-
Gebiet der
Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft
neue, blockierte Verbindungen auf Isocyanatbasis. Die Erfindung
betrifft auch eine neue Familie von polymeren Zusammensetzungen,
die mit diesen blockierten Verbindungen auf Isocyanatbasis hergestellt
wurden.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Blockierte Isocyanatverbindungen,
die bei erhöhter
Temperatur mit Verbindungen reagieren, welche aktive Wasserstoffatome
enthalten, um dreidimensionale oder Netzwerk-Polymere durch Bilden von Vernetzungen
zwischen vorgebildeten Molekülen
herzustellen, sind bekannt und werden beispielsweise in Houben-Weyl,
Methoden der Organischen Chemie, Band XIV/2, Seiten 61–70, oder
in Z.W. Wicks, jr., Progress in Organic Coatings 9, 3–28, (1981)
beschrieben. Beispielsweise wurden flüssige oder Pulverbeschichtungszusammensetzungen,
Klebstoffe, steife und formbare Kunststoffe und Schäume, umfassend
unter anderem eine blockierte Verbindung auf Isocyanatbasis, in
fast jeder Fertigstellungsindustrie eingesetzt. Übliche Blockierungsmittel für Isocyanatverbindungen
schließen
Phenole, Caprolactam, Oxime und CH-azide Verbindungen, wie Rcetessigsäureester
und Malonsäuredialkylester,
ein.
-
Die blockierte Verbindung auf Isocyanatbasis
wurde in Kombination mit einer breiten Vielzahl von Polyolen verwendet,
um Polyurethane herzustellen. Solche Polyurethane können zu
steifen und flexiblen geschäumten
Gegenständen,
Folien, hochdichten Folien und Gegenständen von unterschiedlichen
Formen geformt werden. Darüber
hinaus macht die hohe Lichtstabilität von solchen Polyurethanen
dieselben bei flüssigen und
Pulverbeschichtungen sehr verwendbar sowie bei anderen Anwendungen
verwendbar, wo Lichtstabilität
erwünscht
ist.
-
Obwohl blockierte Verbindungen auf
Isocyanatbasis bekannt sind, suchen die verschiedenen herstellenden
Industrien, die dieselben anwenden, ständig nach neuen Verbindungen
dieses Typs.
-
Kurzdarstellung der Erfindung
-
Eine Aufgabe dieser Erfindung ist
es, neue Verbindungen auf Isocyanatbasis, die als Vernetzer verwendet
werden können,
bereitzustellen.
-
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung
sind polymere Zusammensetzungen, die neue Verbindungen auf Isocyanatbasis
als Vernetzer einschließen.
-
Die neuen Verbindungen auf Isocyanatbasis
der vorliegenden Erfindung können
im Wesentlichen bei allen Anwendungen, bei denen übliche Verbindungen
auf Isocyanatbasis angewendet werden, verwendet werden. In anderen
Worten können
die erfindungsgemäßen Verbindungen
auf Isocyanatbasis beim Herstellen von flüssigen und Pulverbeschichtungszusammensetzungen,
Klebstoffen, steifen und formbaren Kunststoffen und Schäumen verwendet
werden.
-
Die Lösung dieser und anderer Aufgaben
wird dem Fachmann nach dem Lesen dieser Beschreibung deutlich. Die
erfindungsgemäßen Verbindungen
auf Isocyanatbasis schließen
eine polyfunktionelle Isocyanatverbindung ein, die mindestens teilweise
mit mindestens einer der Nachstehenden blockiert ist: eine aromatische
Polyhydroxyverbindung oder eine Mischung einer aromatischen Polyhydroxyverbindung
und einer hydroxyfunktionellen Esterverbindung.
-
Beschreibung der Erfindung
im Einzelnen
-
Die neuen erfindungsgemäßen Verbindungen
auf Isocyanatbasis umfassen ein polyfunktionelles Isocyanat, welches
mindestens teilweise mit mindestens einer der Nachstehenden blockiert
ist: eine aromatische Polyhydroxyverbindung oder eine Mischung einer
aromatischen Polyhydroxyverbindung und einer hydroxyfunktionellen
Esterverbindung.
