ВОДНАЯ ДИСПЕРСИЯ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ДВУХ ПОЛИМЕРНЫХ СМОЛ И ВОДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ, ВКЛЮЧАЮЩАЯ ТО ЖЕ САМОЕ, ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ВЕРХНЕГО ПОКРЫТИЯ
AQUEOUS DISPERSION OF AT LEAST TWO POLYMER RESINS AND AQUEOUS COATING COMPOSITION CONTAINING SAID RESINS FOR APPLYING TOPCOAT

Данное изобретение относится к водной дисперсии (Р), по меньшей мере, двух полимерных смол (Р1) и (Р2), которые отличаются друг от друга, при этом (Р1) представляет собой сополимер, получаемый путем сополимеризации этиленово ненасыщенных мономеров в присутствии, по меньшей мере, одной полиуретановой смолы, имеющей полимеризуемые углеродные двойные связи, и (Р2) представляет собой сложный полиэфир, имеющий функциональные гидроксильные группы, который имеет кислотное число <25 мг KOH на г сложного полиэфира, и (Р) получают способом, который охватывает, по меньшей мере, четыре стадия а (1), (2), (3), и (4), к водной композиции для покрытия, включающей водную дисперсию (Р), к способу, по меньшей мере, для частичного покрытия, по меньшей мере, одной металлической поверхности подложки, покрытой, по меньшей мере, одним грунтовочным слоем, верхним покрытием, применяя водную композицию для покрытия, и, по меньшей мере, к частично покрытой подложке, получаемой таким способом.
Для получения плоских и тонкостенных металлических компонентов, таких как, например, автомобильные компоненты и корпусные компоненты, но также соответствующие компоненты из отрасли обшивок оборудования, обшивки фасада, потолочных перекрытий, или оконных профилей, подходящих металлических листов, таких как стальные или алюминиевые листы, например, их формируют с помощью обычных технологий, таких как перфорирование и/или сверление. Большие металлические компоненты могут быть собраны сваркой вместе из некоторого количества отдельных частей. Обычными в применении в качестве сырьевого материала для получения таких компонентов являются длинные металлические полосы, которые получают вальцеванием рассматриваемого металла и которые, в целях хранения и для более легкой транспортировки, сматывают, образуя катушки ("рулоны").
Указанные металлические компоненты обычно должны быть защищены против коррозии. В автомобильной отрасли, в особенности, требования предотвращения коррозии являются очень высокими, особенно, поскольку производители часто предлагают гарантии против проникновения ржавчины в течение многих лет.
Эта противокоррозионная обработка может быть выполнена на укомплектованном металлическом компоненте, таком как автомобильный кузов, сваренный вместе, например. В большей степени, тем не менее, антикоррозионную обработку теперь предпринимают на очень ранних стадиях времени, а именно на актуальных металлических полосах, применяемых для получения этих компонентов, как часть способа покрытия рулонного проката.
Покрытие рулонного проката является непрерывным, одно- или двухсторонним покрытием плоских вальцованных металлических полос, таких как стальные или алюминиевые полосы, например, обычно жидкими композициями покрытия при расходах приблизительно 60-200 м/мин. Это покрытие рулонного проката обычно осуществляют вальцевым нанесением со встречным вращением вальцов. После того, как способ покрытия рулонного проката был осуществлен, металлические полосы, как правило, имеют некоторое количество различных покрытий краски, из которых, по меньшей мере, одно является ответственным за эффективную защиту от коррозии. Обычно, после необязательной стадии очистки металлической полосы и после нанесения тонкого покрытия предварительной обработки, наносят покрытие грунтовки на покрытие предварительной обработки, и она следует после нанесения, по меньшей мере, одного верхнего покрытия на грунтовочный слой (2-стадийное нанесение). Альтернативно, вместо последующего нанесения покрытия предварительной обработки и грунтовки, также возможно, что в общей сложности наносят только один грунтовочный слой, это покрытие, представляющее комбинацию покрытия предварительной обработки и грунтовочного слоя, нанесли в 2-стадийном нанесении, в таком случае, по меньшей мере, на одно верхнее покрытие (1-стадийное нанесение). Способ покрытия рулонного проката, известный из предшествующего уровня техники, раскрыт в WO 2006/079628 А2, например. Учитывая, что (дополнительная) металлическая обработка металлических полос, покрытых таким образом, обычно не проводится до завершения покраски с помощью способа покрытия рулонного проката, от покрывающих материалов, применяемых с этой целью, особенно материалов верхнего покрытия, требуют, чтобы они проявляли очень высокую механическую стабильность, а также, соответственно предполагаемому применению, очень высокую устойчивость к атмосферному воздействию и/или устойчивость к химическому воздействию, особенно ввиду того, что они часто применяются во внешнем секторе.
Недостатком жидких композиций для покрытия, обычно применяемых в способе покрытия рулонного проката, особенно для нанесения, по меньшей мере, одного верхнего покрытия, является присутствие в них органических растворителей, более конкретно присутствие в них относительно нелетучих органических растворителей. Присутствие этих органических растворителей является в основном необходимым для того, чтобы предотвратить любое возникновение меток, то есть, любую возникновение вздутий - еще закрытых или уже лопнувших - в пределах соответствующего покрытия, которое будет нанесено. Такое образование меток может быть вызвано в ходе сушки и/или тепловой обработки соответствующего покрытия, более конкретно верхнего покрытия, как результат чрезмерно быстрого испарения растворителей или устранения продуктов от химического сшивания, и для этого соответствующие композиции для покрытия обычно смешивают с относительно нелетучими органическими растворителями, примерами являются длинноцепочечные спирты, такие как додециловый спирт, длинноцепочечные гликоли, ароматические соединения, или алканы, для того, чтобы предотвратить вскипание - хотя это нежелательно с экологической точки зрения. Присутствие обычно применяемых органических растворителей необходимо, более того, для того, чтобы гарантировать эффективные смачивающие и, следовательно, хорошие адгезионные свойства полученного в результате покрытия, более конкретно верхнего покрытия, к покрытию, лежащему в основе, такому как грунтовочный слой. Также, присутствие применяемых органических растворителей, особенно в композициях для покрытия, применяемых для получения композиций верхнего покрытия, обычно необходимо, поскольку чисто водные обычные композиции для покрытия, содержащие обычные связующие вещества, применяемые в водных системах, не гарантируют достаточную температурную устойчивость, химическую стойкость и водостойкость и/или достаточную УФ устойчивость у полученных в результате верхних покрытий.
Существует, тем не менее, потребность в жидких композициях для покрытия, которые могут быть применены в способе, таком как способ покрытия рулонного проката, более конкретно для получения верхнего покрытия, которые являются более экологически благоприятными, чем композиции, применяемые обычно - то есть, существенно не содержат органические растворители, более конкретно относительно нелетучие органические растворители - но все же подходят для предотвращения образования меток. Необходимо, поэтому, для композиций для покрытия этого вида, которые подходят для получения покрытий, таких как верхние покрытия, эти покрытия не обнаруживают никаких недостатков относительно устойчивости и/или УФ устойчивости, а также адгезивных свойств относительно обычно применяемых композиций для покрытия на основе органических растворителей.
Задача данного изобретения, таким образом, обеспечить жидкую композицию для покрытия, которая в особенности подходит для получения верхнего покрытия способом покрытия рулонного проката и которое, кроме этого, показывает улучшенное действие защиты от коррозии. Более конкретно, задача данного изобретения обеспечить жидкую композицию для покрытия такого типа, которая не показывает недостатков и более конкретно имеет преимущества относительно обычных жидких композиций для покрытия, применяемых в способе покрытия рулонного проката для получения верхнего покрытия. Более конкретно, кроме того, задача данного изобретения обеспечить жидкую композицию для покрытия такого типа, которая является более экологически благоприятной, более конкретно, существенно не содержит органические растворители по сравнению с обычно применяемыми композициями, но при этом все-таки, по меньшей мере, одинаково подходит для предотвращения возникновения дефектов поверхности, таких как, например, метки вскипания, особенно, когда желательны верхние покрытия, которые показывают толщину сухой пленки не более, чем 25 мкм или не более, чем 20 мкм. Дополнительная задача данного изобретения, в особенности, обеспечить жидкую композицию для покрытия этого вида, которая может быть применена для получения покрытий, таких как верхние покрытия, которые не обнаруживают никаких недостатков относительно проникновения УФ излучения и/или воздействия высоких или очень низких температур, и которые не легко отделяются от лежащего ниже праймера.
