der erfindungsgemäße Beschichtungsstoffe als Füller, Decklack oder Basislack verwendet, enthält er farb- und/oder effektgebende Pigmente in üblichen und bekannten Mengen. Die Pigmente können aus anorganischen oder organischen Verbindungen bestehen und können effekt- und/oder farbgebend sein. Der erfindungsgemäße Beschichtungsstoff gewährleistet daher aufgrund dieser Vielzahl geeigneter Pigmente eine universelle Einsatzbreite der Beschichtungsstoffe und ermöglicht die Realisierung einer Vielzahl von Farbtönen und optischer Effekte.Will the coating materials of the invention as a fountain pen, Used topcoat or basecoat, it contains color and / or effect Pigments in usual and known amounts. The pigments can be inorganic or organic compounds exist and can give effect and / or color his. The coating material of the invention guaranteed therefore a universal one due to the large number of suitable pigments Range of application of the coating materials and enables the realization of a Variety of shades and optical effects.
Als Effektpigmente können Metallplättchenpigmente wie handelsübliche Aluminiumbronzen, gemäß DE-A-36 36 183 chromatierte Aluminiumbronzen, und handelsübliche Edelstahlbronzen sowie nichtmetallische Effektpigmente, wie zum Beispiel Perlglanz- bzw. Interferenzpigmente, eingesetzt werden. Ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, Seiten 176, »Effektpigmente« und Seiten 380 und 381 »Metalloxid-Glimmer-Pigmente« bis »Metallpigmente«, verwiesen.Metal flake pigments can be used as effect pigments like commercial ones Aluminum bronze, according to DE-A-36 36 183 chromated aluminum bronzes, and commercially available stainless steel bronzes as well as non-metallic effect pigments, such as pearlescent or interference pigments can be used. In addition, the Römpp Lexicon Varnishes and Printing Inks, Georg Thieme Verlag, 1998, pages 176, »Effect Pigments« and pages 380 and 381 "Metal oxide mica pigments" to "Metal pigments".
Beispiele für geeignete anorganische farbgebende Pigmente sind Titandioxid, Eisenoxide, Sicotransgelb und Ruß. Beispiele für geeignete organische farbgebende Pigmente sind Thioindigopigmente Indanthrenblau, Cromophthalrot, Irgazinorange und Heliogengrün. Ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, Seiten 180 und 181, »Eisenblau-Pigmente« bis »Eisenoxidschwarz«, Seiten 451 bis 453 »Pigmente« bis »Pigmentsvolumenkonzentration«, Seite 563 »Thioindigo-Pigmenten und Seite 567 »Titandioxid-Pigmenten verwiesen.Examples of suitable inorganic coloring Pigments are titanium dioxide, iron oxides, Sicotrans yellow and soot. Examples for suitable organic coloring pigments are thioindigo pigments indanthrene blue, Cromophthal red, irgazine orange and heliogen green. In addition, the Römpp Lexicon Varnishes and printing inks, Georg Thieme Verlag, 1998, pages 180 and 181, "Iron Blue Pigments" to "Iron Oxide Black", pages 451 to 453 »Pigments« to »Pigment Volume Concentration«, page 563 »Thioindigo pigments and page 567 »Titanium dioxide pigments directed.
Desweiteren kann der erfindungsgemäße Beschichtungsstoff, insbesondere als Füller, organische und anorganische Füllstoffe in üblichen und bekannten, wirksamen Mengen enthalten. Beispiele für geeignete Füllstoffe sind Kreide, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Silikate wie Talk oder Kaolin, Kieselsäuren, Oxide wie Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid oder organische Füllstoffe wie Textilfasern, Cellulosefasern, Polyethylenfasern oder Holzmehl. Ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, Seiten 250 ff., »Füllstoffe«, verwiesen.Furthermore, the coating material of the invention, especially as a fountain pen, organic and inorganic fillers in usual and contain known effective amounts. Examples of suitable ones fillers are chalk, calcium sulfate, barium sulfate, silicates such as talc or Kaolin, silicas, Oxides such as aluminum hydroxide or magnesium hydroxide or organic fillers such as textile fibers, cellulose fibers, polyethylene fibers or wood flour. additional is on Römpp Lexicon of lacquers and printing inks, Georg Thieme Verlag, 1998, pages 250 ff., "Fillers".
Diese Additive können auch über Pigmentpasten in die Beschichtungsstoffe eingearbeitet werden, wobei als Reibharze u.a. die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Harze in Betracht kommen.These additives can also be added to the coating materials via pigment pastes can be incorporated, whereby as rubbing resins u.a. those described above resins according to the invention be considered.
Diese Additive entfallen, wenn die erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffe in ihrem ganz besonders bevorzugten Verwendungszweck als Klarlacke verwendet werden.These additives are eliminated if the coating materials according to the invention in their most preferred use as clear coats be used.
Beispiele geeigneter Additive, welche sowohl in den erfindungsgemäßen Klarlacken, Füllern, Basislacken und Decklacken vorhanden sein können, sind Examples of suitable additives which both in the clearcoats of the invention, fillers, Basecoats and topcoats may be present
- – übliche und bekannte oligomere und polymere Bindemittel wie thermisch härtbare hydroxylgruppenhaltige lineare und/oder verzweigte und/oder blockartig, kammartig und/oder statistisch aufgebaute Poly(meth)acrylate oder Acrylatcopolymerisate, Polyester, Alkyde, Polyurethane, acrylierte Polyurethane, acrylierte Polyester, Polylactone, Polycarbonate, Polyether, Epoxidharz-Amin-Addukte, (Meth)Acrylatdiole, partiell verseifte Polyvinylester oder Polyharnstoffe;- Common and known oligomeric and polymeric binders such as thermally curable hydroxyl-containing linear and / or branched and / or block-like, comb-like and / or randomly constructed poly (meth) acrylates or acrylate copolymers, polyesters, alkyds, polyurethanes, acrylated polyurethanes, acrylated polyesters, polylactones, polycarbonates, polyethers, epoxy resin-amine adducts, (meth ) Acrylate diols, partially saponified polyvinyl esters or polyureas;
- – übliche und bekannte thermisch härtbare Reaktiverdünner wie stellungsisomere Diethyloctandiole oder Hydroxylgruppen enthaltende hyperverzweigte Verbindungen oder Dendrimere;- usual and known thermally curable reactive diluents such as positionally isomeric diethyloctanediols or hydroxyl groups hyperbranched compounds or dendrimers;
- – sonstige Vernetzungsmittel wie Anhydridgruppen enthaltende Verbindungen oder Harze, Epoxidgruppen enthaltende Verbindungen oder Harze, Tris(alkoxycarbonylamino)trtazine, Carbonatgruppen enthaltende Verbindungen oder Harze, blockierte und/oder unblockierte Polyisocyanate, beta-Hydroxyalkylamide sowie Verbindungen mit im Mittel mindestens zwei zur Umesterung befähigten Gruppen, beispielsweise Umsetzungsprodukte von Malonsäurediestern und Polyisocyanaten oder von Estern und Teilestern mehrwertiger Alkohole der Malonsäure mit Monoisocyanaten, wie sie der europäischen Patentschrift EP-A-0 596 460 beschrteben werden;- other Crosslinking agents such as compounds containing anhydride groups or Resins, compounds or resins containing epoxy groups, tris (alkoxycarbonylamino) trtazine, Compounds or resins containing carbonate groups, blocked and / or unblocked polyisocyanates, beta-hydroxyalkylamides and compounds with on average at least two groups capable of transesterification, for example Reaction products of malonic diesters and polyisocyanates or of esters and partial esters of polyhydric alcohols malonic acid with monoisocyanates, as described in European patent EP-A-0 596 460 will be described;