-
Obwohl blockierte Isocyanate dem
Fachmann bekannt sind, können,
was nicht bekannt ist, diese Arten von Verbindungen hinreichend
wirken, wenn sie mindestens teilweise in der nachstehend ausgewiesenen Weise
blockiert sind. Speziell sind gemäß der vorliegenden Erfindung
die neuen Verbindungen auf Isocyanatbasis mindestens teilweise mit
mindestens einer der Nachstehenden blockiert: einer aromatischen
Polyhydroxyverbindung oder einer Mischung einer aromatischen Polyhydroxyverbindung
und einer hydroxyfunktionellen Esterverbindung.
-
Wie hierin verwendet, schließt der Begriff „aromatische
Polyhydroxyverbindung" Verbindungen
mit mindestens einer der nachstehenden Strukturen ein:
worin ϕ
1 eine Aromaten-enthaltende Verbindung darstellt,
die eine Phenylgruppe umfasst und R
1 eine
Alkylgruppe mit 0 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellt, oder
worin ϕ
2 eine Aromaten-enthaltende Verbindung darstellt,
die eine Phenylgruppe oder eine Naphthylgruppe umfasst.
-
Beispiele für die aromatischen Polyhydroxyverbindungen,
die durch die Struktur (2) umfasst sind, schließen ein: Diphenole, wie 4,4'-Isopropylidendiphenol
(beispielsweise BISPHENOLTM A, kommerziell
erhältlich
von Dow Chemical Co) und Bis (4-hydroxyphenyl)methan (beispielsweise
BISPHENOLTM F, auch kommerziell erhältlich von
Dow Chemical Co). Beispiele für
aromatische Polyhydroxylverbindungen, die von Struktur (II) umfasst
sind, schließen
ein: Dihydroxynaphthalin, Hydroxyphenole, wie Resorcin, und Derivate
davon. In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung
umfasst die aromatische Polyhydroxyverbindung 4,4'-Isopropylidendiphenol.
-
Wie hierin verwendet, schließt der Begriff „hydroxyfunktionelle
Esterverbindung" Verbindungen
mit der nachstehenden Struktur:
ein,
worin R
2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
darstellt und ϕ
2 eine Aromaten-enthaltende
Verbindung darstellt, die eine Phenylgruppe oder eine Naphthylgruppe
umfasst .
-
In Struktur (III) ist, obwohl ϕ2 eine Aromatenenthaltende Verbindung darstellt,
die eine Phenylgruppe oder eine Naphthylgruppe umfasst, in bestimmten
bevorzugten Ausführungsformen ϕ2 eine Aromaten-enthaltende Verbindung, die
eine Phenylgruppe umfasst.
-
Beispiele für die hydroxyfunktionellen
Esterverbindung, die von Struktur (III) umfasst werden, schließen ein:
4-Hydroxybenzoesäuremethylester,
3-Hydroxybenzoesäuremethylester
und dergleichen. In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung
umfasst die hydroxyfunktionelle Esterverbindung 4-Hydroxybenzoesäuremethylester.
-
Wie vorstehend ausgewiesen, können die
aromatischen Polyhydroxyverbindungen, die von Strukturen (I) und
(II) umfasst werden, ausschließlich
als Blockierungsmittel für
die neuen erfindungsgemäßen Verbindungen
auf Isocyanatbasis verwendet werden. In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen
sind die neuen Verbindungen auf Isocyanatbasis mindestens jedoch
teilweise mit einem Blend von aromatischer(n) Polyhydroxyverbindung(en)
und der/den hydroxyfunktionellen Esterverbindung(en), umfassend
die nachstehenden Strukturen: (I) und (III), (II) und (III) und/oder
(I), (II) und (III), blockiert.
-
In den Ausführungsformen, worin die neuen
Verbindungen auf Isocyanatbasis mindestens teilweise mit einem Blend
von aromatischer(n) Polyhydroxyverbindung(en) und der/den hydroxyfunktionellen
Esterverbindung(en) blockiert sind, liegt das Verhältnis von
aromatischer(n) Polyhydroxyverbindung(en) zu der/den hydroxyfunktionellen
Esterverbindung(en) typischerweise im Bereich von 0,01 : 1 bis etwa
1,4 : 1. In bestimmten Ausführungsformen,
worin ein Blend von diesen Blockierungsmitteln angewendet wird,
liegt das Verhältnis
von aromatischer(n) Polyhydroxyverbindung(en) zu der/den hydroxy funktionellen
Esterverbindung(en) vorzugsweise im Bereich von etwa 0,05 : 1 bis
etwa 1 : 1,2 und bevorzugter etwa 0,10 : 1 bis etwa 1 : 1.
