AQUEOUS COATING MATERIAL

Abstract: 1. An aqueous coating composition which is obtained by bringing the following components : a) a plastics powder, b) a salt of a polyphosphoric acid, c) a thickening agent, d) one or more further assistants or additives, together in water and mixing the components in water, characterised in that A) component a) is present in an amount of 20 to 60% by weight and at a particle diameter of 5 to 30 mu m, B) component b) is present in an amount of 0.2 to 5% by weight, C) component c) is present in an amount of 0.03 to 1% by weight, and D) one ingredient of component d) is a nonionic surfactant and is present in an amount of 0.1 to 1% by weight, the percentage of component a) being based on the mixture of plastics powder and water and the percentages of components b) to d) being based on the plastics powder.

Description: Wässriges Überzugsmittel Gegenstand der Erfindung ist ein wässriges Überzugsmittel, welches durch Einbringen von a) einem Kunststoffpulver, b) einem Salz einer Polyphosphorsäure, c) einem Verdickungsmittel, d) weiteren Hilfs- und Zusatzstoffen in Wasser und durch Mischen der Komponenten im Wasser erhalten wird. Es ist bekannt, aus Kunststoffpulvern wässrige Dispersionen herzustellen, die zum Überziehen von Metallen geeignet sind. So werden z. B. Polymere wie Epoxidharze nach Pulverisierung in Form wässriger Suspensionen zum Überziehen von Metallen eingesetzt (Modern Paint and Coatings 69 (6), 53 bis 55, 1979). Die hier beschriebenen Überzugsmittel sind jedoch nur begrenzt lagerstabil, erfordern definierte Einbrennbedingungen und führen zu nicht optimal verlaufenden Überzügen. Entsprechend DE-PS 24 07 620 können auch Pulver aus Thermoplasten in wässrige Dispersionen übergeführt werden. Die dort beschriebene Dispersion aus Polyamidpulver mit Korndurchmessern von 40 bis 100 pim ist jedoch nur wenige Tage stabil und sedimentiert dann, wodurch eine Anwendung als Überzugsmittel erschwert wird. Ausserdem lassen sich mit dem verwendeten Pulver wegen der Korndurchmesser von 40 bis 100 ,um nur dann glatte Überzüge herstellen, wenn die Schichtdicke mindestens etwa 100ru beträgt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein wässriges Überzugsmittel zu entwickeln, das mehrere Monate bei Raumtemperatur stabil ist und mit dem gut verlaufende Überzüge bis zu einer Schichtdicke von 1O'um, wie sie von der Praxis gefordert werden, hergestellt werden können. Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, dass A. Komponente a) in einer Menge von 20 bis 60 Gew.- bei einem Korndurchmesser von < 40 pm, B. Komponente b) in einer Menge von 0,2 bis 5-Gew.-O, G. Komponente c) in einer Menge von 0,03 bis 1 G.ew.-46 und D. ein Stoff der Komponente d) ein nicht ionisches Tensid ist und in einer Menge von 0,1 bis 1 Gew.