- – niedrig siedende und/oder hochsiedende organische Lösemittel („hinge Lösemittel");- low boiling and / or high-boiling organic solvents ("hinge solvents");
- – UV-Absorber;- UV absorber;
- – Lichtschutzmittel wie HALS-Verbindungen, Benztrtazole oder Oxalanilide;- light stabilizers such as HALS compounds, benzotrtazoles or oxalanilides;
- – Radikalfänger;- radical scavenger;
- – thermolabile radikalische Initiatoren wie organische Peroxide, organische Azoverbindungen oder C-C-spaltende Initiatoren wie Dialkylperoxide, Peroxocarbonsäuren, Peroxodicarbonate, Peroxidester, Hydroperoxide, Ketonperoxide, Azodinitrile oder Benzpinakolsilylether;- thermolabile radical initiators such as organic peroxides, organic azo compounds or C-C-cleaving initiators such as dialkyl peroxides, peroxocarboxylic acids, peroxodicarbonates, Peroxide esters, hydroperoxides, ketone peroxides, azodinitriles or benzpinacol silyl ethers;
- – Katalysatoren für die Vernetzung wie Dibutylzinndilaurat, Lithiumdecanoat oder Zinkoctoat;- catalysts for the Crosslinking such as dibutyltin dilaurate, lithium decanoate or zinc octoate;
- – Entlüftungsmittel, wie Diazadicycloundecan;- venting agents, such as diazadicycloundecane;
- – Slipadditive;- slip additives;
- – Polymerisationsinhibitoren;- polymerization inhibitors;
- – Entschäumer;- defoamer;
- – Emulgatoren, insbesondere nicht ionische Emulgatoren wie alkoxylierte A1kanole und Polyole, Phenole und Alkylphenole oder anionische Emulgatoren wie Alkalisalze oder Ammoniumsalze von Alkancarbonsäuren, Alkansulfonsäuren, und Sulfosäuren von alkoxylierten Alkanolen und Polyolen, Phenolen und Alkylphenolen;- emulsifiers, especially non-ionic emulsifiers such as alkoxylated alcohols and polyols, phenols and alkylphenols or anionic emulsifiers such as alkali salts or ammonium salts of alkane carboxylic acids, alkane sulfonic acids, and sulfonic acids of alkoxylated alkanols and polyols, phenols and alkylphenols;
- – Netzmittel wie Siloxane, fluorhaltige Verbindungen, Carbonsäurehalbester, Phosphorsäureester, Polyacrylsäuren und deren Copolymere oder Polyurethane;- wetting agent such as siloxanes, fluorine-containing compounds, carboxylic acid half-esters, phosphoric acid esters, polyacrylic and their copolymers or polyurethanes;
- – Haftvermittler wie Tricyclodecandimethanol;- Adhesion promoter such as tricyclodecane dimethanol;
- – Verlaufmittel;- leveling agent;
- – filmbildende Hilfsmittel wie Cellulose-Derivate;- film-forming Auxiliaries such as cellulose derivatives;
- – transparente Füllstoffe auf der Basis von Siliziumudioxid, Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid; ergänzend wird noch auf das Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1998, Seiten 250 bis 252, verwiesen; - transparent fillers based on silicon dioxide, aluminum oxide or zirconium oxide; is complementary still on the Römpp Lexicon of varnishes and printing inks, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1998, Pages 250 to 252, referenced;
- – Sag control agents wie Harnstoffe, modifizierte Harnstoffe und/oder Kieselsäuren, wie sie beispielsweise in den Literaturstellen EP-A-192 304, DE-A-23 59 923, DE-A-18 05 693, WO 94/22968, DE-C-27 51 761, WO 97/12945 oder "farbe + lack", 11/1992, Seiten 829 ff, beschrieben werden;- Say control agents such as ureas, modified ureas and / or silicas, as for example in the references EP-A-192 304, DE-A-23 59 923, DE-A-18 05 693, WO 94/22968, DE-C-27 51 761, WO 97/12945 or "color + lacquer", 11/1992, pages 829 ff.
- – rheologiesteuernde Additive, wie die aus den Patentschriften WO 94/22968, EP-A-0 276 501, EP-A-0 249 201 oder WO 97/12945 bekannten; vernetzte polymere Mikroteilchen, wie sie beispielsweise in der EP-A-0 008 127 offenbart sind; anorganische Schichtsilikate wie Aluminium-Magnesium-Silikate, Natrium-Magnesium- und Natrium-Magnesium-Fluor-Lithium-Schichtsilikate des Montmorillonit-Typs; Kieselsäuren wie Aerosile; oder synthetische Polymere mit ionischen und/oder assoziativ wirkenden Gruppen wie Polyvinylalkoliol, Poly(meth)acrylamid, Poly(meth)acrylsäure, Polyvinylpyrrolidon, Styrol-Maleinsäureanhydrid- oder Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymere und ihre Derivate oder hydrophob modifizierte ethoxylierte Urethane oder Polyacrylate;- rheology control Additives such as those from the patent specifications WO 94/22968, EP-A-0 276 501, EP-A-0 249 201 or WO 97/12945 known; cross-linked polymeric microparticles, as disclosed, for example, in EP-A-0 008 127; inorganic Layered silicates such as aluminum-magnesium silicates, sodium-magnesium and montmorillonite type sodium magnesium fluorine lithium layered silicates; silicas like aerosils; or synthetic polymers with ionic and / or associative groups such as polyvinyl alcohol, poly (meth) acrylamide, Poly (meth) acrylic acid, Polyvinylpyrrolidone, styrene-maleic anhydride or ethylene-maleic anhydride copolymers and their derivatives or hydrophobically modified ethoxylated urethanes or polyacrylates;
- – Flammschutzmittel und/oder- flame retardant and or
- – Mattierungsmittel wie Magnesiumstearat.- matting agents like magnesium stearate.
Weitere Beispiele geeigneter Lackadditive werden in dem Lehrbuch »Lackadditive« von Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, beschrieben.Further examples of suitable paint additives are described in the textbook "Lackadditive" by Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998.
Diese Additive werden den erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffen in üblichen und bekannten, wirksame Mengen zugesetzt, welche je nach Additiv bei 0,001 bis 500 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen an erfindungsgemäßem Harz und Vernetzungsmittel liegen.These additives are the coating materials of the invention in usual and known effective amounts, which, depending on the additive at 0.001 to 500 parts by weight per 100 parts by weight of resin according to the invention and crosslinking agents.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffs weist keine Besonderheiten auf, sondern erfolgt in üblicher und bekannter Weise durch Vermischen der vorstehend beschriebenen Bestandteile in geeigneten Mischaggregaten wie Rührkessel, Dissolver oder Extruder nach den für die Herstellung der jeweiligen Beschichtungsstoffe geeigneten Verfahren.The production of the coating material of the invention has no peculiarities, but takes place in the usual and known manner by mixing those described above Components in suitable mixing units such as stirred tanks, dissolvers or extruders after the for the production of the respective coating materials suitable processes.