-
Beim mindestens teilweisen Blockieren
der neuen Verbindungen auf Isocyanatbasis gemäß bestimmter Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist die Gesamtmenge der/des angewendeten
Blockierungsmittel(s) derart, dass es etwa 1,5 bis etwa 0,6 Hydroxyläquivalente
des/der Blockierungsmittel(s) pro Äquivalent an freiem NCO in
der Verbindung auf Isocyanatbasis gibt. In bestimmter bevorzugter
Ausführungsform
ist die Gesamtmenge des/der angewendeten Blockierungsmittel(s) derart,
dass es etwa 1,3 bis etwa 0,7 Hydroxyläquivalente des/der Blockierungsmittel(s)
pro Äquivalent
an freiem NCO in den Verbindungen auf Isocyanatbasis und bevorzugter
etwa 1,1 bis etwa 0,9 Hydroxyläquivalente
des/der Blockierungsmittel(s) pro Äquivalent an freiem NCO in
den Verbindungen auf Isocyanatbasis gibt.
-
Jedes geeignete polyfunktionelle
Isocyanat kann mindestens teilweise gemäß dieser Erfindung blockiert
sein. In einer Ausführungsform
ist das polyfunktionelle Isocyanat abgeleitet von einem Polyisocyanat (d.h.
ein Isocyanat besitzt mindestens zwei Isocyanatfunktionen, vorteilhafterweise
mehr als zwei), welche sich selbst typischerweise von einer Vorkondensation
oder von einer Vorpolymerisation von elementaren Isocyanaten ableiten.
Elementare Isocyanate schließen
jene, hergestellt aus Kohlenwasserstoffgerüsten mit mindestens zwei Isocyanatfunktionen,
ein. Diese Kohlenwasserstoffgerüste
sind häufig
ein Arylenrest, ein Alkylenrest (einschließlich eines Aralkylenrests),
wie die Polymethylene (beispielsweise Hexamethylen), oder die Notwendigkeit
zur Bildung von Isophorondiisocyanat (IPDI). Die Kohlenwasserstoffgerüste können auch
Alkyl(e) oder arylisch sein.
-
Das Atomgewicht von diesen elementaren
Isocyanaten ist vorteilhafterweise maximal 500 und vorzugsweise
maximal 300. Darüber
hinaus sind die mittleren Molekulargewichte der Prepolymere oder
Prekondensate nicht mehr als 5000 und üblicher nicht mehr als 3000.
-
Die Polyisocyanate, die beim Ausführen dieser
Erfindung verwendet werden können,
schließen
jene vom Biurettyp und jene, für
die die Di- oder Trimerisationsreaktion vier-, fünf- oder sechsgliedrige Ringe
erzeugte, ein. Unter den sechsgliedrigen Ringen können die
Isocyanurringe, abgeleitet von einer Homo- oder Heterotrimerisierung
von verschiedenen Diisocyanaten allein, oder mit Isocyanat(en) (beispielsweise
Mono-, Di- oder Polyisocyanat(en)) oder mit Kohlendioxid, erwähnt werden.
Im letzteren Fall wird der Stickstoff von dem Isocyanurring durch
ein Sauerstoff ersetzt.
-
In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen
schließen
die Polyisocyanate, die angewendet werden können, jene, die mindestens
eine aliphatische Isocyanatfunktion aufweisen, ein. In anderen Worten,
mindestens eine Isocyanatfunktion, blockiert gemäß dieser Erfindung, wird an
das Kohlenwasserstoffgerüst über ein
Kohlenstoff vom Sp3-Typ, vorteilhafterweise
unter Tragen von mindestens einem Wasserstoffatom, vorzugsweise
zwei, gebunden.