Эта задача достигается путем применения водной дисперсии (Р), по меньшей мере, двух полимерных смол (Р1) и (Р2), которые отличаются друг от друга,
при этом полимерная смола (Р1) представляет собой сополимер, получаемый сополимеризацией этиленово ненасыщенных мономеров в присутствии, по меньшей мере, одной полиуретановой смолы, имеющей полимеризуемые углеродные двойные связи, и
полимерная смола (Р2) представляет собой сложный полиэфир, имеющий функциональные гидроксильные группы и имеющий кислотное число <25 мг KOH на г сложного полиэфира,
где водную дисперсию (Р) получают способом, включающим, по меньшей мере, стадии (1), (2), (3), и (4):
(1) получение дисперсии или раствора, по меньшей мере, одной полимерной смолы (Р1) в, по меньшей мере, одном органическом растворителе,
(2) получение смеси дисперсии или раствора, полученной на стадии (1) и расплава или раствора, по меньшей мере, одной полимерной смолы (Р2),
(3) добавление воды к смеси, полученной на стадии (2), и
(4) удаление органического растворителя из смеси, полученной на стадии (3), до получения водной дисперсии (Р).
Данное изобретение, соответственно, в первую очередь предоставляет водную дисперсия (Р) этого вида, изобретения, по меньшей мере, двух полимерных смол (Р1) и (Р2), которые отличаются друг от друга.
Неожиданно было найдено, что водная дисперсия (Р) этого вида является подходящей как часть компонента связующего вещества в водной композиции для покрытия, которая может быть применена в особенности для нанесения верхнего покрытия на подходящие подложки.
Более конкретно неожиданно было найдено, что способ, применяемый для получения водной дисперсии (Р) изобретения и содержащий, по меньшей мере, стадии (1), (2), (3), и (4), делает возможным обеспечение полимерной смолы (Р2), которую до этих пор применяли исключительно, как часть компонента связующего вещества в обычных композициях для покрытия на основе органических растворителей, подходящей для получения верхних покрытий - в способе покрытия рулонного проката, например - в комбинации с полимерной смолой (P1), для применения, также, в качестве компонента связующего вещества в водных композициях для покрытия.
Кроме того, неожиданно было найдено, что только указанные стадии способа (1)-(4) позволяют получить гомогенную водную дисперсию полимерных смол (Р1) и (Р2).
Данное изобретение соответственно также предоставляет водную композицию для покрытия, включающую
(А1) по меньшей мере, водную дисперсию (Р) изобретения, по меньшей мере, двух полимерных смол (Р1) и (Р2), которые отличаются друг от друга,
(А2) по меньшей мере, один сшивающий агент,
(A3) по меньшей мере, один пигмент, и
(А4) необязательно, по меньшей мере, одну добавку
по меньшей мере, для частичного покрытия, по меньшей мере, одной металлической поверхности подложки, покрытой, по меньшей мере, одним грунтовочным слоем, верхним покрытием.
Водная композиция для покрытия изобретения, таким образом, предпочтительно представляет собой композицию для верхнего покрытия, которую применяют предпочтительно, по меньшей мере, для частичного покрытия, по меньшей мере, одной металлической поверхности подложки, покрытой, по меньшей мере, одним грунтовочным слоем, верхним покрытием способом покрытия рулонного проката.
В силу того, что она содержит компоненты (А1) и (А2), композиция для покрытия изобретения включает, по меньшей мере, одно связующее вещество (А). Это связующее вещество (А) включает, более конкретно, по меньшей мере, один сшивающий агент (А2) и, по меньшей мере, две полимерные смолы (Р1) и (Р2), присутствующие в водной дисперсии (Р), применяемой в качестве компонента (А1).
Неожиданно было найдено, что водная композиция для покрытия изобретения является подходящей, более конкретно, в способе покрытия рулонного проката, по меньшей мере, для частичного покрытия, по меньшей мере, одной металлической поверхности подложки, покрытой, по меньшей мере, одним грунтовочным слоем, верхним покрытием.
Также неожиданно было найдено, что определенные составляющие композиции для покрытия изобретения, особенно в силу того, что присутствует компонент (А1) в водной композиции для покрытия, возможно предотвратить возникновение дефектов поверхности в пределах нанесенного покрытия, таких как точечные отверстия или метки вскипания, например, более конкретно метки вскипания. Более конкретно неожиданно было найдено, что никакого такого вскипания не происходит, несмотря на то, что композиция для покрытия изобретения является водной композицией для покрытия, другими словами композиция вида, который в значительной степени не содержит органических растворителей, несмотря на тот факт, что обычно необходимо применять именно такие общепринятые композиции для покрытия на основе органических растворителей, чтобы предотвратить такое вскипание.
Неожиданно было найдено, кроме этого, что водная композиция для покрытия изобретения является примечательной, в особенности для хорошей прочности сцепления во влажном состоянии и для улучшенного действия защиты от коррозии. В целом, кроме этого, композиция для покрытия изобретения является примечательной, потому, что она является водной и таким образом более экологически благоприятной, чем общепринятые композиции для покрытия, включающие органические растворители.
Неожиданно, дополнительно выяснилось, что водная композиция для покрытия изобретения позволяет обеспечить верхние покрытия, имеющие вышеописанные преимущественные свойства, более конкретно без вскипания, с толщинами сухой пленки, в особенности, максимум до 25 мкм или максимум до 20 мкм, такими как в диапазоне от 10 до 25 мкм или в диапазоне от 10 до 20 мкм, например, в особенности нанесенные способом покрытия рулонного проката.
Более того, неожиданно, дополнительно было обнаружено, что водная композиция для покрытия изобретения является подходящей для получения покрытий, таких как верхние покрытия, с полученным в результате покрытием, отличающимся эффективными адгезионными свойствами к лежащему в основе покрытию, такому как грунтовочный слой и, более того, отличающимся хорошим блеском. Полученные в результате покрытия дополнительно отличаются хорошей температурной устойчивостью и/или УФ устойчивостью.
Термины "метки вскипания", "точечные отверстия", "прочность сцепления во влажном состоянии", "горизонтальные дефекты", "покрытие рулонного проката", и "материалы покрытия рулонного проката" известны специалисту в данной области техники и установлены, например, в Rompp Lexikon, Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag 1998.
Термин "включающий" в смысле данного изобретения, в сочетании, например, с водной дисперсией (Р) изобретения и водной композицией для покрытия изобретения, имеет в одном предпочтительном варианте осуществления значение "состоящий из". В этом случае, в отношении водной дисперсии (Р) изобретения, в этом предпочтительном варианте осуществления, помимо компонентов вода, (Р1), и (Р2), могут присутствовать один или несколько дополнительных компонентов, которые указаны ниже и, необязательно, присутствующие в водной дисперсии (Р) изобретения, такие как (А4), например. В таком случае, в отношении водной композиции для покрытия изобретения, в этом предпочтительном варианте осуществления, так же как и компоненты (A1), (А2), и (A3), необязательно, кроме этого, может присутствовать (А4) и/или также вода в композиции для покрытия изобретения. Все компоненты, в каждом случае могут присутствовать в одном из их предпочтительных вариантов осуществления, как указано выше и ниже, в композиции для покрытия изобретения и/или в водной дисперсии (Р) изобретения.
Доли в мас. % для полимерных смол (Р1) и (Р2) и также воды, присутствующих в водной дисперсии (Р) изобретения предпочтительно доводят до 100 мас. %, в пересчете на общую массу водной дисперсии (Р).
Доли в мас. % компонентов (Al), (А2), (A3), и необязательно, (А4), и также воды, присутствующих в композиции для покрытия изобретения предпочтительно доводят до 100 мас. %, в пересчете на общую массу композиции для покрытия.
Водная дисперсия (Р) изобретения и водная композиция для покрытия изобретения каждая включает воду в качестве жидкого разбавителя.