-* enthalten ist, wobei sich die Mengenangaben der Komponente a) auf das Gemisch aus Kunststoffpulver und Wasser und die der Komponenten b) bis d) auf das Kunststoffpulver beziehen. Als Kunststoffpulver (Komponente a) können alle üblichen thermoplastischen Polymere, wie z. B. Polyacrylnitril, Polyester, Polyvinylketone, Polyvinylchlorid bzw. -fluorid, Polyacrylate, Polyvinylester bzw. -äther, Polyvinylidenchlorid bzw. - fluorid, Polystyrol, Styrol/Butadien-Copoly- merisate, Polyamide, beispielsweise aus Laurinlactam, Caprolactam oder auch Terpolyamide, verwendet werden. Ebenfalls geeignet sind vernetzbare, pulverförmige Kunststoffe wie ungesättigte Polyesterharze, Epoxiharze und Aminoplaste. Bevorzugte pulverförmige Kunststoffe sind thermoplastische Polymere, wobei ganz besonders Polyester und Polyamide bevorzugt werden. Ebenfalls geeignet sind Gemische der einzelnen Kunststoffpulver miteinander. Die erfindungsgemäss einzusetzenden Kunststoffpulver sollen bei der Mischtemperatur formbeständig und nicht klebend sein. Darüber hinaus müssen sie wasserunlöslich sein. Die Kunststoffpulverteilchen haben einen Korndurchmesser von < 40 40,um. Bevorzugt sind Korndurchmesser von 2 bis < 40 Xm; insbesondere bevorzugt ist ein Korndurchmesser von 5 bis 30 Fm. Als Salze von Polyphosphorsäuren (Komponente b) kommen handelsübliche Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze in Frage. Sie werden in Mengen von 0,2 bis 5 Gew.-9'o, vorzugsweise in Mengen von 0,5 bis 3 Gew.-%, eingesetzt. Unter Polyphosphorsäuren werden Di- und Polyphosphorsäuren verstanden, wie sie in Hollemann-Wiberg, Lehrbuch der anorganischen Chemie, 37. bis 39. Auflage, auf Seite 265 (Abschnitt p) bis Seite 269 beschrieben sind. Als Verdickungsmittel (Komponente c) können handelsübliche Produkte wie z. B. Methylcellulose, Hydroxiethylcellulose, Ammoniumsalze von Polyacrylsäuren, Mischpolymerisate des Vinylpyrrolidons o. ä. eingesetzt werden. Sie werden in Mengen von 0,03 bis 1 Gew.-, vorzugsweise in Mengen von 0,03 bis 0,5 Gew.-, verwendet. Bei Kunststoffpulvern mit hohem Schmelzpunkt müssen entsprechend wärmebeständige Verdickungsmittel verwendet werden. Als nichtionische Tenside können handelsübliche Produkte wie Polyoxyalkylenether bzw. -ester von langkettigen Alkoholen, Alkylphenolen, Carbonsäuren o. ä. eingesetzt werden. Derartige Tenside werden in Tenside Detergents 16 (1979), Seite 175, und in J. Colloid Interface Sci. 56 (1976), Seiten 227 bis 232, beschrieben. Sie werden in Mengen von 0,1 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,1 bis 0,5 Gew.-, eingesetzt. Als Komponente d) können neben Tensiden noch andere übliche Hilfs- und Zusatzstoffe wie Füllstoffe, Pigmente, Antischaummittel, Korrosionsinhibitoren o. ä. eingesetzt werden. Die erfindungsgemäss genannten Grenzen sind kritisch. So sind Überzugsmittel mit Xorndurchmessern der Kunststoffteilchen von > 40 > im nur wenige Tage stabil, und es können keine Überzüge auch mit geringen Schichtdicken ( < 80 Fm) erzeugt werden. Zu geringe Mengen Polyphosphorsalz, Verdickungsmittel oder nichtionisches Tensid führen zu instabilen Überzugsmitteln. Zu hohe Anteile an Polyphosphorsalz ergeben Überzüge mit verminderter Korrosionsschutzwirkung und geringer Flexibilität. Zu grosse Mengen Verdickungsmittel führen leicht zu Überzügen, die beim Einbrennen vergilben. Grundsätzlich sollte der Fachmann darauf achten, möglichst wenig der Zusatzstoffe einzusetzen. Wenige Vorversuche zeigen bereits die optimal notwendigen Mengen an. In welcher Weise die Komponenten miteinander vermischt werden, ist im allgemeinen gleichgültig. Zweckmässig ist es jedoch, zunächst die Additive in Wasser zu lösen und dann das Kunststoffpulver zu verteilen. Man kann jedoch auch jede beliebige andere Reihenfolge wählen. Der