-
Es ist bevorzugt, Verbindungen gemäß der vorliegenden
Erfindung auszuwählen,
sodass sie vollständig
mit einem primären
Alkohol reagieren. Die Reaktion wird als vollständig betrachtet, wenn sie 80%
oder mehr erreicht hat.
-
In bestimmten Ausführungsformen
sind bevorzugte Isocyanate jene, worin das Stickstoffatom an ein sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom gebunden
ist, und ganz besonders an aliphatische Isocyanate und insbesondere
an Polymethylendiisocyanate und die verschiedenen Kondensationsderivate
davon (Biuret, usw.) und die Di- und Trimerisierungsderivate davon.
-
Beim Ausführen dieser Erfindung ist es
manchmal bevorzugt, dass der Prozentsatz an restlicher freier Isocyanatfunktion
nicht mehr als etwa 10%, vorzugsweise nicht mehr als etwa 5% und
bevorzugter nicht mehr als etwa 3% ist. Die höchsten Schmelzpunkte oder Glasübergangstemperaturen
werden typischerweise mit Prozentsätzen erhalten, die etwa 1%
nicht übersteigen.
-
In anderen Ausführungsformen umfassen die polyfunktionellen
Isocyanate Trimere. Wenn die Einarbeitung der Trimere bevorzugt
ist, schließen
Beispiele von jenen, die angewendet werden können, ein: Isocyanurate aus
Isophorondiisocyanat oder Hexamethylendiisocyanat und/oder Biurete
aus Hexamethylendiisocyanat.
-
Wenn ein Isocyanurat aus Isophorondiisocyanat
als das polyfunktionelle Isocyanat angewendet wird, kann es auf
jede geeignete Weise, die dem Fachmann bekannt ist, angewendet werden.
Ein Beispiel einer Art, in der ein Isocyanurat aus Isophorondiisocyanat
hergestellt werden kann, schließt
die Trimerisierung von dem IPDI in Gegenwart eines geeigneten Katalysatorsystems
ein. Anschließend
werden die verbleibenden NCO-Gruppen mindestens teilweise wie nachstehend
ausgewiesen blockiert.
-
Ein erster Reaktionsschritt eines
solchen Verfahrens (d.h. die katalytische Trimerisierung) ergibt
kein gleichförmiges
Produkt. Stattdessen erzeugt es verschiedene Oligomere von IPDI,
die mindestens einen Isocyanuratring und mindestens 3 freie NCO-Gruppen
enthalten. Diese Produkte werden nachstehend als „IPDI – Isocyanurate" bezeichnet.
-
Ein Beispiel eines geeigneten Katalysatorsystems,
das angewendet werden kann, um IPDI zu trimerisieren, umfasst 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan/1,2-Epoxypropan.
Die Trimerisierung kann mit oder ohne inerte organische Lösungsmittel
ausgeführt
werden. In einigen Fällen
ist es erwünscht,
die Trimerisierungsreaktion zu beenden, wenn der NCO-Gehalt des
Gemisches ein bestimmtes Niveau erreicht. Beispielsweise ist es
in einigen Fällen
erwünscht,
die Trimerisierung zu beenden, wenn 30 bis 50% der NCO-Gruppen bei
der Trimerisierungsreaktion erreicht sind. Unter diesen Umständen kann
das nichtumgesetzte IPDI von dem Isocyanurat durch Dünnfilmdestillation
getrennt werden.
-
Entgegengesetzt zum Formulieren von
IPDI-Isocyanuraten in einem von einer Vielzahl von bekannten Verfahren,
wie jenen, vorstehend ausgewiesenen, sind IPDI-Isocyanurate auch
kommerziell erhältlich.
Beispielsweise schließen
verwendbare IPDI-Isocyanurate die nachstehenden ein: VESTANATTM T-1890 Isocyanurat, kommerziell erhältlich von
CreaNova Corporation, und DESMODURTM Z4470
BA Isocyanurat, kommerziell erhältlich
von Bayer Corporation.