Der erfindungsgemäße Beschichtungsstoff dient der Herstellung der erfindungsgemäßen Lackierungen, insbesondere Mehrschichtlackierungen ML, auf grundierten oder ungrundierten Substraten.The coating material of the invention serves the production of the coatings according to the invention, in particular Multilayer coatings ML, on primed or unprimed substrates.
Als Substrate kommen alle zu lackierenden Oberflächen, die durch eine Härtung der hierauf befindlichen Lackierungen unter Anwendung von Hitze nicht geschädigt werden, in Betracht; das sind z. B. die erfindungsgemäßen Formteile, Folien und Fasern, Metalle, Kunststoffe, Holz, Keramik, Stein, Textil, Faserverbunde, Leder, Glas, Glasfasern, Glasund Steinwolle, mineral- und harzgebundene Baustoffe, wie Gips- und Zementplatten oder Dachziegel, sowie Verbunde dieser Materialien. Demnach ist die erfindungsgemäße Lackierung auch für Anwendungen außerhalb der Kfz-Lackierung, insbesondere Automobillackierung geeignet. Hierbei kommt sie insbesondere für die Lackierung von Möbeln und die industrielle Lackierung, inklusive Coil Coating, Container Coating und die Imprägnierung oder Beschichtung elektrotechnischer Bauteile, in Betracht. Im Rahmen der industriellen Lackierungen eignet sie sich für die Lackierung praktisch aller Teile für den privaten oder industriellen Gebrauch wie Radiatoren, Haushaltsgeräte, Kleinteile aus Metall wie Schrauben und Muttern, Radkappen, Felgen, Emballagen oder elektrotechnische Bauteile wie Motorwicklungen oder Transformatorwicklungen.All come to be painted as substrates Surfaces, by hardening the paintwork on it using heat not harmed be considered; these are e.g. B. the moldings according to the invention, Foils and fibers, metals, plastics, wood, ceramics, stone, textiles, Fiber composites, leather, glass, glass fibers, glass and rock wool, mineral and resin-bound building materials, such as gypsum and cement boards or roof tiles, as well as composites of these materials. Accordingly, the painting according to the invention also for Applications outside automotive painting, especially suitable for automotive painting. in this connection it comes especially for the painting of furniture and industrial painting, including coil coating, containers Coating and impregnation or coating of electrical components. As part of of industrial painting, it is practically suitable for painting all parts for private or industrial use such as radiators, household appliances, small parts made of metal such as screws and nuts, hubcaps, rims, packaging or electrical components such as motor windings or transformer windings.
Im Falle elektrisch leitfähiger Substrate können Grundierungen verwendet werden, die in üblicher und bekannter Weise aus Elektrotauchlacken (ETL) hergestellt werden. Hierfür kommen sowohl anodische (ATL) als auch kathodische (KTL) Elektrotauchlacke, insbesondere aber KTL, in Betracht.In the case of electrically conductive substrates can Primers are used in the usual and known manner be made from electrocoat (ETL). Come for this both anodic (ATL) and cathodic (KTL) electrodeposition paints, but especially KTL.
Mit der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung können auch grundierte oder nicht grundierte Kunststoffe wie z. B. ABS, AMMA, ASA, CA, CAB, EP, UF, CF, MF, MPF, PF, PAN, PA, PE, HDPE, LDPE, LLDPE, UHMWPE, PET, PMMA, PP, PS, SB, PUR, PVC, RF, SAN, PBT, PPE, POM, PUR-RIM, SMC, BMC, PP-EPDM und UP (Kurzbezeichnungen nach DIN 7728T1) lackiert werden. Die zu lackierenden Kunststoffe können selbstverständlich auch Polymerblends, modifizierte Kunststoffe oder faserverstärkte Kunststoffe sein. Es können auch die üblicherweise im Fahrzeugbau, insbesondere Kraftfahrzeugbau, eingesetzten Kunststoffe zum Einsatz kommen.With the multi-layer coating according to the invention can also primed or non-primed plastics such. B. ABS, AMMA, ASA, CA, CAB, EP, UF, CF, MF, MPF, PF, PAN, PA, PE, HDPE, LDPE, LLDPE, UHMWPE, PET, PMMA, PP, PS, SB, PUR, PVC, RF, SAN, PBT, PPE, POM, PUR-RIM, SMC, BMC, PP-EPDM and UP (short names after DIN 7728T1) can be painted. The plastics to be painted can of course also be used Polymer blends, modified plastics or fiber-reinforced plastics his. It can also the usual plastics used in vehicle construction, in particular motor vehicle construction Come into play.
Im Falle von nichtfunktionalisierten und/oder unpolaren Substratoberflächen können diese vor der Beschichtung in bekannter Weise einer Vorbehandlung, wie mit einem Plasma oder mit Beflammen, unterzogen oder mit einer Hydrogrundierung versehen werden.In the case of non-functionalized ones and / or non-polar substrate surfaces, these can be applied prior to coating in a known manner a pretreatment, such as with a plasma or with flame, subjected to or provided with a hydro primer become.
Die erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierungen ML können in unterschiedlicher Weise hergestellt werden.The multi-layer coatings according to the invention ML can can be produced in different ways.
In einer ersten bevorzugten Variante umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Verfahrensschritte:In a first preferred variant comprises the inventive method the following process steps:
- (I) Herstellen einer Füllerlackschicht durch Applikation eines Füllers auf das Substrat,(I) Production of a filler lacquer layer by application a fountain pen on the substrate,
- (II) Härtung der Füllerlackschicht, wodurch die Füllerschicht resultiert,(II) hardening the filler layer, causing the filler layer results,
- (III) Herstellen einer Unidecklackschicht durch Applikation eines Unidecklacks auf die Füllerschicht und(III) Production of a solid-color topcoat by application of a solid-color topcoat on the filler layer and
- (IV) Härtung der Unidecklackschicht, wodurch die Unidecklackierung resultiert.(IV) hardening the solid-color topcoat, which results in the solid-color topcoat.
Eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt die Verfahrensschritte:Another preferred variant of the method according to the invention comprises the procedural steps:
- (I) Herstellen einer Basislackschicht durch Applikation eines Basislacks auf das Substrat,(I) making a basecoat film by Application of a basecoat to the substrate,
- (II) Trocknen der Basislackschicht,(II) drying the basecoat film,
- (III) Herstellen einer Klarlackschicht durch Applikation eines Klarlacks auf die Basislackschicht und(III) Production of a clear lacquer layer by application of a Clear coats on the basecoat and
- (IV) gemeinsame Härtung der Basislackschicht und der Klarlackschicht, wodurch die Basislackierung und die Klarlackierung resultieren (Naß-in-naß-Verfahren).(IV) common hardening the basecoat and the clearcoat, creating the basecoat and the clearcoat result (wet-on-wet process).