pH-Wert der wässrigen Lösung ist erfindungsgemäss nicht kritisch. Jedoch erfordern die eingesetzten Verdickungsmittel einen bestimmten pH-Wert, um wirksam zu werden. Diese Zusammenhänge sind dem Fachmann bekannt. Üblicherweise wird deswegen im alkalischen Bereich bei pH-Werten von 8 bis 10 gearbeitet. Es ist jedoch auch möglich bei Einsatz geeigneter Verdickungsmittel, wie z. B. Mischpolymerisaten des Vinylpyrrolidons - im sauren Bereich bei pH-Werten von 3 bis 6 die Kunststoffpulver zu verteilen. Die erfindungsgemässen Überzugsmittel können z. B. zum Überziehen von Metallen, Glas, Keramik o. a. eingesetzt werden. Dabei werden sie durch übliche Verfahren wie Streichen, Spritzen, Tauchen etc. appliziert. Das überzogene Substrat wird wärmebehandelt, um das Wasser zu verdampfen. Vorzugsweise werden sofort Temperaturen gewählt, die oberhalb des jeweiligen Polymerschmelz- bzw. Vernetzungsbereiches liegen. Zumindest müssen Temperaturen > 110 C gewählt werden. Die erfindungsgemässen Überzugsmittel besitzen im Vergleich zu analogen Pulverlacken den Vorteil, dass das Risiko von Staubexplosionen ausgeschlossen wird und dass bei geringerem apparativen Aufwand dünnere Schichten erhalten werden. Ferner können die üblichen Verluste an Pulver bei der Applikation vermieden werden. Zum anderen sind die erfindungsgemässen Überzugsmittel im Gegensatz analoger Produkte, die ebenfalls von festem Pulver ausgehen, über Monate stabil. Dadurch können die Überzugsmittel in grossen Ansätzen bei dem Rohstoffhersteller in bestmöglicher Weise hergestellt werden. Bisher war es aufgrund der geringen Stabilität und der hohen Neigung zum Absetzen und Verklumpen nur möglich, die Überzugsmittel kurze Zeit vor dem Auftragen anzusetzen. Die voranstehend genannten Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht. Die Mengenangaben für die Komponente a) (Kunststoffpulver) beziehen sich auf das Gemisch aus Kunststoffpulver und Wasser, während die Angaben für die anderen Komponenten auf die Menge an eingesetztem Kunststoffpulver bezogen sind. Beispiele Bei den folgenden Beispielen wurden für den Korndurchmesser der Pulver die Grenzen angegeben, in denen nach der Microtrac-Analyse > 97 Gew.- des Pulvers lagen. Bei dem Polyamid wurde die Viskosität in einer 0,5-%igen m-Kresol-Lösung bestimmt. Die Viskosität des Polyesters wurde in einer 0,23-%igen Lösung von Phenol/1.1.2.2-Tetrachlorethan = 60/40 Gew.-o gemessen. Zur Herstellung der Überzugsmittel wurden nachstehende Pulver eingesetzt: Pulver 1: Polylaurinlactam, gefällt aus Dimethylformamid, Korndurchmesser 5 bis 28 m, Schmelzpunkt 179 C, Q rel = 1,6. Pulver 2: Polylaurinlactam, kaltgemahlen, Korndurchmesser 5 bis 30 m, Schmelzpunkt 179 C, # rel = 1,65. Pulver 3: Copolyamid aus 80 Teilen Laurinlactam und 20 Teilen Caprolactam, kaltgemahlen, Korndurchmesser 6 bis 29 pm, Schmelzpunkt 165 C, # rel = 1,6. Pulver 4: Copolyester aus 44 Teilen Terephthalsäure, 13 Teilen Hexahydroterephthalsäure, 9 Teilen Dodecandisäure und 34 Teilen 1,4-Butandiol, gefällt aus Butyrolacton, Korndurchmesser 5 bis 30 m, Schmelzpunkt 177- C, < red 1 dl/g. Pulver 5: Polylaurinlactam, gefällt aus Dimethylformamid, Korndurchmesser 42 bis 90 m, Schmelzpunkt 179 OC rel = 1,6. Zur Herstellung des Überzugsmittels wurden zunächst die Additive in