-
Die neuen erfindungsgemäßen Verbindungen
auf Isocyanatbasis können
Diisocyanate, Triisocyanate oder ein Gemisch von Diisocyanaten und
Triisocyanaten sein. In der Ausführungsform,
worin ein Gemisch von Diisocyanat- und Triisocyanatverbindungen
angewendet wird, ist die Triisocyanatkonzentration typischerweise mindestens
etwa 25 Prozent. In bestimmten Ausführungsformen, wenn ein Blend
von Diisocyanaten und Triisocyanaten angewendet wird, ist der Triisocyanatgehalt
vorzugsweise mindestens etwa 50 Prozent und bevorzugter mindestens
etwa 75 Prozent.
-
Wie vorstehend ausgewiesen, können die
neuen erfindungsgemäßen Verbindungen
auf Isocyanatbasis verwendet werden, wann immer übliche blockierte Verbindungen
auf Isocyanatbasis angewendet werden. Dies schließt beispielsweise
deren Verwendung beim Herstellen von flüssigen und Pulverbeschichtungszusammensetzungen,
Klebstoffen, steifen und formbaren Kunststoffen und Schäumen ein.
-
BEISPIELE
-
Nachdem diese Erfindung allgemein
beschrieben wurde, kann weiteres Verständnis durch Bezug auf bestimmte
spezielle Beispiele erhalten werden, die hierin nur zu Erläuterungszwecke
bereitgestellt werden. Diese Beispiele sind nicht vorgesehen, den
Umfang der beanspruchten Erfindung in irgend einer Weise zu begrenzen.
-
Sofern nicht anders ausgewiesen,
war in den Beispielen verwendetes IPDI-Isocyanurat VESTANATTM T-1890 Isocyanurat, kommerziell erhältlich von
CreaNova Corporation.
-
BEISPIEL 1
-
Herstellung von Verbindungen
auf Isocyanatbasis
-
Dieses Beispiel zeigt die Herstellung
von Verbindungen auf Isocyanatbasis, die gemäß der vorliegenden Erfindung
hergestellt werden.
-
Herstellung von Vernetzer
A
-
Ein blockiertes Isocyanat wurde durch
Vermischen von 1,7 Mol des IPDI-Trimers mit 4,0 Mol p-Hydroxybenzoesäureme thylester
und 0,7 Mol Bisphenol A hergestellt. Diese Materialien wurden als
eine 80%ige Feststofflösung
in Essigsäurebutylester
und in Gegenwart von 0,04 Gewichtsprozent Dibutylzinndilaurat vermischt.
-
Die Komponenten wurden in einen Reaktor
gegeben und unter einer Stickstoffatmosphäre vermischt. Während noch
unter Stickstoffatmosphäre,
wurde das Gemisch dann auf 90°C
erhitzt und bei dieser Temperatur gehalten, bis es keine verbleibenden
freien mehr Isocyanatgruppen gab. Anschließend wurde das Lösungsmittel
durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt, unter Gewinnung
des gewünschten
Produkts, das nachstehend als Vernetzer A bezeichnet wird.
-
Herstellung von Vernetzer
B
-
Ein blockiertes Isocyanat wurde durch
Vermischen von 3,3 Mol des IPDI-Trimers mit 10,5 Mol p-Hydroxybenzoesäuremethylester
hergestellt. Diese Materialien wurden als eine 80%ige Feststofflösung in
Essigsäurebutylester
und in Gegenwart von 0,04 Gewichtsprozent Dibutylzinndilaurat vermischt.
-
Die Komponenten wurden in einen Reaktor
gegeben und unter einer Stickstoffatmosphäre vermischt. Während noch
unter Stickstoffatmosphäre,
wurde das Gemisch dann auf 90°C
erhitzt und bei dieser Temperatur gehalten, bis es keine verbleibenden
freien Isocyanatgruppen gab. Anschließend wurde das Lösungsmittel
durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt, unter Gewinnung
des gewünschten
Produkts, das nachstehend als Vernetzer B bezeichnet wird.
-
Herstellung von Vernetzer
C
-
Ein blockiertes Isocyanat wurde durch
Vermischen von 1,0 Mol von dem HDI-Biuret (kommerziell erhältlich als
DESMODURTM N-100) mit 2,3 Mol p-Hydroxybenzoesäuremethylester
und 0,4 Mol Bisphenol A hergestellt. Diese Materialien wurden als
eine 70%ige Feststofflösung
in Essigsäurebutylester
und in Gegenwart von 0,04 Gewichtsprozent Dibutylzinndilaurat vermischt.