Eine dritte bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt die Verfahrensschritte:A third preferred variant of the inventive method comprises the procedural steps:
- (I) Herstellen einer Füllerlackschicht durch Applikation eines Füllers auf das Substrat,(I) Production of a filler lacquer layer by application a fountain pen on the substrate,
- (II) Härtung der Füllerlackschicht, wodurch die Füllerschicht resultiert,(II) hardening the filler layer, causing the filler layer results,
- (III) Herstellen einer Basislackschicht durch Applikation eines Basislacks auf die Füllerschicht,(III) Production of a basecoat film by application of a Basecoat on the filler layer,
- (IV) Trocknen der Basislackschicht,(IV) drying the basecoat film,
- (V) Herstellen einer Klarlackschicht durch Applikation eines Klarlacks auf die Basislackschicht und(V) production of a clear lacquer layer by application of a Clear coats on the basecoat and
- (VI) gemeinsame Härtung der Basislackschicht und der Klarlackschicht, wodurch die Basislackierung und die Klarlackierung resultieren (Naß-in-naß-Verfahren).(VI) common hardening the basecoat and the clearcoat, creating the basecoat and the clearcoat result (wet-on-wet process).
Im Rahmen der zweiten und dritten bevorzugten Variante können die Klarlackierungen noch mit einem erfindungsgemäßen Klarlack überschichtet werden. Bei dieser zusätzlichen vorteilhaften Variante werden bei dem Naß-in-naß-Verfahren im allgemeinen übliche und bekannte Klarlacke verwendet. Durch die Überschichtung der hierbei resultierenden üblichen und bekannten Klarlackierungen mit dem erfindungsgemäßen Klarlack wird die Kratzfestigkeit der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ML signifikant verbessert.As part of the second and third preferred variant can the clearcoats are still covered with a clearcoat according to the invention become. With this additional advantageous variants are generally customary in the wet-on-wet process known clearcoats used. By overlaying the resulting usual ones and known clearcoats with the clearcoat of the invention the scratch resistance of the multilayer coating ML according to the invention significantly improved.
Welche bevorzugte Variante gewählt wird, richtet sich nach dem Verwendungszweck der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierungen ML. So wird insbesondere die dritte Variante bei der Automobilserienlackierung besonders bevorzugt angewandt.Which preferred variant is chosen depends on the intended use of the multi-coat coatings according to the invention ML. This is especially the third variant in automotive OEM painting applied particularly preferably.
Demzufolge können die erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierungen ML einen unterschiedlichen Aufbau aufweisen.Accordingly, the multi-layer coatings according to the invention can ML have a different structure.
In einer ersten bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ML liegen
- (1) eine mechanische Energie absorbierende Füllerschicht und
- (2) eine farb- und/oder effektgebende Decklackierung
- (1) a mechanical energy absorbing filler layer and
- (2) a color and / or effect top coat
In einer zweiten bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ML liegen
- (1) eine mechanische Energie absorbierende Füllerschicht,
- (2) eine farb- und/oder effektgebende Basislackierung und
- (3) eine Klarlackierung
- (1) a mechanical energy absorbing filler layer,
- (2) a color and / or effect basecoat and
- (3) a clear coat
In einer dritten bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ML liegen
- (1) eine farb- und/oder effektgebende Basislackierung und
- (2) eine Klarlackierung
- (1) a color and / or effect basecoat and
- (2) a clear coat
Darüber hinaus können die Klarlackierungen der vorstehend beschriebenen Mehrschichtlackierungen ML noch zusätzlich mit einer erfindungsgemäßen Klarlackierung beschichtet sein.In addition, the Clear coats of the multilayer coats ML described above Additionally with a clearcoat according to the invention be coated.
Die Applikation des erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffs kann durch alle üblichen Applikationsmethoden, wie z.B. Spritzen, Rakeln, Streichen, Gießen, Tauchen, Tränken, Träufeln oder Walzen erfolgen. Dabei kann das zu beschichtende Substraten als solches ruhen, wobei die Applikationseinrichtung oder -anlage bewegt wird. Indes kann auch das zu beschichtende Substrat, insbesondere ein Coil, bewegt werden, wobei die Applikationsanlage relativ zum Substrat ruht oder in geeigneter Weise bewegt wird.The application of the coating material of the invention can by all usual Application methods, such as Spraying, knife coating, painting, pouring, diving, Watering, trickling or Rolling done. The substrates to be coated can be used as such rest, with the application device or system moving becomes. However, the substrate to be coated can also, in particular a coil, are moved, the application system relative to the Substrate rests or is moved in a suitable manner.
Vorzugsweise werden Spritzapplikationsmethoden angewandt, wie zum Beispiel Druckluftspritzen, Airless-Spritzen, Hochrotation, elektrostatischer Sprühauftrag (ESTA), gegebenenfalls verbunden mit Heißspritzapplikation wie zum Beispiel Hot-Air-Heißspritzen. Die Applikationen kann bei Temperaturen von max. 70 bis 80°C durchgeführt werden, so daß geeignete Applikationsviskositäten erreicht werden, ohne daß bei der kurzzeitig einwirkenden thermischen Belastung eine Veränderung oder Schädigungen des Beschichtungsstoffs und seines gegebenenfalls wiederaufzubereitenden Overspray eintreten. So kann das Heißspritzen so ausgestaltet sein, daß der Beschichtungsstoff nur sehr kurz in der oder kurz vor der Spritzdüse erhitzt wird.Spray application methods are preferred applied, such as compressed air spraying, airless spraying, High rotation, electrostatic spray application (ESTA), if necessary combined with hot spray application such as hot air hot spray. The applications can be used at temperatures of max. 70 to 80 ° C are carried out so that appropriate application viscosities can be achieved without a change in the briefly acting thermal load or damage of the coating material and its optionally to be reprocessed Enter overspray. This is how hot spraying can be designed that the Coating material only heated very briefly in or just before the spray nozzle becomes.
Die für die Applikation verwendete Spritzkabine kann beispielsweise mit einem gegebenenfalls temperierbaren Umlauf betrieben werden, der mit einem geeigneten Absorptionsmedium für den Overspray, z. B. dem Beschichtungsstoff selbst, betrieben wird.The one used for the application Spray booth can, for example, with an optionally temperature-controlled Circulation operated with a suitable absorption medium for the Overspray, e.g. B. the coating material itself is operated.
Im allgemeinen werden die Füllerlackschicht, Decklackschicht, Basislackschicht und Klarlackschicht in einer Naßschichtdicke appliziert, daß nach ihrer Aushärtung Schichten mit der für ihre Funktionen notwendigen und vorteilhaften Schichtdicken resultieren. Im Falle der Füllerschicht liegt diese Schichtdicke bei 10 bis 150, vorzugsweise 15 bis 120, besonders bevorzugt 20 bis 100 und insbesondere 25 bis 90 μm, im Falle der Decklackierung liegt sie bei 5 bis 90, vorzugsweise 10 bis 80, besonders bevorzugt 15 bis 60 und insbesondere 20 bis 50 μm, im Falle der Basislackierung liegt sie bei 5 bis 50, vorzugsweise 10 bis 40, besonders bevorzugt 12 bis 30 und insbesondere 15 bis 25 μm, und im Falle der Klarlackierungen liegt sie bei 10 bis 100, vorzugsweise 15 bis 80, besonders bevorzugt 20 bis 70 und insbesondere 25 bis 60 μm.Generally the filler coat, Top coat, basecoat and clear coat in one wet coat thickness applied that after their curing Layers with the for their functions result in necessary and advantageous layer thicknesses. In the case of the filler layer this layer thickness is 10 to 150, preferably 15 to 120, particularly preferably 20 to 100 and in particular 25 to 90 μm, in the case the top coat is 5 to 90, preferably 10 to 80, particularly preferably 15 to 60 and in particular 20 to 50 μm, in the case the base coat is 5 to 50, preferably 10 to 40, particularly preferably 12 to 30 and in particular 15 to 25 μm, and in In the case of the clearcoats, it is preferably 10 to 100 15 to 80, particularly preferably 20 to 70 and in particular 25 to 60 μm.