den in der Tabelle angegebenen Mengen in Wasser gelöst und dann 80 g Kunststoffpulver in diesen Lösungen dispergiert. Alle Überzugsmittel - ausgenommen Versuch 13 enthielten 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Kunststoffpulver, eines handelsüblichen Entschäumers. Tabelle 1 EMI7.1 Versuch <SEP> Pulver <SEP> Pulver <SEP> in <SEP> Napp <SEP> 3) <SEP> DNP <SEP> 16 <SEP> 4) <SEP> COLL <SEP> 5) <SEP> LATE <SEP> 6) <SEP> Stabilität <tb> der <SEP> Dispersion <SEP> 3 <SEP> Monate <SEP> 14 <SEP> Tage <tb> [%] <SEP> 1) <SEP> [%] <SEP> 2) <SEP> [%] <SEP> [%] <SEP> [%] <SEP> 20 <SEP> C <SEP> 50 <SEP> C <tb> 1 <SEP> 1 <SEP> 38 <SEP> 1 <SEP> 0,2 <SEP> 0,1 <SEP> - <SEP> stabil <SEP> stabil <tb> 2 <SEP> 1 <SEP> 35 <SEP> 1 <SEP> 0,25 <SEP> 0,15 <SEP> - <SEP> " <SEP> " <tb> 3 <SEP> 1 <SEP> 33 <SEP> 0,5 <SEP> 0,2 <SEP> 0,15 <SEP> - <SEP> " <SEP> " <tb> 4 <SEP> 2 <SEP> 40 <SEP> 1 <SEP> 0,25 <SEP> 0,15 <SEP> - <SEP> " <SEP> " <tb> 5 <SEP> 3 <SEP> 35 <SEP> 0,5 <SEP> 0,2 <SEP> 0,15 <SEP> - <SEP> " <SEP> " <tb> 6 <SEP> 3 <SEP> 35 <SEP> 0,5 <SEP> 0,2 <SEP> - <SEP> 0,2 <SEP> " <SEP> " <tb> 7 <SEP> 4 <SEP> 35 <SEP> 1 <SEP> 0,2 <SEP> 0,2 <SEP> - <SEP> " <SEP> " <tb> 8 <SEP> 4 <SEP> 35 <SEP> 1 <SEP> 0,2 <SEP> - <SEP> 0,2 <SEP> " <SEP> " <tb> A <SEP> 1 <SEP> 33 <SEP> - <SEP> 0,2 <SEP> 0,15 <SEP> - <SEP> fest <SEP> fest <tb> B <SEP> 1 <SEP> 38 <SEP> 1 <SEP> 0,2 <SEP> 0,1 <SEP> - <SEP> schaumig <SEP> schaumig <tb> C <SEP> 3 <SEP> 35 <SEP> 1 <SEP> 0,2 <SEP> - <SEP> - <SEP> 15 <SEP> % <SEP> 7) <SEP> 12 <SEP> % <SEP> 7) <tb> D <SEP> 4 <SEP> 35 <SEP> 0,5 <SEP> 0,2 <SEP> - <SEP> - <SEP> 20 <SEP> % <SEP> 7) <SEP> 18 <SEP> % <SEP> 7) <tb> E <SEP> 5 <SEP> 27 <SEP> - <SEP> - <SEP> 1,5 <SEP> - <SEP> fest <SEP> fest <tb> F*) <SEP> 5 <SEP> 27 <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 0,3**) <SEP> - <SEP> 25 <SEP> % <SEP> 7) <SEP> 25 <SEP> % <SEP> 7) <tb> *) entspricht Beispiel 8 in DE-PS 24 07 620 **) Hydroxiethylcellulose 1) Mengenangabe bezogen auf das Gemisch aus Kunststoff pulver und Wasser 2) Mengenangabe bezogen auf eingesetztes Kunststoffpulver 3) Natriumpolyphosphat (POLYSALZ CA) 4) Nichtionisches Tensid - Dinonylphenylether eines Polyethylenglykols mit 16 Ethylenoxid-Einheiten (MARLOPHEN&commat;) 5) Verdickungsmittel - 30 Gew.-%ige Lösung eines Vinyl pyrrolidon-C oply'neren (COLLACRALt VL) 6) Verdickungsmittel - 25 Gew.-%ige Lösung eines Poly acrylats (LATECOLLe D) 7)¯Absetzen des Feststoffes (Angegeben wird der Anteil (in zu der feststofffrei gewordenen klaren Schicht). Das Überzugsmittel wurde mit einer Rakel (200 ,um-Spalt) auf 1 mm dicke zinkphosphatierte Bleche aufgetragen. Bei Einsatz der Pulver 1, 2 und 4 wurde bei 185 OC bei Pulver 3 bei 170 C/10 min im Umluftofen gut verlaufene Überzüge (Schichtdicke: 50 bis 70 lum) mit hoher Elastizität erhalten: Schlagfestigkeit aller Überzüge > 160 in lbs gemäss ASTM D 2794. Das Überzugsmittel aus Pulver 5 wird mit einer Rakel (200Jum-Spalt) auf gebonderte Bleche aufgetragen und bei 185 C/10 min eingebrannt. Es werden keine kraterfreien Schichten erhalten. Korrosionsschutztest von Überzügen (Tabelle 2). Überzugsmittel hergestellt entsprechend Versuch 3 bzw. A (Tabelle 1) - jedoch mit unterschiedlichen Mengen Natriumpolyphosphat - werden auf Bonder-Bleche gespritzt und dann bei 185 C/10 min