Термин "водная" применительно к водной дисперсии (Р) изобретения и к композиции для покрытия изобретения предпочтительно относится к дисперсиям (Р) и композициям для покрытия, соответственно, которые в качестве жидкого разбавителя - то есть, в качестве жидкого растворителя и/или диспергирующей среды - включают воду в качестве основного компонента и, таким образом, по меньшей мере, в значительной степени не содержат органические растворители. Необязательно, тем не менее, дисперсии (Р) изобретения и композиции для покрытия изобретения могут включать, по меньшей мере, один органический растворитель в незначительных долях. Примеры таких органических растворителей включают гетероциклические, алифатические или ароматические углеводороды, моно- или полифункциональные спирты, простые эфиры, сложные эфиры, кетоны, и амиды, такие как N-метилпиролидон, N-этилпиролидон, диметилформамид, толуол, ксилол, бутанол, этилгликоль и бутилгликоль, а также их ацетаты, бутилдигликоль, диэтиленгликоль диметиловый этер, циклогексанон, метилэтилкетон (MEK), метилизобутилкетона (MIBK), ацетон, изофорон, или их смеси, например, более конкретно метилэтилкетон (MEK) и/или метилизобутилкетон (MIBK). Доля этих органических растворителей предпочтительно составляет не более, чем 20.0 мас. %, более предпочтительно не более, чем 15.0 мас. %, очень предпочтительно не более, чем 10.0 мас. %, более конкретно не более, чем 5.0 мас. % или не более, чем 4.0 мас. % или не более, чем 3.0 мас. %, еще более предпочтительно не более, чем 2.5 мас. % или не более, чем 2.0 мас. % или не более, чем 1.5 мас. %, наиболее предпочтительно не более, чем 1.0 мас. % или не более, чем 0.5 мас. %, в каждом случае в пересчете на общую долю жидких разбавителей, то есть, жидких растворителей и/или диспергирующей среды, которые присутствуют в водной дисперсии (Р) изобретения или в композиции для покрытия изобретения, соответственно. Более конкретно, тем не менее, органических растворителей нет в водной дисперсии (Р) изобретения и в композиции для покрытия изобретения - это означает, что дисперсия (Р) изобретения и композиция для покрытия изобретения содержит только воду в качестве разбавителя.
Водная дисперсия (Р)
Водную дисперсию (Р) изобретения получают способом, включающим, по меньшей мере, стадии (1), (2), (3), и (4):
(1) получение дисперсии или раствора, предпочтительно дисперсия, по меньшей мере, одной полимерной смолы (Р1) в, по меньшей мере, одном органическом растворителе,
(2) получение смеси дисперсии или раствора, предпочтительно дисперсия, полученной на стадии (1) и расплава или раствора, предпочтительно расплава, по меньшей мере, одной полимерной смолы (Р2),
(3) добавление воды к смеси, полученной на стадии (2), и
(4) удаление органического растворителя из смеси, полученной на стадии (3), до получения водной дисперсии (Р).
Способ предпочтительно дополнительно содержит стадия (2а), осуществляемый между стадиями (2) и (3), в форме, по меньшей мере, частичной нейтрализации промежуточного продукта, полученного на стадии (2), добавлением, по меньшей мере, одного нейтрализирующего агента, такого как, например, по меньшей мере, один подходящий амин, необязательно, содержащий ОН группы, с возможностью для этого амина нести 1-12 атомов углерода, например. Диметилэтаноламин является одним из примеров такого амина.
Стадия (1) может быть осуществлена применением, в принципе, любого подходящего органического растворителя. Примеры таких органических растворителей включают гетероциклические, алифатические или ароматические углеводороды, моно- или полифункциональные спирты, простые эфиры, сложные эфиры, кетоны, и амиды, такие как N-метил-пирролидон, N-этилпирролидон, диметилформамид, толуол, ксилол, бутанол, этилгликоль и бутилгликоль, а также их ацетаты, бутилдигликоль, диэтиленгликоль диметиловый этер, циклогексанон, метилэтилкетон (MEK), метилизобутилкетона (MIBK), ацетон, изофорон, или их смеси, например, более конкретно метилэтилкетон (MEK) и/или метилизобутилкетон (MIBK).
Стадию (1) и/или стадию (2) и/или стадию (2а) проводят предпочтительно при температуре в диапазоне от 60 до 180°С, более конкретно при температуре в диапазоне от 90 до 150°С.
На стадии (2), предпочтительно, сначала вводят дисперсию или раствор, полученные на стадии (1) и смешивают с расплавом или раствором, предпочтительно расплавом, по меньшей мере, одной полимерной смолы (Р2). Если раствор, по меньшей мере, одной полимерной смолы (Р2) применяют на стадии (2), это предпочтительно раствор (Р2), по меньшей мере, в одном органическом растворителе.
На стадии (3) предпочтительно применяют деионизированную воду. Смесь, полученная на стадии (3) является предпочтительно дисперсией.
Стадия (4) может быть выполнена, например, применением сниженного давления или удалением дистилляцией при повышенной температуре и/или в вакууме. Поскольку дисперсия, содержащая растворитель или раствор, применяемая на стадии (1), водная дисперсия (Р), полученная на стадии (4), возможно могут включать незначительную долю органического растворителя, такого как MEK и/или MIBK, например, тем не менее, эта доля находится, главным образом, в диапазоне от 0.2 до 1.5 мас. %, предпочтительно от 0.2 до 1.0 мас. %, более предпочтительно от 0.2 до 0.6 мас. %, в каждом случае в пересчете на общую массу водной дисперсии (Р).
Соотношение относительной массы полимерных смол (Р1) и (Р2) друг к другу в водной дисперсии (Р), в каждом случае в пересчете на их содержание твердых частиц, предпочтительно находится в диапазоне от 5:1 до 1:5, более предпочтительно в диапазоне от 4:1 до 1:4, очень предпочтительно в диапазоне от 3:1 до 1:3, особенно предпочтительно в диапазоне от 2:1 до 1:2, еще более предпочтительно в диапазоне от 1.5:1 до 1:1.5 или в диапазоне от 1.2:1 до 1:1.2.
Водная дисперсия (Р) изобретения предпочтительно имеет содержание твердых частиц в диапазоне от 30 до 80 мас. %, более предпочтительно от 35 до 75 мас. %, очень предпочтительно от 40 до 70 мас. %, особенно предпочтительно от 40 до 65 мас. %, в каждом случае в пересчете на общую массу дисперсии (Р).
Полимерная смола Р1
Полимерная смола (Р1) представляет собой сополимер, который получают сополимеризацией этиленово ненасыщенных мономеров в присутствии, по меньшей мере, одной полиуретановой смолы, имеющей полимеризуемые углеродные двойные связи. Такие сополимеры известны, например, из WO 91/15528 А1 и, таким образом могут быть легко получены специалистом в данной области техники.
Полимерная смола (Р1), применяемая для получения водной дисперсии (Р) изобретения, предпочтительно представляет собой полимерную смолу (Р1) в дисперсии или растворе, по меньшей мере, в одном органическом растворителе. Соответствующая дисперсия такой полимерной смолы (Р1) предпочтительно нелетучую фракцию, то есть, фракцию твердых частиц, в диапазоне от 35 до 80 мас. %, более предпочтительно в диапазоне от 40 до 75 мас. %, очень предпочтительно в диапазоне от 45 до 75 мас. %, наиболее предпочтительно в диапазоне от 50 до 70 мас. %, в каждом случае в пересчете на общую массу дисперсии.
Полимерная смола (Р1) предпочтительно имеет средневесовую молекулярную массу от 2000 до 100000 г/моль, более предпочтительно от 5000 до 80000 г/моль, очень предпочтительно от 15000 до 60000 г/моль, более конкретно от 30000 до 55000 г/моль или от 35000 до 50000 г/моль. Способ определения средневесовой молекулярной массы описан далее в этом документе.
Полимерная смола (Р1) предпочтительно имеет среднечисловую молекулярную масса от 100 до 50000 г/моль, более предпочтительно от 1000 до 40000 г/моль, очень предпочтительно от 2500 до 25000 г/моль, более конкретно от 3000 до 20000 г/моль или от 4000 до 15000 г/моль. Способ определения среднечисловой молекулярной массы описан далее в этом документе.
Полимерная смола (Р1) предпочтительно имеет кислотное число от 5 до 200, более предпочтительно от 10 до 150, очень предпочтительно от 15 до 100, более конкретно от 20 до 50 или от 25 до 40, мг КОН на г полимерной смолы (Р1). Способ определения кислотного числа описан далее в этом документе.
Полимерная смола (Р1), применяемая в соответствии с изобретением предпочтительно имеет функциональные ОН группы. Полимерная смола (Р1) предпочтительно имеет ОН число (гидроксильное число) от 5 до 100, более предпочтительно от 10 до 90, очень предпочтительно от 20 до 80, более конкретно от 30 до 70 или от 40 до 60, мг КОН на г полимерной смолы (Р1). Способ определения гидроксильного числа описан далее в этом документе.
Полиуретановая смола имеет полимеризуемые углеродные двойные связи, которые применяются для получения полимерной смолы (Р1), предпочтительно имеет в среднем на молекулу от 0.05 до 1.1, предпочтительно от 0.2 до 0.9, более предпочтительно от 0.3 до 0.7 полимеризуемых углеродных двойных связей. Для полиуретановой смолы, применяемой для получения полимерной смолы (Р1), предпочтительно, чтоб она имела кислотное число от 0 до 2 мг KOH на г полиуретановой смолы.