Die Füllerlackschicht, Decklackschicht, Basislackschicht und/oder Klarlackschicht wird oder werden thermisch gehärtet, wenn sie aus den erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffen hergestellt werden. Erfindungsgemäß ist es von Vorteil die Basislackschicht vor der Applikation der Klarlackschicht gar nicht oder nur partiell auszuhärten, um sie anschließend gemeinsam mit der Klarlackschicht auszuhärten (Naß-innaß-Verfahren).The filler coat, top coat, Basecoat and / or clearcoat is or will be thermal hardened, if they are from the coating materials of the invention getting produced. According to the invention, it is advantageous to apply the basecoat before the application of the clear lacquer layer not at all or only partially cure, to them afterwards Cure together with the clear coat (wet-in-wet process).
Die Aushärtung kann nach einer gewissen Ruhezeit erfolgen. Sie kann eine Dauer von 30 s bis 2 h, vorzugsweise 1 min bis 1 h und insbesondere 1 min bis 30 min haben. Die Ruhezeit dient beispielsweise zum Verlauf und zur Entgasung der Lackschichten oder zum Verdunsten von flüchtigen Bestandteilen wie Lösemittel. Die Ruhezeit kann durch die Anwendung erhöhter Temperaturen bis 80°C unterstützt und/oder verkürzt werden, sofern hierbei keine Schädigungen oder Veränderungen der Lackschichten eintreten, etwa eine vorzeitige vollständige Vernetzung.The hardening can take place after a certain Rest period. It can last from 30 s to 2 h, preferably 1 min to 1 h and in particular 1 min to 30 min. The rest period is used, for example, to run and degas the paint layers or to evaporate volatile Ingredients such as solvents. The rest period can be supported and / or by using elevated temperatures up to 80 ° C be shortened provided there is no damage or changes of the lacquer layers occur, such as premature complete crosslinking.
Die thermische Härtung weist keine methodischen Besonderheiten auf, sondern erfolgt nach den üblichen und bekannten Methoden wie Erhitzen in einem Umluftofen oder Bestrahlen mit IR-Lampen. Hierbei kann die thermische Härtung auch stufenweise erfolgen. Vorteilhafterweise erfolgt die thermische Härtung bei einer Temperatur von 50 bis 100°C, besonders bevorzugt 80 bis 100°C und insbesondere 90 bis 100°C während einer Zeit von 1 min bis zu 2 h, besonders bevorzugt 2 min bis zu 1 h und insbesondere 3 min bis 30 min. Werden Substrate verwendet, welche thermisch stark belastbar sind, kann die thermische Vernetzung auch bei Temperaturen oberhalb 100°C durchgeführt werden. Im allgemeinen empfiehlt es sich, hierbei Temperaturen von 180°C, vorzugsweise 160°C und insbesondere 140°C nicht zu überschreiten.The thermal hardening has no special features in terms of method, but takes place according to the customary and known methods such as heating in a forced air oven or irradiation with IR lamps. The thermal hardening can also be carried out in stages. The thermal curing is advantageously carried out at a temperature of 50 to 100 ° C., particularly preferably 80 to 100 ° C. and in particular 90 to 100 ° C. for a time of 1 minute to 2 hours, particularly preferably 2 minutes to 1 hour and in particular 3 min to 30 min. If substrates are used that can withstand high thermal loads, thermal crosslinking can also be carried out at temperatures above 100 ° C. In general, it is advisable not to exceed temperatures of 180 ° C., preferably 160 ° C. and in particular 140 ° C.
Die erfindungsgemäßen Klarlackierungen weisen ein hervorragendes Eigenschaftsprofil, insbesondere einen hohen Glanz, eine hohe Säurebeständigkeit, eine hohe Chemikalienbeständigkeit, ein hohe Kratzfestigkeit und einen sehr guten Verlauf auf. In ihrer Verwendung als zusätzliche Klarlackierungen haften sie ausgezeichnet auf den darunter befindlichen Klarlackierungen, so daß diese vor der Applikation der erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffe in vielen Fällen nicht mehr angeschliffen werden müssen. Ein weiterer besonderer Vorteil ist, daß sie bereits bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen ein ausgezeichnetes Reflow-Verhalten zeigt.The clearcoats of the invention have an excellent property profile, especially a high one Gloss, high acid resistance, high chemical resistance, a high scratch resistance and a very good flow. In your Use as additional Clear coatings adhere well to those underneath Clearcoats so this before application of the coating materials according to the invention in many cases no longer need to be sanded. Another special advantage is, that you an excellent one even at comparatively low temperatures Reflow behavior shows.
Die erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierungen ML weisen ebenfalls ein hervorragendes Eigenschaftsprofil auf das hinsichtlich der Mechanik, Optik, Korrosionsbeständigkeit und Haftung sehr gut ausgewogen ist. So weisen die erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierungen ML die vom Markt geforderte hohe optische Qualität und Zwischenschichthaftung auf und werfen keine Probleme wie mangelnde Schwitzwasserbeständigkeit der Füllerschichten, Rißbildung (mudcracking) in den Basislackierungen oder Verlaufsstörungen oder Oberflächenstrukturen in den Klarlackierungen auf.The multi-layer coatings according to the invention ML also have an excellent property profile very good in terms of mechanics, optics, corrosion resistance and adhesion is balanced. The multi-layer coatings according to the invention thus have ML the high optical quality and interlayer adhesion required by the market and pose no problems such as lack of condensation resistance the filler layers, cracking (mudcracking) in the basecoats or flow problems or surface structures in the clear coats.
Insbesondere weist die erfindungsgemäße Mehrschichtlackierung ML ehren hervorragenden Metallic-Effekt, einen hervorragenden D.O.I. (distinctiveness of the reflected Image) und eine hervorragende Oberflächenglätte, auf. Sie ist witterungsstabil, resistent gegenüber Chemikalien und Vogelkot und kratzfest und zeigt ein sehr gutes Reflow-Verhalten.In particular, the multilayer coating according to the invention has ML honor excellent metallic effect, an excellent D.O.I. (distinctiveness of the reflected image) and an excellent one Surface smoothness, on. It is weather-resistant, resistant to chemicals and bird droppings and scratch-resistant and shows very good reflow behavior.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die sehr gute Überlackierbarkeit der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ML auch ohne Anschleifen. Dadurch kann sie leicht mit üblichen und bekannten hochkratzfesten Beschichtungsstoffen auf der Basis organisch modifizierter Keramikmaterialien beschichtet werden.Another major advantage is the very good paintability the multi-layer coating according to the invention ML also without grinding. This makes it easy to use with usual and known highly scratch-resistant coating materials on the basis organically modified ceramic materials are coated.