eingebrannt; anschliessend werden die überzogenen Bleche bei 40 C in Wasser gelagert. Tabelle 2 EMI10.1 Versuch <SEP> Schicht- <SEP> NaPP <SEP> 1) <SEP> Änderung <SEP> der <SEP> Überzugseigenschaften <SEP> bei <SEP> Wasserlagerung <SEP> (40 <SEP> C) <SEP> nach <tb> dicke <SEP> 1 <SEP> Tag <SEP> 14 <SEP> Tagen <tb> [%]2) <SEP> Schicht <SEP> Blasen <SEP> 3) <SEP> Schlagtiefung <SEP> 4) <SEP> Schicht <SEP> Blasen <SEP> Schlagtiefung <tb> 3/I <SEP> 70 <SEP> m <SEP> 0,5 <SEP> transparent <SEP> - <SEP> > <SEP> 160 <SEP> transparent <SEP> - <SEP> > <SEP> 160 <tb> 3/II <SEP> 75 <SEP> m <SEP> 2 <SEP> transparent <SEP> - <SEP> > <SEP> 160 <SEP> etwas <SEP> trübe <SEP> m2/g2 <SEP> > <SEP> 160 <tb> A/I <SEP> 75 <SEP> m <SEP> 6 <SEP> trübe <SEP> m3/g4 <SEP> 100 <SEP> brüchig <SEP> m5/g5 <SEP> < <SEP> 4 <tb> 1) NaPP = Natriumpolyphosphosphat 2) bezogen auf das Kunststoffpulver 3) nach DIN 53 209 4) nach ASTM D 2794 Alle mit Buchstaben gekennzeichneten Versuche sind nicht erfindungsgemäss.

Claims: Patentansprüche: 1. Wässriges Überzugsmittel, welches durch Einbringen von a) einem Kunststoffpulver, b) einem Salz einer Polyphosphorsäure, c) einem Verdickungsmittel, d) weiteren Hilfs- und Zusatzstoffen in Wasser und durch Mischen der Komponenten im Wasser erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass A. Kompcnente a) in einer Menge von 20 bis 60 Gew.-0% bei einem Korndurchmesser von < 40 m, B. Komponente b) in einer Menge von 0,2 bis 5 Gew.-, C. Komponente c) in einer Menge von 0,03 bis 1 Gew.-% und D. ein Stoff der Komponente d) ein nicht ionisches Tensid ist und in einer Menge von 0,1 bis 1 Gew.- enthalten ist, wobei sich die Mengenangaben der Kom ponente a) auf das Gemisch aus Kunststoffpulver und Wasser und die der Komponenten b) bis d) auf das Kunststoffpulver beziehen. 2. Wässriges Überzugsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t, dass als Komponente a) thermoplastische Kunststoffe eingesetzt werden. 3. Wässriges Überzugsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente. a) thermoplastische Polyamide oder Polyester eingesetzt werden. 4. Wässriges Überzugsmittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente a) einen Korndurchmesser von 2 bis 40 im besitzt. 5. Wässriges Überzugsmittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente a) einen Korndurchmesser von 5 bis 30 pm besitzt. 6. Wässriges Überzugsmittel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente a) in einer Menge von 30 bis 5Q Gew.-* enthalten ist. 7. Wässriges Überzugsmittel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dielKomponente b) in einer Menge von 0,5 bis 3 Gew.-% enthalten ist. 8. Wässriges Überzugsmittel nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente c) in einer Menge von 0,03 bis 0,5 Gew.- enthalten ist. 9. Wässriges Überzugsmittel nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtionische Tensid gemäss D. in einer Menge von 0,1 bis 0,5 Gew.- enthalten ist. 10. Verwendung der Uberzugstnittel nach Anspruch 1 bis 9 zum Überziehen von Metall-, Glas- oder Keramikoberflächen.

Inventors: BAX, HANNS-JORG, DR., GRUBER, WILLI, DR., Bax, Hanns-Jörg, Dr., Grüber, Willi, Dr.
Applicants: HUELS CHEMISCHE WERKE AG
Application year: 1982
Main classification: C08J3
IPC codes: C08K3, C09D177, C09D167, C09D5