-
Die Komponenten wurden in einen Reaktor
gegeben und unter einer Stickstoffatmosphäre vermischt. Während noch
un ter Stickstoffatmosphäre,
wurde das Gemisch dann auf 90°C
erhitzt und bei dieser Temperatur gehalten, bis es keine verbleibenden
freien Isocyanatgruppen gab. Anschließend wurde das Lösungsmittel
durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt, unter Gewinnung
des gewünschten
Produkts, das nachstehend als Vernetzer C bezeichnet wird.
-
BEISPIEL 2
-
Herstellung von Polymerharzen
-
Dieses Beispiel zeigt die Herstellung
von Polymerharzen, die mit erfindungsgemäßen Verbindungen auf Isocyanatbasis
reagieren können,
unter Bildung von härtbaren
Beschichtungszusammensetzungen.
-
Herstellung von Harz A
-
Die nachstehenden Verbindungen wurden
in einen mit einem Rührer,
Thermometer, Stickstoffeinlassrohr und Destillationskolonne ausgestatteten
5-Liter-Kolben gegeben:
-
Ein Stickstoffstrom wurde über das
Obere der Verbindungen geleitet, während die Temperatur auf etwa
230°C erhöht wurde.
Nachdem die Verbindungen geschmolzen waren, wurde der Stickstoffstrom
unter die Oberfläche
des Gemisches gelegt. Das Gemisch wurde bei etwa 230°C für etwa 18
Stunden gehalten. Während
dieses Zeitraums wurde das Kondensationswasser aus dem Gemisch durch
die Destillationskolonne entfernt.
-
Nach einem Zeitraum von 18 Stunden
wurde der Reaktorinhalt auf Metalltabletts gegossen und auf Raumtemperatur
abkühlen
lassen. Wenn gekühlt,
bildete der Inhalt ein hartes, sprödes Polyesterharz. Dieses Polyesterharz
wird nachstehend als Harz A bezeichnet.
-
Herstellung von Harz B
-
Die nachstehenden Verbindungen wurden
in einen mit einem Rührer,
Thermometer, Stickstoffeinlassrohr und Destillationskolonne ausgerüsteten 5-Liter-Kolben
gegeben:
-
Ein Stickstoffstrom wurde über das
Obere der Verbindungen geleitet, während die Temperatur auf etwa
230°C erhöht wurde.
Nachdem die Verbindungen geschmolzen waren, wurde der Stickstoffstrom
unter die Oberfläche
des Gemisches gelegt. Das Gemisch wurde bei etwa 230°C für etwa 11
Stunden gehalten. Während
dieses Zeitraums wurde Kondensationswasser aus dem Gemisch durch
die Destillationskolonne entfernt.
-
Nach etwa 11 Stunden wurde der Reaktorinhalt
auf Metalltabletts gegossen und auf Raumtemperatur abkühlen lassen.
Wenn abgekühlt,
bildete der Inhalt ein hartes, sprödes Polyesterharz. Dieses Polyesterharz wird
nachstehend als Harz B bezeichnet.
-
Herstellung von Harz C
-
Die nachstehenden Verbindungen wurden
in einen mit einem Rührer,
Thermometer, Stickstoffeinlassrohr und Destillationskolonne ausgerüsteten 5-Liter-Kolben
gegeben:
-
Ein Stickstoffstrom über das
Obere der Verbindungen geleitet, während die Temperatur auf etwa
70°C erhöht wurde.
Das Mischen wurde fortgesetzt, bis sich eine homogene Lösung gebildet
hatte. Diese Acrylharzlösung
wird nachstehend als Harz C bezeichnet.
-
BEISPIEL 3
-
Herstellung von Beschichtungszusammensetzungen
-
Dieses Beispiel zeigt die Herstellung
von verschiedenen Beschichtungszusammensetzungen. Jede von diesen
Beschichtungszusammensetzungen wurde mit einer Verbindung auf Isocyanatbasis,
die von der vorliegenden Erfindung umfasst wird, hergestellt.