Nicht zuletzt erweist es sich aber als ganz besonderer Vorteil, daß mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Verfahren eine Mehrschichtlackierung ML realisiert werden kann, welche ausschließlich auf den erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffen basiert.Last but not least, it turns out as a very special advantage that with With the help of the methods described above, a multi-layer coating ML can be realized, which is based exclusively on the coating materials of the invention based.
Demzufolge weisen auch die erfindungsgemäßen Substrate besondere Vorteile wie eine längere Gebrauchsdauer, einen besseren ästhetischen Eindruck beim Betrachter und eine bessere technologische Verivertbarkeit auf, was sie wirtschaftlich besonders attraktiv macht.Accordingly, the substrates according to the invention also have special advantages like a longer one Service life, better aesthetic Impression by the viewer and better technological usability on what makes them particularly attractive economically.
BeispieleExamples
Herstellbeispiel 1Production Example 1
Die Herstellung eines Hydroxylgruppen enthaltenden PolyacrylatharzesThe making of a Polyacrylate resin containing hydroxyl groups
In einem 4 Liter-Reaktor, ausgestattet mit einem Rührer, zwei Tropftrichtern als Zuläufe für die Monomermischung und die Initiatorlösung, Stickstoffeinleitungsrohr, Thermometer und Rückflußkühler wurde 731 Gewichtsteile einer Fraktion aromatischher Kohlenwasserstoffe mit mit einem Siedebereich von 158 bis 172°C eingewogen und auf 140°C aufgeheizt. Hiernach wurden eine Monomermischung aus 183 Gewichtsteilen n-Butylmethacrylat, 458 Gewichtsteilen Ethylhexylmethacrylat, 214 Gewichtsteilen Styrol, 183 Gewichtsteilen Hydroxyethylacrylat, 458 Gewichtsteilen 4-Hydroxybutylacrylat und 31 Gewichtsteilen Acrylsäure innerhalb von vier Stunden und eine Initiatorlösung von 153 Gewichtsteilen tert.-Butylperethylhexanoat in 92 Gewichtsteilen des vorstehend beschriebenen aromatischen Lösemittels innerhalb von 4,5 Stunden gleichmäßig in den Reaktor dosiert. Mit der Dosierung der Monomermischung und der Initiatorlösung wurde gleichzeitig begonnen. Nach Beendigung der Zudosierung des Initiators wurde die Reaktionsmischung weitere zwei Stunden unter Rühren auf 140°C erhitzt und danach abgekühlt. Die resultierende Harzlösung wies einen Feststoffgehalt von 65% auf (Umluftofen; eine Stunde; 130°C).In a 4 liter reactor, equipped with a stirrer, two dropping funnels as inlets for the Monomer mixture and the initiator solution, nitrogen inlet tube, Thermometer and reflux condenser was 731 parts by weight of a fraction of aromatic hydrocarbons Weighed in with a boiling range of 158 to 172 ° C and heated to 140 ° C. Thereafter, a monomer mixture of 183 parts by weight of n-butyl methacrylate, 458 parts by weight of ethylhexyl methacrylate, 214 parts by weight of styrene, 183 parts by weight of hydroxyethyl acrylate, 458 parts by weight of 4-hydroxybutyl acrylate and 31 parts by weight of acrylic acid within four hours and an initiator solution of 153 parts by weight tert-butyl perethyl hexanoate in 92 parts by weight of the above aromatic solvent described evenly metered into the reactor within 4.5 hours. With the metering of the monomer mixture and the initiator solution started at the same time. After the initiator has finished metering the reaction mixture was stirred for a further two hours Heated 140 ° C and then cooled. The resulting resin solution had a solids content of 65% (convection oven; one hour; 130 ° C).
Herstellbeispiel 2Preparation example 2
Die Herstellung eines Chlorformiatgruppen enthaltenden Polyacrylatharzes The preparation of a chloroformate group containing polyacrylate resin
700 Gewichtsteile der Harzlösung gemäß Herstellbeispiel 1 wurden mit 700 Gewichtsteilen Xylol verdünnt, um sie besser rührfähig zu machen. Die resultierende Mischung wurde in einem geeigneten Reaktor vorgelegt. Anschließend wurden unter Rühren bei Raumtemperatur während einer Stunde 400 Gewichtsteile Phosgen zur Harzlösung zudosiert. Nach 30minütiger Nachreaktionszeit wurde der Grad der Umsetzung IR-spektroskopisch ermittelt. Hierbei waren keine Hydroxylgruppen mehr nachweisbar. Das überschüssige Phosgen wurde unter Vakuum abgetrennt. Anhand der Chlorwertbestimmung wurde ein Umsatz >90% festgestellt.700 parts by weight of the resin solution according to the preparation example 1 were diluted with 700 parts by weight of xylene to make them more stirrable. The resulting mixture was placed in a suitable reactor. Subsequently were stirring at room temperature during 400 parts by weight of phosgene were metered into the resin solution in one hour. After a reaction time of 30 minutes the degree of implementation was determined by IR spectroscopy. in this connection no more hydroxyl groups were detectable. The excess phosgene was separated under vacuum. Based on the chlorine value determination sales> 90% determined.
Herstellbeispiel 3Preparation example 3
Die Herstellung der erfindungsgemäßen HarzlösungThe preparation of the resin solution according to the invention
1450 Gewichtsteile der Chlorformiatgruppen enthaltenden Harzlösung gemäß Herstellbeispiel 2 wurden in einem geeigneten Reaktor vorgelegt. Anschließend wurden bei Raumtemperatur 61 Gewichtsteile Ammoniak in die Harzlösung eingeleitet, wobei Ammoniumchlorid ausfiel.1450 parts by weight of the chloroformate groups containing resin solution according to manufacturing example 2 were placed in a suitable reactor. Then were 61 parts by weight of ammonia are introduced into the resin solution at room temperature, whereby ammonium chloride failed.
Die resultierende Harzlösung wurde nacheinander mit 500 Gewichtsteilen Wasser, 400 Gewichtsteilen Ethanol und 500 Gewichtsteilen Pentylacetat versetzt, um das ausgefallenen Ammoniumchlorid zu lösen und eine Phasentrennung hervorzurufen. Die resultierende Mischung wurde während einer Stunde bei Raumtemperatur gerührt und dann zur Phasentrennung stehen gelassen. Nach erfolgter Phasentrennung wurde die wäßrige Phase abgetrennt, und die organische Phase wurde mit Natriumchlorid getrocknet.The resulting resin solution was successively with 500 parts by weight of water, 400 parts by weight of ethanol and 500 parts by weight of pentyl acetate to make up the precipitated Dissolve ammonium chloride and induce phase separation. The resulting mixture was during stirred for one hour at room temperature and then for phase separation ditched. After phase separation, the aqueous phase separated and the organic phase was dried with sodium chloride.
Die NMR-Analyse ergab, daß die Chlorformiatgruppen zu mehr als 80% zu Carbamatgruppen umgesetzt waren. Die resultierende Lösung des erfindungsgemäßen Polyacrylatharzes wies einen Festkörpergehalt von 68,6 Gew.-% (Umluftofen; eine Stunde; 130°C), eine Viskosität von 8,4 dPas (Original) und eine Viskosität von 5,6 dPas in 65 %iger Anlösung in Solventnaphtha auf.The NMR analysis showed that the chloroformate groups more than 80% were converted to carbamate groups. The resulting one solution of the polyacrylate resin of the invention had a solids content of 68.6% by weight (forced air oven; one hour; 130 ° C), a viscosity of 8.4 dPas (original) and a viscosity of 5.6 dPas in 65% partial solution in solvent naphtha.