Полиуретановую смолу, которая имеет полимеризуемые углеродные двойные связи, применяемую для получения полимерной смолы (Р1), предпочтительно получают, по меньшей мере, реакцией, по меньшей мере, одного полиизоцианата, по меньшей мере, с одним полиолом, более предпочтительно, по меньшей мере, с одним сложным полиэфиром полиола.
12
В качестве полиизоцианатов, таких как, например, диизоцианаты, применяют предпочтительно (гетеро)алифатические, (гетеро)цикло-алифатические, (гетеро)ароматические, или (гетеро)алифатические-(гетеро)ароматические диизоцианаты. Предпочтительные диизоцианаты являются такими, которые содержат 2-36, более предпочтительно 6-15, атомов углерода. Предпочтительными примерами являются этилен 1,2-диизоцианат, тетраметилен 1,4-диизоцианат, гексаметилен 1,6-диизоцианат (HDI), 2,2,4-(2,4,4)-триметилгексаметилен 1,6-диизоцианат (TMDI), 1,3-бис(1-изоцианато-1-метилэтил)бензол, дифенилметан диизоцианат (MDI), 1,9-диизоцианато-5-метилнонан, 1,8-диизоцианато-2,4-диметилоктан, додекан 1,12-диизоцианат, ω,ω'-диизоцианатодипропиловый этер, циклобутен 1,3-диизоцианат, циклогексан 1.3- и -1,4-диизоцианат, 3-изоцианатометил-3,5,5-триметилциклогексил изоцианат (изофорон диизоцианат, IPDI), 1,4-диизоцианатометил-2,3,5,6-тетраметилциклогексан, декагидро-8-метил(1,4-метано-нафталин-2(или 3),5-илендиметилен диизоцианат, гексагидро-4,7-метано-индан-1(или 2),5(или 6)-илендиметилен диизоцианат, гексагидро-4,7-метаноиндан-1(или 2),5(или 6)илен диизоцианат, 2,4- и/или 2,6- гексагидротолилен диизоцианат (H6-TDI), толуол 2,4- и/или 2,6-диизоцианат (TDI), пергидродифенилметан 2,4'-диизоцианат, пергидродифенилметан 4,4'-диизоцианат (HMDI), 4,4'-диизоцианато-3,3',5,5'-тетраметилдициклогексилметан, 4,4'-диизоцианато-2,2',3,3',5,5',6,6'-октаметилдициклогексилметан, ω,ω'-диизоцианато-1,4-диэтилбензол, 1,4-диизоцианатометил-2,3,5,6-тетраметилбензол, 2-метил-1,5-диизоцианатопентан (MPDI), 2-этил-1,4-диизоцианатобутан, 1,10-диизоцианатодекан, 1,5-диизоцианатогексан, 1,3-диизоцианатометилциклогексан, 1,4-диизоцианатометилциклогексан, нафтилен диизоцианат, 2,5(2,6)-бис(изоцианатометил)бицикло[2.2.1]гептан (NBDI), и также любые смеси этих соединений. Также могут быть применены полиизоцианаты более высокой изоцианатной функциональности. Их примерами являются тримеризованный гексаметилен диизоцианат и тримеризованный изофорон диизоцианат. Кроме этого, также могут быть применены смеси полиизоцианатов. Особенно предпочтительными являются толуол 2,4-диизоцианат и/или толуол 2,6-диизоцианат (TDI), или смеси изомеров толуол 2,4-диизоцианата и толуол 2,6-диизоцианата и/или дифенилметан диизоцианата (MDI) и/или гексаметилен 1,6-диизоцианата (HDI). Особенно предпочтительным является HDI в качестве полиизоцианата, применяемого для получения полиуритановой смолы.
В качестве полиолового компонента полиуретановой смолы, которая имеет полимеризуемые углеродные двойные связи и применяется для получения полимерной смолы (Р1), отдают предпочтение применению сложных полиэфиров полиола и/или простых полиэфиров полиола. Сложные полиэфиры полиолов являются особенно предпочтительными. Полиуретановая смола, применяемая в соответствии с изобретением, таким образом, предпочтительно представляет собой сложный полиэфир-полиуретановая смола. Отдают предпочтение, таким образом, применению сложного полиэфира полиола в качестве преполимера полиолового компонента. Особенно подходящими сложными полиэфирами полиолов являются соединения, которые происходят, по меньшей мере, от одного полиола, такого как, по меньшей мере, один диол, как, например, этиленгликоль, пропиленгликоль (1,2-пропандиол), триметиленгликоль (1,3-пропандиол), неопентилгликоль, 1,4-бутандиол и/или 1,6-гександиол, или такого как, по меньшей мере, один триол, такой как 1,1,1-триметилолпропан (ТМР), и, по меньшей мере, от одной дикарбоновой кислоты, как, например, адипиновая кислота, терефталевая кислота, изофталевая кислота, орто-фталевая кислота и/или диметилолпропионовая кислота, и/или по меньшей мере, от одного производного дикарбоновой кислоты, такого как сложный эфир дикарбоновой кислоты и/или ангидрид дикарбоновой кислоты, такого как фталевый ангидрид. Особенно предпочтительным является сложный полиэфир полиола этого вида, применяемый в качестве преполимера полиолового компонента, который происходит, по меньшей мере, от одного диола и/или триола, выбранных из группы, включающей 1,6-гександиол, неопентилгликоль, триметилолпропан, и их смеси, и, по меньшей мере, от одной дикарбоновой кислоты (или, по меньшей мере, одного их производного дикарбоновой кислоты) выбранных из группы, включающей адипиновую кислоту, терефталевую кислоту, изофталевую кислоту, орто-фталевую кислоту, диметилолпропионовую кислоту, и их смеси. Предпочтительно, по меньшей мере, один такой сложный полиэфир полиола применяют, по меньшей мере, с одним полиизоцианатом, более конкретно с HDI и/или IPDI, для получения полимерной смолы (Р1).
Полиуретановая смола, применяемая для получения полимерной смолы (Р1) имеет полимеризуемые углеродные двойные связи в качестве реакционноспособных функциональных групп, которые дают возможность реакции сшивания. Эти реакционноспособные функциональные группы предпочтительно выбирают из групп, включающих виниловые группы, такие как аллиловые группы и группы (мет)акрилата, а также их смеси. Особенно предпочтительными являются виниловые группы, такие как аллиловые группы, более конкретно группы аллилового простого эфира.
Для того, чтобы ввести полимеризуемые углеродные двойные связи в качестве реакционноспособных функциональных групп в полимер, тогда получая, по меньшей мере, одну полиуретановую смолу, применяемую для получения полимерной смолы (Р1), полиуретановую смолу получают применяя не только, по меньшей мере, один полиизоцианат и, по меньшей мере, один полиол, такой как, по меньшей мере, один сложный полиэфир полиолаа, например, но также, по меньшей мере, один дополнительный полиол, такой как, по меньшей мере, один диол в качестве мономера, этот мономер имеет, по меньшей мере, одну полимеризуемую двойную углеродную связь, в качестве реакционноспособной функциональной группы, а также предпочтительно имеет, по меньшей мере, одну группу, которая является реакционноспособной относительно изоцианатных групп, такая как, по меньшей мере, одна гидроксильная группа, например. Предпочтение отдают применению, по меньшей мере, одного диола в качестве мономера, который также имеет, по меньшей мере, одну полимеризуемую двойную углеродную связь как реакционноспособную функциональную группу, более предпочтительно реакционноспособную функциональную группу, выбранную из группы включающей виниловые группы, такие как аллиловые группы, группы аллилового простого эфира, и группы (мет)акрилата, а также их смеси. Особенно предпочтительными являются виниловые группы, более конкретно группы аллилового простого эфира. Одним таким мономером, применяемым с предпочтением является моноаллиловый эфир триметилолпропана. Альтернативно и/или дополнительно также возможно применение, по меньшей мере, одного полиола, выбранного из группы, включающей моноаллиловый простой эфир глицерина, моноаллиловый простой эфир пентаэритрита, и диаллиловый простой эфир пентаэритрита, и их смеси.
Полимеризуемые углеродные двойные связи, присутствующие в полиуретановой смоле, применяемые для получения полимерной смолы (Р1), поэтому, предпочтительно вводят в полиуретановую смолу через выбор подходящего полиолового компонента, более конкретно диолового компонента, в качестве мономера. По меньшей мере, одна такая полимеризуемая углеродная двойная связь, поэтому, уже присутствует в этих мономерах. С особенным предпочтением, полиуретановая смола, применяемая для получения полимерной смолы (Р1) имеет группы аллилового простого эфира как полимеризуемые углеродные двойные связи, которые были включены в полиуретановую смолу предпочтительно выбором моноаллилового эфира триметилолпропана в качестве полиолового компонента. Изоцианатные группы, все еще присутствующие в полученном в результате полиуретановом сегменте, могут, необязательно, быть превращены реакцией, по меньшей мере, с одним полиолом, таким как триметилолпропан, до тех пор, пока больше нельзя обнаружить изоцианатные группы. Полиуретановый сегмент может быть получен, необязательно, добавлением, по меньшей мере, одного катализатора, такогокак дилаурат дибутилолова. Полиуретановый сегмент получают предпочтительно в органическом растворителе, таком как метилэтилкетон (MEK) и/или метилизобутилкетона (MIBK), например.