-
Herstellung von Pulverbeschichtungszusammensetzungen
-
Die nachstehenden Verbindungen wurden
in getrennte 5-Liter-Kolben
gegeben, wobei jeder mit einem Rührer,
Thermometer, Stickstoffeinlassrohr und Destillationskolonne ausgestattet
war:
-
Beschichtungen A-F wurden alle im
Wesentlichen in der gleichen Weise hergestellt. Insbesondere wurden
alle Materialien gewogen und zu einer sandähnlichen Konsistenz mit einem
Hochgeschwindigkeitsmischer CrismTM vermahlen.
Das vermahlene Material wurde dann auf einem Extruder BakerPerkinsTM 19 mm bei 100°C extrudiert. Nachdem das Extrudat
abkühlen
konnte, wurde es auf eine mittlere Teilchengröße von etwa 30 μm an einem
HosakawaTM ACM-1 Zerkleinerer vermahlen.
-
Herstellung von flüssigen Beschichtungszusammensetzungen
-
Die nachstehenden Zusammensetzungen
wurden miteinander in einem 5-Liter-Kolben bei Raumtemperatur und
in der nachstehend ausgewiesenen Reihenfolge vermischt:
-
Das erhaltene flüssige Gemisch wird nachstehend
als Beschichtung G bezeichnet.
-
BEISPIEL 5
-
Leistungsergebnisse von
Beschichtungen
-
Dieses Beispiel zeigt die Ergebnisse
des Testens und Bewertens von Beschichtungen A – G, um deren Anteil an der
Härtung
zu bestimmen.
-
In diesem Beispiel wurden Beschichtungen
A – F
alle auf ein Metallsubstrat aufgetragen, gehärtet und im Wesentlichen in
der gleichen Weise getestet. Speziell wurden Beschichtungen A – F einzeln
aufgetragen, um Metallsubstrate durch elektrostatische Sprühauftragung
bei 80 kV mit einem NORDSONTM II Umkehr-Sprühsystem
zu einer Dicke von 2,5 Mil zu trennen. Nachdem es aufgetragen wurde,
wurden die Beschichtungen alle bei 380°F für etwa 20 Minuten gehärtet.
-
Andererseits wurde Beschichtung G
auf ein Metallsubstrat aufgetragen, gehärtet und in der nachstehenden
Weise getestet. Beschichtung G wurde als ein Chrom-behandeltes Aluminiumblech
zu einem Trockenbeschichtungsgewicht von etwa 8,3 mg/inch2 gezogen. Das beschichtete Aluminiumblech
wurde bei 232°C
in einem Gasbrennofen 10 Minuten gesintert.
-
Der aus Beschichtungen A-G erzeugte
Film wurde dann getestet, um zu bestimmen, ob sie gehärtet waren.
Um zu bestimmen, ob Härtung
stattgefunden hat, wurden die Filme mit Methylethylketon (MEK) gemäß ASTM D5402-93
gerieben. Die Ergebnisse werden nachstehend ausgewiesen:
-
Bezüglich Beschichtungen A – F wurden
sie, weil sie ein Pulver darstellen, in einem relativ dicken Filmaufbau
aufgetragen, verglichen mit Beschichtung G, die flüssig war.
Für Beschichtungen,
aufgetragen auf den Filmaufbau von Beschichtungen A – F, zeigte
deren Fähigkeit über 200
MEK-Reibungen zu widerstehen, dass sie vollständig gehärtet waren. Für Beschichtungen,
die auf den Filmaufbau von Beschichtung G aufgetragen wurden, zeigte
andererseits deren Fähigkeit,
70 MEK-Reibungen
zu widerstehen, dass sie vollständig
gehärtet waren.
-
Die vorstehende Beschreibung zeigt
die Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung. Insbesondere führten die
erfindungsgemäßen Verbindungen
auf Isocyanatbasis zu vollständigem
Härten
der Beschichtungszusammensetzungen, in die sie eingearbeitet waren.
-
Nach genauerer Beschreibung dieser
Erfindung wird dem Durchschnittsfachmann deutlich, dass viele Änderungen
und Modifizierungen dazu, ohne vom Gedanken oder Umfang der wie
hierin angeführten
Erfindung abzuweichen, erfolgen können.