Beispielexample
Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Klarlacks und seine anwendungstechnischen EigenschaftenThe production a clearcoat according to the invention and its application properties
Der erfindungsgemäße Klarlack wurde durch Vermischen von 222 Gewichtsteilen der Lösung des erfindungsgemäßen Polyacrylatharzes gemäß Herstellbeispiel 3, 25,7 Gewichtsteilen Resimene®747 (handelsübliches methylverethertes Melaminharz der Firm Monsanto), 5,2 Gewichtsteilen Tinuvin® 384 (handelsüblicher UV-Absorber der Firma Ciba Specialty Chemicals), 2,6 Gewichtsteilen Tinuvin® 123 (handelsübliches HALS-Produkt der Firma Ciba Specialty Chemicals), 6,8 Gewichtsteilen Nacure® 5225 (handelsüblicher Katalysator, aminblockiertes Sulfonesäurederivat der Firma King), 6,0 Gewichtsteilen einer 5 %igen Lösung eines handelsüblichen Polydimethylsiloxanverlaufmittels in Xylol, 0,8 Gewichtsteilen Byk® 306 (handelsübliches Additiv der Firma Byk), 37 Gewichtsteilen Ethylhexanol, 20 Gewichtsteilen n-Butanol, 7 Gewichtsteilen Pinienöl (85 %ig) und 30 Gewichtsteilen Butyldiglykol hergestellt. Er wies bei einer Viskosität von 24 Sekunden im Auslaufhecher nach DIN4 einen Festkörpergehalt von 74% auf (Umluftofen; eine Stunde; 130°C).The clearcoat of the invention was prepared by mixing 222 parts by weight of the solution of the polyacrylate resin according to the invention in accordance with Preparation 3, 25.7 parts by weight of Resimene ® 747 (commercially available methylverethertes melamine resin of the Firm Monsanto), 5.2 parts by weight of Tinuvin® 384 (commercial UV-absorber from Ciba Specialty Chemicals), 2.6 parts by weight of Tinuvin ® 123 (commercial HALS product from Ciba Specialty Chemicals), 6.8 parts by weight Nacure ® 5225 (commercial catalyst aminblockiertes Sulfonesäurederivat from King), 6.0 parts by weight of a 5% solution of a commercially available polydimethylsiloxane leveling agent in xylene, 0.8 part by weight of Byk® 306 (commercial additive from Byk), 37 parts by weight of ethyl hexanol, 20 parts by weight of n-butanol, 7 parts by weight of pine oil (85% strength) and 30 parts by weight of butyl diglycol. It had a solids content of 74% (circulating air oven; one hour; 130 ° C) at a viscosity of 24 seconds in the outlet spout according to DIN4.
Zur Prüfung der anwendungstechnischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Klarlacks wurden Prüftafeln wie folgt hergestellt: Auf mit einem handelsüblichen Elektrotauchlack kathodisch beschichteten Stahltafeln (Elektrotauchlackierung mit einer Schichtdicke von 18 – 22 μm) wurde mit einer Becherpistole zunächst ein handelsüblicher Füller von BASF Coatings AG appliziert und eingebrannt. Es resultierte eine Füllerschicht mit einer Schichtdicke von 35 bis 40 μm. Anschließend wurde auf den Füller in gleicher Weise ein handelsüblicher schwarzer Unibasislack der Firma BASF Coatings AG appliziert und während 10 min bei 80°C vorgetrocknet. Nach dem Kühlen der Tafeln wurde eine Schicht des erfindungsgemäßen Klarlacks mit einer pneumatischen Spritzpistole aufgetragen und während 10 min bei 50°C vorgetrocknet und anschließend während 25 min bei 130°C Objekttemperatur zusammen mit dem Basislack vernetzt. Es resultierten eine Basislackschicht einer Stärke von 15 μm und eine Klarlackschicht einer Stärke von 40 μm. Der schwarze Unibasislack wurde gewählt, weil man an den entsprechenden Prüftafeln die Bildung von Kratzern am besten beobachten konnte.To check the application technology Properties of the clear lacquer according to the invention became test boards manufactured as follows: cathodic with a commercially available electrocoat coated steel panels (electrocoating with a layer thickness of 18 - 22 μm) with a cup gun first a commercial one ink pen applied and baked by BASF Coatings AG. It resulted a filler layer with a layer thickness of 35 to 40 μm. Then the filler was in same a commercial one black base coat from BASF Coatings AG applied and while Predried for 10 min at 80 ° C. After cooling the panels became a layer of the clear lacquer according to the invention with a pneumatic Spray gun applied and during Predried for 10 min at 50 ° C and then for 25 min at 130 ° C Object temperature networked together with the basecoat. It resulted a basecoat of a starch of 15 μm and a clear coat of 40 µm thick. The black uni base coat has been elected, because you can see the formation of scratches on the corresponding test boards could best watch.
Die erfindungsgemäße Mehrschichtlackierung ML wies einen hervorragenden optischen Gesamteindruck auf. Der nach DIN 67530 mit einem Reflektometer der Firma BYK reflektometrisch unter einem Winkel von 20° gemessene Glanz lag bei 93,3.The multilayer coating ML according to the invention had an excellent overall optical impression. The after DIN 67530 with a reflectometer from BYK reflectometric measured at an angle of 20 ° Gloss was 93.3.
Die Kratzfestigkeit der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ML wurde mit Hilfe des Bürstentests bestimmt.The scratch resistance of the multi-layer coating according to the invention ML was tested using the brush test certainly.
Für diesen Test wurden die Prüftafeln nach Applikation der Lacke 2 Wochen bei Raumtemperatur gelagert, bevor die Prüfung durchgeführt wurde.For this test became the test panels after application of the paints, stored for 2 weeks at room temperature, before the exam carried out has been.
Die Kratzfestigkeit des Sol-Gel-Überzugs auf den Prüftafeln wurde mit Hilfe des in Fig. 2 auf Seite 28 des Artikels von P. Betz und A. Bartelt, Progress in Organic Coatings, 22 (1993), Seiten 27–37, beschriebenen BASF-Bürstentests, der allerdings bezüglich des verwendeten Gewichts (2000 g statt der dort genannten 280 g) abgewandelt wurde, folgendermaßen beurteilt: Bei dem Test wurde die Lackoberfläche mit einem Siebgewebe, welches mit einer Masse belastet wurde, geschädigt. Das Siebgewebe und die Lackoberfläche wurden mit einer Waschmittel-Lösung reichlich benetzt. Die Prüftafel wurde mittels eines Motorantriebs in Hubbewegungen unter dem Siebgewebe vor- und zurückgeschoben.The scratch resistance of the sol-gel coating on the test boards was with the help of the in Fig. 2 on page 28 of the article by P. Betz and A. Bartelt, Progress in Organic Coatings, 22 (1993), pages 27-37 described BASF brush tests, which, however, regarding the weight used (2000 g instead of the 280 g mentioned there) was modified as follows was assessed: In the test, the paint surface was covered with a screen cloth, which was loaded with a mass, damaged. The screen mesh and the paint surface were using a detergent solution abundantly wetted. The test board was made by means of a motor drive in lifting movements under the screen cloth pushed back and forth.