Для получения полимерной смолы (Р1), применяемой в соответствии с изобретением, полученную в результате полиуретановую смолу, имеющую, по меньшей мере, одну полимеризуемую углеродную двойную связь, сополимеризуют в присутствии этиленово ненасыщенных мономеров. Дополнительные мономеры могут, необязательно, быть сополимеризованы также, но не иметь полимеризуемых углеродных двойных связей.
Мономеры, которые могут быть применены в качестве этиленово ненасыщенных мономеров для получения полимерной смолы (Р1) предпочтительно выбирают из группы, включающей алифатические и циклоалифатические сложные эфиры акриловой кислоты или метакриловой кислоты ((мет)акрилаты), этиленово ненасыщенные мономеры, несущих, по меньшей мере, одну гидроксильную группу в молекуле, предпочтительно (мет)акрилаты, несущие, по меньшей мере, одну гидроксильную группу в молекуле, этиленово ненасыщенные мономеры, несущие, по меньшей мере, одну карбоксильную группу в молекуле, предпочтительно (мет)акриловая кислота, и их смеси. С особенным предпочтением этиленово ненасыщенные мономеры выбирают из группы, включающей циклогексилакрилат, циклогексилметакрилат, алкилакрилаты, и алкилметакрилаты, имеющие до 20 атомов углерода в алкильном радикале, такие как, например, метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, н-пропил(мет)акрилат, изопропил(мет)акрилат, н-бутил(мет)акрилат, трет-бутил(мет)акрилат, н-гексил(мет)акрилат, этилгексил(мет)акрилат, стеарил(мет)акрилат, и лаурил(мет)акрилат, или смеси этих мономеров, гидроксиалкиловые сложные эфиры акриловой кислоты и/или метакриловой кислоты, такие как 2-гидроксиэтил(мет)акрилат, 2-гидроксипропил(мет)акрилат, 3-гидроксипропил(мет)акрилат, 3-гидроксибутил(мет)акрилат, и 4-гидроксибутил(мет)акрилат, (мет)акриловая кислота, ди(мет)акрилат этандиола, ди(мет)акрилат 1,4-бутандиола, 1,6-ди(мет)акрилат гександиола, три(мет)акрилат триметилолпропана, ди(мет)акрилат пентаэритритола, и аллил(мет)акрилат. Особенно предпочтительные этиленово ненасыщенные мономеры для получения полимерной смолы (Р1) выбирают из группы, включающей н-бутил(мет)акрилат, метил(мет)акрилат, 2-гидроксипропил(мет)акрилат, 3-гидроксипропил(мет)акрилат, (мет)акриловую кислоту и их смеси.
Выражение "(мет)акриловый" или "(мет)акрилат" в смысле данного изобретения в каждом случае охватывает определения "метакриловый" и/или "акриловый", и "метакрилат" и/или "акрилат", соответственно.
Сополимеризация может быть инициирована применением, по меньшей мере, одного инициатора такого как, например, трет-бутилперокси-2-этилгексаноат, например. Сополимеризация осуществляется предпочтительно в органическом растворителе таком как метилэтилкетон (MEK) и/или метилизобутилкетон (MIBK), например.
Полимерная смола Р2
Полимерная смола (Р2) представляет собой сложный полиэфир, который имеет функциональные гидроксильные группы и кислотное число <25 мг КОН на г сложного полиэфира. Необязательно, возможно применять смесь двух различных полимерных смол (Р2).
Стадия (2) способа получения водной дисперсии изобретения применяет предпочтительно полимерную смолу (Р2), имеющую содержание твердых частиц 100 мас. %, если применяют расплав полимерной смолы (Р2).
Полимерная смола (Р2) предпочтительно имеет средневесовую молекулярную массу от 1000 до 100000 г/моль, более предпочтительно от 2000 до 80000 г/моль, очень предпочтительно от 3000 до 60000 г/моль, более конкретно от 4000 до 55000 г/моль или от 5000 до 50000 г/моль. Способ определения средневесовой молекулярной массы описан далее в этом документе.
Полимерная смола (Р2) предпочтительно имеет среднечисловую молекулярную масса от 100 до 50000 г/моль, более предпочтительно от 2000 до 40000 г/моль, очень предпочтительно от 3000 до 25000 г/моль, более конкретно от 5000 до 20000 г/моль или от 1000 до 10000 г/моль. Способ определения среднечисловой молекулярной массы описан далее в этом документе.
Полимерная смола (Р2) имеет кислотное число <25 мг KOH на г (Р2), предпочтительно <20 мг KOH на г (Р2), более предпочтительно <18 мг KOH на г (Р2). Полимерная смола (Р2) предпочтительно имеет кислотное число от 0 до <25, более предпочтительно от 0 до <2, очень предпочтительно от 1 до <25, более конкретно от 1 до <20 или от 1 до <18 мг KOH на г полимерной смолы (Р2). Способ определения кислотного числа описан далее в этом документе.
Полимерная смола (Р2), применяемая в соответствии с изобретением, предпочтительно имеет функциональные ОН группы. Полимерная смола (Р2) предпочтительно имеет ОН число (гидроксильное число) от 5 до 100, более предпочтительно от 10 до 90, очень предпочтительно от 20 до 80, более конкретно от 30 до 70 или от 40 до 60, мг KOH на г полимерной смолы (Р2). Способ определения гидроксильного числа описан далее в этом документе. В другом предпочтительном варианте осуществления, полимерная смола (Р2) предпочтительно имеет гидроксильное число <75 мг, более предпочтительно <60 мг, очень предпочтительно <50 мг KOH на г (Р2).
Сложные полиэфиры этого вида, которые являются подходящими в качестве полимерных смол (Р2), предпочтительно являются производными, по меньшей мере, от полиола такого как, например, по меньшей мере, один диол и/или триол и, по меньшей мере, от поликарбоновой кислоты такой как, например, по меньшей мере, одна дикарбоновая кислота и/или соответствующие ангидриды. Подходящими полиолами являются, например, 1,6-гександиол, неопентилгликоль, 2,2,4-триметил-1,3-пентандиол, триметилолпропан, неопентилгликоль гидроксипивалат, и их смеси. Подходящими поликарбоновыми кислотами являются, например, адипиновая кислота, терефталевая кислота, изофталевая кислота, орто-фталевая кислота, диметилолпропионовая кислота, и гексагидрофталевый ангидрид, и их смеси.
w
w
Полимерная смола (Р1) предпочтительно имеет средневесовую молекулярную массу (M) в диапазоне от 15000 до 60000 г/моль, и полимерная смола (Р2) предпочтительно имеет средневесовую молекулярную массу (M) в диапазоне от 5000 до 40000 г/моль.
Водная композиция для покрытия
Данное изобретение также предоставляет водную композицию для покрытия, включающую
(А1) по меньшей мере, водную дисперсию (Р) изобретения, по меньшей мере, двух полимерных смол (Р1) и (Р2),
(А2) по меньшей мере, один сшивающий агент,
(A3) по меньшей мере, один пигмент, и
(А4) необязательно, по меньшей мере, одну добавку
по меньшей мере, для частичного покрытия, по меньшей мере, одной металлической поверхности подложки, покрытой, по меньшей мере, одним грунтовочным слоем, верхним покрытием, предпочтительно способом покрытия рулонного проката.
В силу того, что она содержит компоненты (А1) и (А2) она содержит, композицию для покрытия изобретения включает, по меньшей мере, одно связующее вещество (А). Это связующее вещество (А) включает, более конкретно, по меньшей мере, один сшивающий агент (А2) и, по меньшей мере, две полимерных смолы (Р1) и (Р2), присутствующие в водной дисперсии (Р), применяемой в качестве компонента (А1). Термин "связующее вещество" упоминается в смысле данного изобретения, в соответствии с DIN EN ISO 4618 (Немецкая версия, дата: Март 2007) предпочтительно к фракциям нелетучих соединений композиции для покрытия, такой как композиция для покрытия изобретения, которая предпочтительно содействует образованию пленки. Пигменты, присутствующие здесь, такие как компонент (A3) и любые присутствующие наполнители, поэтому, не включены термином "связующее вещество". Фракция нелетучих веществ может быть определена в соответствии со DIN EN ISO 3251 (дата: Июнь 2008) способом, описанным здесь. Термин "связующее вещество" более конкретно означает полимерные смолы (Р1) и (Р2) компонента (А1), которые присутствуют в композиции для покрытия и содействуют образованию пленки. Термин "связующее вещество" дополнительно включает сшивающий агент, присутствующий в композиции для покрытия, то есть компонент (А2).
Все предпочтительные варианты осуществления, описанные здесь выше в связи с водной дисперсией (Р) изобретения также являются предпочтительными вариантами осуществления относительно применения этой водной дисперсии (Р), включая компоненты (Р1) и (Р2), присутствующие в ней, в качестве компонента (А1) водной композиции для покрытия изобретения.
И полимерная смола (Р1) и полимерная смола (Р2) предпочтительно имеют реакционно-способные функциональные группы, которые позволяют реакцию сшивания. Любая обычная сшивающая реакционноспособная функциональная группа, известная специалисту в данной области техники рассматривается как сшивающая реакционноспособная функциональная группа в этом контексте. Полимерная смола (Р2) имеет ОН группы. Полимерная смола (Р1) также предпочтительно имеет ОН группы. Полимерные смолы (Р1) и (Р2) могут быть самосшивающимися или внешнесшивающимися, предпочтительно внешнесшивающимися. Для того, чтобы позволить реакцию сшивания, поэтому, композиция для покрытия изобретения содержит не только полимерные смолы (Р1) и (Р2), но также, по меньшей мере, один сшивающий агент (А2).
Композиция для покрытия изобретения предпочтительно не содержит связующих веществ других чем связующее вещество (А).
Связующее вещество (А), присутствующее в водной композиции для покрытия, применяемое в соответствии с изобретением, предпочтительно является сшиваемым термически. Связующее вещество (А) является сшиваемым предпочтительно при нагревании подложки до температуры выше комнатной температуры, то есть при температуре подложки 18-23°С. Связующее вещество (А) предпочтительно является сшиваемым только при температурах подложки ≥80°С, более предпочтительно ≥110°С, очень предпочтительно ≥130°С, и особенно предпочтительно ≥140°С. С особенным преимуществом связующее вещество (А) является сшиваемым при температуре подложки в диапазоне от 100 до 275°С, более предпочтительно при 125-275°С, очень предпочтительно при 150-275°С, особенно предпочтительно при 175-275°С, с более особенным предпочтением при 200-275°С, наиболее предпочтительно при 225-275°С.
Водная композиция для покрытия изобретения предпочтительно имеет содержание твердых частиц в диапазоне от 30 до 80 мас. %, более предпочтительно от 35 до 77.5 мас. %», очень предпочтительно от 40 до 75 мас. %, особенно предпочтительно от 40 до 70 мас. %, в каждом случае в пересчете на общую массу композиции для покрытия.
Водная композиция для покрытия изобретения предпочтительно имеет содержание твердых частиц, относительно, по меньшей мере, двух полимерных смол (Р1) и (Р2), в диапазоне от 15 до 45 мас. %, более предпочтительно от 20 до 40 мас. %, очень предпочтительно от 20 до 35 мас. %, более конкретно от 25 до 35 мас. %, в каждом случае в пересчете на общую массу водной композиции для покрытия.
Композиция для покрытия изобретения содержит, по меньшей мере, один сшивающий агент в качестве компонента (А2).
Сшивающий агент (А2) является подходящим предпочтительно для термического сшивания и/или отверждения. Такие сшивающие агенты известны специалисту в данной области техники. Чтобы ускорить сшивание, подходящие катализаторы могут быть добавлены к водной композиции для покрытия.
Все обычные сшивающие агенты (А2) известные специалисту в данной области техники могут быть применены для получения водной композиции для покрытия изобретения. Примерами подходящих сшивающих агентов являются аминосмолы, смолы или соединения, содержащие ангидридные группы, смолы или соединения, содержащие эпоксидные группы, трис(алкоксикарбониламино)триазины, смолы или соединения, содержащие карбонатные группы, блокированные и/или неблокированные полиизоцианаты, β-гидроксиалкиламиды, а также соединения, имеющие в среднем, по меньшей мере, две группы способные к трансэстерификации, примеры, являющиеся продуктам реакции сложных диэфиров малоновой кислоты и полиизоцианатов или сложных эфиров и частичных сложных эфиров многоатомных спиртов и малоновой кислоты с моноизоцианатами. Если блокированные полиизоцианаты выбирают в качестве сшивающих агентов, водную композицию для покрытия, применяемую в соответствии с изобретением, составляют как 1-компонентную композицию (1-K). Если неблокированные полиизоцианаты выбирают в качестве сшивающих агентов, водную композицию покрытия составляют как 2-компонентную композицию (2-K).
Один особенно предпочтительный сшивающий агент (А2) выбирают из группы, включающей блокированные полиизоцианаты и меламиновые смолы, такие как продукты конденсации меламин-формальдегид, более конкретно этерифицированные (алкилированные) продукты конденсации меламин-формальдегид.
12
Блокированными полиизоцианатами, которые могут быть применены в качестве блокированных полиизоцианатов могут быть любые желательные полиизоцианаты, такие как, например, диизоцианаты в которых изоцианатные группы реагируют с соединением так, чтобы сформированный блокированный полиизоцианат являлся устойчивым, особенно относительно реакционно-способных функциональных групп, таких как гидроксильные группы, например, при комнатной температуре, то есть, при температуре от 18 до 23°С, но реагировать при повышенных температурах, как, например, при ≥80°С, более предпочтительно ≥110°С, очень предпочтительно ≥130°С, и особенно предпочтительно ≥140°С или при 90°С - 300°С или при 100-250°С, более предпочтительно при 125-250°С и очень предпочтительно при 150-250°С. В получении блокированных полиизоцианатов возможно применять любые органические полиизоцианаты подходящие для сшивания. В качестве полиизоцианатов, таких как, например, диизоцианаты, применяют предпочтительно (гетеро)алифатические, (гетеро)циклоалифатические, (гетеро)ароматические, или (гетеро)алифатические-(гетеро)ароматические диизоцианаты. Предпочтительные диизоцианаты являются такими, которые содержат 2-36, более предпочтительно 6-15, атомов углерода. Предпочтительными примерами являются этилен 1,2-диизоцианат, тетраметилен 1,4-диизоцианат, гексаметилен 1,6-диизоцианат (HDI), 2,2,4-(2,4,4)-триметилгексаметилен 1,6-диизоцианат (TMDI), 1,3-бис(1-изоцианато-1-метилэтил)бензол, дифенилметан диизоцианат (MDI), 1,9-диизоцианато-5-метилнонан, 1,8-диизоцианато-2,4-диметилоктан, додекан 1,12-диизоцианат, (о,со'-диизоцианатодипропиловый этер, циклобутен 1,3-диизоцианат, циклогексан 1.3- и -1,4-диизоцианат, 3-изоцианатометил-3,5,5-триметилциклогексил изоцианат (изофорон диизоцианат, IPDI), 1,4-диизоцианатометил-2,3,5,6-тетраметилциклогексан, декагидро-8-метил(1,4-метано-нафталин-2(или 3),5-илендиметилен диизоцианат, гексагидро-4,7-метано-индан-1(или 2),5(или 6) илендиметилен диизоцианат, гексагидро-4,7-метаноиндан-1(или 2),5(или 6) илен диизоцианат, 2,4- и/или 2,6-гексагидротолилен диизоцианат (H6-TDI), толуол 2.4- и/или 2,6-диизоцианат (TDI), пергидродифенилметан 2,4'-диизоцианат, пергидродифенилметан 4,4'-диизоцианат (HMDI), 4,4'-диизоцианато-3,3',5,5'-тетраметилдициклогексилметан, 4,4'-диизоцианато-2,2',3,3',5,5',6,6'-октаметилдициклогексилметан, ω,ω'-диизоцианато-1,4-диэтилбензол, 1,4-диизоцианатометил-2,3,5,6-тетраметилбензол, 2-метил-1,5-диизоцианатопентан (MPDI), 2-этил-1,4-диизоцианатобутан, 1,10-диизоцианатодекан, 1,5-диизоцианатогексан, 1,3-диизоцианатометилциклогексан, 1,4-диизоцианатометилциклогексан, нафтилен диизоцианат, 2,5(2,6)-бис(изоцианатометил)бицикло[2.2.1]гептан (NBDI), и также любые смеси этих соединений. Полиизоцианаты более высокой изоцианатной функциональности также могут быть применены. Их примерами являются тримеризованный гексаметилен диизоцианат и тримеризованный изофорон диизоцианат. Кроме этого, смеси полиизоцианатов также могут быть применены. Особенно предпочтительными являются толуол 2,4-диизоцианат и/или толуол 2,6-диизоцианат (TDI), или смеси изомеров толуол 2,4-диизоцианата и толуол 2,6-диизоцианата и/или дифенилметан диизоцианата (MDI) и/или гексаметилен 1,6-диизоцианата (HDI). Особенно предпочтительным является HDI в качестве полиизоцианата, применяемого для получения полиуритановой смолы.