Der Prüfkörper war mit Nylon-Siebgewebe (Nr. 11, 31 μm Maschenweite, Tg 50°C) bespanntes Radiergummi (4,5 × 2,0 cm, breite Seite senkrecht zur Kratzrichtung). Das Auflagegewicht betrugt 2000 g.The test specimen was with nylon mesh (No. 11, 31 μm Mesh size, Tg 50 ° C) covered eraser (4.5 × 2.0 cm, wide side perpendicular to the direction of scratching). The bearing weight was 2000 g.
Vor jeder Prüfung wurde das Siebgewebe erneuert, dabei war die Laufrichtung der Gewebemaschen parallel zur Kratzrichtung. Mit einer Pipette wurde ca. 1 ml einer frisch aufgerührten 0,25%igen Persil-Lösung vor dem Radiergummi aufgebracht. Die Umdrehungszahl des Motors wurde so eingestellt, daß in einer Zeit von 80 s 80 Doppelhübe ausgeführt wurden. Nach der Prüfung wurde die verbleibende Waschflüssigkeit mit kaltem Leitungswasser abgespült und die Prüftafel mit Druckluft trockengeblasen.Before each test, the sieve fabric was renewed, the direction of the mesh was parallel to the direction of scratching. About 1 ml of a freshly stirred 0.25% Persil solution was applied in front of the eraser with a pipette. The number of revolutions of the motor was set so that 80 double strokes were carried out in a time of 80 s. After the test, the remaining washing liquid was rinsed off with cold tap water and the test panel was blown dry with compressed air.
Durch die Schädigung sank der Glanz nach DIN 67530 auf 87,2. Nach zweistündiger Regenerierung bei 60°C war er wieder auf 89 angestiegen. Dies belegte zum einen die sehr gute Kratzfestigkeit der erfindungsgemäßen Klarlackierung und zum anderen ihr gutes Reflow-Verhalten.Due to the damage, the gloss decreased DIN 67530 to 87.2. After two hours Regeneration at 60 ° C he had risen to 89 again. On the one hand, this was very clear good scratch resistance of the clearcoat according to the invention and others their good reflow behavior.
Außerdem wurde die Kratzfestigkeit der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ML mit Hilfe des Sandtest bestimmt.In addition, the scratch resistance the multi-layer coating according to the invention ML determined using the sand test.
Hierzu wurden die Lackoberflächen mit Sand belastet (20g Quarz-Silbersand 1,5–2,0 mm). Der Sand wurde in einen Becher (Boden plan abgeschnitten) gegeben, der fest auf der Prüftafel befestigt wurde. Es wurden die gleichen Prüftafeln wie oben im Bürstentest beschrieben verwendet. Mittels eines Motorantriebes wurde die Tafel mit dem Becher und dem Sand in Schüttelbewegungen versetzt. Die Bewegung des losen Sandes verursachte dabei die Beschädigung der Lackoberfläche (100 Doppelhübe in 20 s). Nach der Sandbelastung wurde die Prüffläche vom Abrieb gereinigt, unter einem kalten Wasserstrahl vorsichtig abgewischt und anschließend mit Druckluft getrocknet. Gemessen wurde der Glanz nach DIN 67530 vor und nach Beschädigung.For this, the lacquer surfaces were used Sand loaded (20g quartz-silver sand 1.5–2.0 mm). The sand was in given a mug (cut off flat), which firmly on the test panel was attached. The same test panels were used as in the brush test above described used. The board was powered by a motor shaken with the mug and the sand. The Movement of the loose sand caused damage to the paint surface (100 double strokes in 20 s). After the sand exposure, the test area was cleaned of abrasion, under carefully wiped with a cold water jet and then with Compressed air dried. The gloss was measured according to DIN 67530 and after damage.
Durch die Schädigung sank der Glanz auf 79,5. Nach zweistündiger Regenerierung bei 60 °C war er wieder auf 81,6 angestiegen. Dies belegte erneut zum einen die sehr gute Kratzfestigkeit der erfindungsgemäßen Klarlackierung und zum anderen ihr gutes Reflow-Verhalten.Due to the damage, the gloss dropped to 79.5. After two hours Regeneration at 60 ° C it had risen again to 81.6. This again proved on the one hand the very good scratch resistance of the clearcoat according to the invention and others their good reflow behavior.
Die Chemikalienbeständigkeit wurde nach BART bestimmt.The chemical resistance was determined according to BART.
Der BART (BASF ACID RESISTANCE TEST) diente der Ermittlung der Beständigkeit von Lackoberflächen gegen Säuren, Laugen und Wassertropfen. Dabei wurde die Beschichtung auf einem Gradientenofen nach der Einbrennung weiteren Temperaturbelastungen ausgesetzt (30 min 40°C, 50°C, 60°C und 70°C). Zuvor wurden die Testsubstanzen (Schwefelsäure 1%-ig, 10%-ig, 36%-ig; schweflige Säure 5%-ig, Salzsäure 10%-ig, Natronlauge 5%-ig, VE (= vollentsalztes) Wasser- 1, 2, 3 bzw. 4 Tropfen) definiert mit einer Dosierpipette aufgebracht. Im Anschluß an die Einwirkung der Substanzen wurden diese unter fließendem Wasser entfernt und die Beschädigungen nach 24 h entsprechend einer vorgegebenen Skala visuell beurteilt:The BART (BASF ACID RESISTANCE TEST) served to determine the resistance of paint surfaces against acids, Alkalis and drops of water. The coating was on a Gradient oven after burning in further temperature loads exposed (30 min 40 ° C, 50 ° C, 60 ° C and 70 ° C). before the test substances (sulfuric acid 1%, 10%, 36%; sulphurous acid 5%, hydrochloric acid 10%, Sodium hydroxide solution 5%, VE (= fully desalinated) water - 1, 2, 3 or 4 Drops) applied with a pipette. Following the Exposure to the substances became under running water removed and the damage after 24 h visually assessed on a given scale:
- Benotunggrading
- Aussehen Appearance
- 00
- kein Defekt no defect
- 11
- leichte Markierung slight marking
- 22
- Markierung/Vermattung/keine Erweichung Marking / matting / no softening
- 33
- Markierung/Vermattung7Farbtonveränderung/Erweichung Mark / Vermattung7Farbtonveränderung / softening
- 44
- Risse/beginnende Durchätzung Cracks / incipient through etch
- 55
- Klarlack entfernt Clear varnish removed
Es wurde jede einzelne Markierung (Spot) ausgewertet und das Ergebnis für jede Beschichtung in geeigneter Form (z.B. Notensummen für eine Temperatur) festgehalteil.It was every single mark (Spot) evaluated and the result for each coating in a suitable Form (e.g. sums of notes for a temperature) fixed portion.
Die Ergebnisse des Tests finden sich in der Tabelle.The results of the test can be found in the table.
Tabelle Die Säurebeständigkeit der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ML nach BART Table The acid resistance of the multilayer coating ML according to the invention according to BART
Der BART untermauert die außerordentliche Säurebeständigkeit der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ML bzw. des erfindungsgemäßen Klarlacks.The BART underpins the extraordinary acid resistance the multi-layer coating according to the invention ML or the clearcoat of the invention.
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