1
6
1-6
1-4
Аналогично пригодными в качестве подходящих сшивающих агентов (А2) являются меламиновые смолы, предпочтительно продукты конденсации меламин-формальдегид, более конкретно необязательно, этерифицированные (алкилированные, такие как, например, C-C алкилированные) продукты конденсации меламин-формальдегид, которые могут быть диспергированы или растворены в воде. Их водорастворимость или вододиспергируемость зависит - независимо от степени конденсации, которая является настолько низкой насколько возможно - от этерифицирующего компонента, только с наиболее низшими членами серий из алканола или простого моноэфира гликоля, порождающих водорастворимые продукты конденсации. Особенно предпочтительными являются меламиновые смолы, этерифицированные, по меньшей мере, одним спиртом C, предпочтительно, по меньшей мере, одним спиртом C, более конкретно с метанолом (метилированные), такие как продукты конденсации меламин-формальдегид. Если солюбилизаторы применяют в качестве необязательных дополнительных добавок, также возможно для этанол-, пропанол- и/или бутанолэтерифицированных меламиновых смол, более конкретно соответствующих этерифицированных продуктов конденсации меламин-формальдегид, быть растворимыми или диспергируемыми в водной фазе.
В одном предпочтительном варианте осуществления сшивающим агентом (А2) композиции для покрытия является, по меньшей мере, одна меламиновая смола диспергируемая или растворимая в воде, предпочтительно, по меньшей мере, один продукт конденсации меламин-формальдегид диспергируемый или растворимый в воде, более конкретно, по меньшей мере, один этерифицированный (алкилированный), предпочтительно метилированный, продукт конденсации меламин-формальдегид диспергируемый или растворимый в воде.
Водная композиция для покрытия предпочтительно содержит в качестве сшивающего агента (А2), следовательно, по меньшей мере, один, необязательно, алкилированный продукт конденсации меламин-формальдегид. Водная композиция для покрытия предпочтительно содержит сшивающий агент (А2) в количестве от 5 до 35 мас. %, предпочтительно в количестве от 10 до 30 мас. %, более предпочтительно в количестве от 15 до 25 мас. %, в пересчете на общую массу полимерных смол (Р1) и (Р2), в пересчете на соответствующее содержание твердых частиц.
Водная композиция для покрытия предпочтительно содержит сшивающий агент (А2) в количестве от 1 до 20 мас. %, предпочтительно в количестве от 2 до 15 мас. %, более предпочтительно в количестве от 3 до 10 мас. %, в пересчете на общую массу водной композиции для покрытия.
Композиция для покрытия изобретения содержит, по меньшей мере, один пигмент в качестве компонента (A3).
Пигмент этого вида предпочтительно выбирают из группы, включающей органические и неорганические, красящие и наполнительные пигменты. Примерами подходящих неорганических красящих пигментов являются белые пигменты, такие как цинковые белила, сульфид цинка или литопон; черные пигменты, такие как сажа газовая, железомарганцевый черный пигмент или шпинельный черный пигмент; хроматические пигменты, такие как оксид хрома, зеленый гидрат оксида хрома, кобальтовая зелень, или зеленый ультрамариновый, кобальтовая синь, синий ультрамариновый, или марганцевый голубой, фиолетовый ультрамариновый или кобальтовый фиолетовый и марганцево-фиолетовый, красный оксид железа, сульфоселенид кадмия, молибдатный красный или ультрамариновый красный; коричневый оксид железа, смешанный коричневый, шпинельные фазы, и корундовые фазы, или хромовый оранжевый; или желтый оксид железа, никеливо-титановый желтый, хромово-титановый желтый, сульфид кадмия, смешанный сульфид кадмия и цинка, хромовый желтый или ванадат висмута. Примерами подходящих органических красящих пигментов являются моноазо пигменты, диазо пигменты, антрахиноновые пигменты, бензимидазоловые пигменты, хинакридоновые пигменты, хинофталоновые пигменты, дикетопирролопирроловые пигменты, диоксазиновые пигменты, индантроновые пигменты, изоиндолиновые пигменты, изоиндолиноновые пигменты, азометиновые пигменты, тиоиндиго пигменты, металлкомплексные пигменты, периноновые пигменты, периленовые пигменты, фталоцианиновые пигменты, или анилиновый черный. Примерами подходящих наполнительных пигментов или наполнителей являются мел, сульфат кальция, сульфат бария, силикаты, такие как тальк или каолин, диоксиды кремния, являются мел, сульфат кальция, сульфат бария, силикаты, такие как тальк или каолин, диоксиды кремния, оксиды, такие как гидроксид алюминия или гидроксид магния, или органические наполнители, такие как текстильные волокна, целлюлозные волокна, полиэтиленовые волокна или полимерные порошки; для дополнительных деталей ссылка на  Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, страницы 250 и последующие, "Fillers".
Особенно предпочтительными являются диоксид титана и/или белые пигменты, такие как цинковые белила, сульфид цинка и/или литопон, в качестве, по меньшей мере, одного пигмента (A3).
Кроме этого, могут быть применены пигменты для эффекта, в качестве необязательных пигментов (A3), присутствующих в водной композиции для покрытия. Специалист в данной области техники знаком с понятием пигментов для эффекта. Пигментами для эффекта более конкретно являются такие пигменты, которые наделяют оптическим эффектом или цветным и оптическим эффектом, более конкретно оптическим эффектом. Соответствующая категория пигментов может быть сделана в соответствии с DIN 55944 (дата: Декабрь 2011). Пигменты для эффекта предпочтительно выбирают из группы, включающей органические и неорганические пигменты для оптического эффекта и для цветного и оптического эффекта. Более предпочтительно их выбирают из группы, включающей органические и неорганические пигменты для оптического эффекта и для цветного и оптического эффекта. Органические и неорганические пигменты для оптического эффекта и для цветного и оптического эффекта более конкретно выбирают из группы, включающей необязательно покрытые металлические пигменты для эффекта, необязательно покрытые металлоксидные пигменты для эффекта, необязательно, пигменты для эффекта, состоящие из металлов и неметаллов, и необязательно покрытые неметаллические пигменты для эффекта. Необязательно покрытые металлические пигменты для эффекта, такие как покрытые силикатами металлические пигменты для эффекта, например, более конкретно представляют собой алюминиевые пигменты для эффекта, железные пигменты для эффекта, или медные пигменты для эффекта. Особенно предпочтительными являются, необязательно, покрытые - такие как покрытые силикатом, например, - алюминиевые пигменты для эффекта, более конкретно коммерчески доступные продукты от Eckart, такие как Stapa Hydrolac, Stapa Hydroxal, Stapa Hydrolux, и Stapa Hydrolan, наиболее предпочтительно Stapa Hydrolux и Stapa Hydrolan. Пигменты для эффекта, применяемые в соответствии с изобретением, более конкретно необязательно покрытые - такие как покрытые силикатом, например, - алюминиевые пигменты для эффекта, могут присутствовать в любой обычной форме, известной специалисту в данной области техники, такой как листовая форма и/или пластинчатая форма, например, более конкретно (зерно)хлопьевидная форма или форма серебряного доллара. Пигментами для эффекта, составленными из металлов и неметаллов, являются, более конкретно, алюминиевые пигменты пластинчатой формы, покрытые оксидом железа, типа, описанного, например, в Европейской заявке на патент ЕР 0562329 А2; стеклянные листы, покрытые металлами, более конкретно алюминием; или интерференционные пигменты, которые содержат отражающий слой, сделанный из металла, более конкретно алюминия, и которые показывают сильный флоп-эффект темной окраски. Неметаллические пигменты для эффекта являются более конкретно перламутровыми пигментами, в особенности слюдяными пигментами; графитовыми пигментами пластинчатой формы, покрытыми оксидами металлов; интерференционными пигментами, которые не содержат металлический отражающий слой и имеют флоп-эффект темной окраски; пигментами для эффекта пластинчатой формы на основе оксида железа, имеющими градацию от розового до буровато-красного; или органическими жидкокристаллическими пигментами для эффекта. Для дополнительных деталей про пигменты для эффекта, которые применяют в соответствии с изобретением, ссылка сделана на  Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, страница 176, "Effect pigments", и страницы 380 и 381, "Metal oxide-mica pigments" - "Metal pigments".
Количество пигмента (A3) в водной композиции для покрытия может варьироваться. Содержание пигмента, в пересчете на водные композиции для покрытия, обеспеченные в соответствии с изобретением, предпочтительно находится в диапазоне от 0.1 до 50 мас. %, более предпочтительно в диапазоне от 1.0 до 45 мас. %, очень предпочтительно в диапазоне от 2.0 до 40 мас. %, особенно предпочтительно в диапазоне от 3.0 - 35 мас. %, и более конкретно в диапазоне от 4.0 до 35 мас. %. Альтернативно, водная композиция для покрытия изобретения содержит, по меньшей мере, один пигмент (A3) предпочтительно в количестве в диапазоне от 10 до 60 мас. %, более предпочтительно от 15 до 55 мас. %, очень предпочтительно от 20 до 50 мас. %, более конкретно от 25 до 45 мас. %, в каждом случае в пересчете на общую массу водной композиции для покрытия.
В зависимости от желательного применения, композиция для покрытия изобретения, а также дисперсия (Р) изобретения могут включать одну или несколько обычно применяемых добавок в качестве компонента (А4). Эти добавки (А4) предпочтительно выбирают из группы, включающей антиоксиданты, антистатики, смачивающие и диспергирующие агенты, эмульгаторы, добавки, регулирующие расход продукта, солюбилизаторы, пеногасители, смачивающие агенты, стабилизаторы, предпочтительно теплостабилизаторы и/или термостабилизаторы, стабилизаторы способа, и УФ и/или светостабилизаторы, фотопротекторы, деаэраторы, ингибиторы, катализаторы, воски, смачиватели и диспергаторы, пластификаторы, ингибиторы горения, растворители, реакционно-способные разбавители, связывающие вещества, смолы, гидрофобные агенты, гидрофильные агенты, сажа, оксиды металлов и/или оксиды полуметаллов, загустители, тиксотропные агенты, импульсный отвердитель, расширяющие добавки, вспомогательные средства, пластифицирующие добавки, твердые частицы в порошковой и волокнистой формах, предпочтительно твердые частицы в порошковой и волокнистой формах, выбранные из группы, включающей наполнители, стекловолокна, и армирующие агенты, и смеси вышеупомянутых дополнительных добавок. Количество добавки (А4) в композиции для покрытия изобретения может варьироваться. Количество, в пересчете на общую массу композиции для покрытия изобретения, составляет предпочтительно 0.01-20.0 мас. %, более предпочтительно 0.05-18.0 мас. %, очень предпочтительно 0.1-16.0 мас. %, особенно предпочтительно 0.1-14.0 мас. %, более конкретно 0.1-12.0 мас. %, и наиболее предпочтительно 0.1-10.0 мас. %. Количество, в пересчете на общую массу дисперсии (Р) изобретения, составляет предпочтительно 0.01-20.0 мас. %, более предпочтительно 0.05-18.0 мас. %, очень предпочтительно 0.1-16.0 мас. %, особенно предпочтительно 0.1-14.0 мас. %, более конкретно 0.1-12.0 мас. %, и наиболее предпочтительно 0.1-10.0 мас. %.
Способ получения водной композиции для покрытия
Данное изобретение также относится к способу получения композиции для покрытия изобретения.
Композиция для покрытия изобретения может быть получена путем сначала получением водной дисперсии (Р), которую получают способом, включающим, по меньшей мере, стадии (1), (2), (3), и (4):
(1) получение дисперсии или раствора, по меньшей мере, одной полимерной смолы (Р1), по меньшей мере, в одном органическом растворителе,
(2) получение смеси дисперсии или раствора, полученной на стадии (1) и расплава или раствора, по меньшей мере, одной полимерной смолы (Р2),
(3) добавление воды к смеси, полученной на стадии (2), и
(4) удаление органического растворителя из смеси, полученной на стадии (3) до получения водной дисперсии (Р).
Необязательно, возможно, что стадия (2а) проводится между стадией (2) и стадией (3), как описано выше.
После этого, полученную дисперсию (Р) в качестве компонента (А1) смешивают с дополнительными компонентами, применяемыми в соответствии с изобретением для получения композиции для покрытия изобретения, то есть, с компонентами (А2) и (A3), а также, необязательно, (А4) и, необязательно, водой, на стадии (5), применяя, например, высокоскоростные миксеры, смешивающие баки, импульсные дробилки, аппараты для растворения, месящие устройства, или встроенные аппараты для растворения.
Применение водной композиции для покрытия
Дополнительно предоставляют при помощи данного изобретения применение водной композиции для покрытия изобретения по меньшей мере, для частичного покрытия по меньшей мере, одной металлической поверхности подложки, покрытой, по меньшей мере, одним грунтовочным слоем, верхним покрытием, предпочтительно способом покрытия рулонного проката.
Все предпочтительные варианты осуществления, описанные выше, в связи с водной композицией для покрытия изобретения также являются предпочтительными вариантами осуществления в связи с применением этой водной композиции для покрытия изобретения, по меньшей мере, для частичного покрытия, по меньшей мере, одной металлической поверхности подложки, покрытой, по меньшей мере, одним грунтовочным слоем, верхним покрытием, предпочтительно способом покрытия рулонного проката.
Применяемая подложка может быть любым изделием, имеющим, по меньшей мере, одну металлическую поверхность, более конкретно представляет собой металлическую полосу.
Способ, более конкретно способ покрытия рулонного проката
Данное изобретение также предоставляет способ, по меньшей мере, для частичного покрытия, по меньшей мере, одной металлической поверхности подложки, покрытой, по меньшей мере, одним грунтовочным слоем, верхним покрытием, предпочтительно включающий, по меньшей мере, одну стадию (г)
(г) по меньшей мере, частичного покрытия, по меньшей мере, одной металлической поверхности подложки, покрытой, по меньшей мере, одним грунтовочным слоем, водной композицией для покрытия изобретения, чтобы нанести верхнее покрытие.
Предпочтительно стадия (г) является частью способа покрытия рулонного проката.
Дополнительно данным изобретением обеспечен способ, предпочтительно способ покрытия рулонного проката, по меньшей мере, для частичного покрытия, по меньшей мере, одной металлической поверхности подложки, включающий стадии
(а) необязательно, очистка металлической поверхности, чтобы удалить загрязнение,
(б) необязательно, по меньшей мере, одностороннее нанесение покрытия предварительной обработки на металлическую поверхность,
(в) по меньшей мере, одностороннее нанесение грунтовочного слоя на металлическую поверхность или на покрытие предварительной обработки необязательно, нанесенного на стадии (б), и необязательно, отверждение грунтовочного слоя, нанесенного таким образом,
(г) по меньшей мере, частичное покрытие металлической поверхности, покрытой грунтовочным слоем как на стадии (в), водной композицией для покрытия изобретения для нанесения верхнего покрытия,
(д) отверждение верхнего покрытия, нанесенного как на стадии (г).
Все предпочтительные варианты осуществления, описанные выше, в связи с водной композицией для покрытия изобретения также являются предпочтительными вариантами осуществления в связи с применением этой водной композиции для покрытия изобретения, по меньшей мере, для частичного покрытия, по меньшей мере, одной металлической поверхности подложки, покрытой, по меньшей мере, одним грунтовочным слоем, верхним покрытием, предпочтительно способом покрытия рулонного проката или, по меньшей мере, для частичного покрытия, по меньшей мере, одной металлической поверхности подложки, более конкретно на стадии (г) каждого из этих способов.
Стадия (г) способа изобретения проводится между стадиями (в) и (д).
Необязательные стадии (а) и/или (б) и стадия (в) выполняют перед стадией (г). Стадию (д) выполняют после стадии (г).
Очистка на необязательной стадии (а) способа изобретения предпочтительно включает обезжиривание металлической поверхности подложки, такой как металлическая полоса, например. В ходе этой очистки, можно удалить загрязнение, которое становится сцепленным во время хранения, или удалить временные антикоррозионные масла с помощью ванн для обезжиривания и очистки.
Покрытие предварительной обработки на необязательной стадии (б) способа изобретения наносят, предпочтительно, с толщиной сухой пленки в диапазоне от 1 до 10 мкм, более предпочтительно в диапазоне от 1 до 5 мкм. Альтернативно покрытие предварительной обработки также может иметь толщину сухой пленки <1 мкм, как, например, в диапазоне <1 мкм до 5 мкм. Нанесение покрытия предварительной обработки осуществляется предпочтительно способом погружения или распыления или нанесением валиком. Это покрытие предназначается, чтобы увеличить стойкость к коррозии и также может служить, чтобы улучшить сцепление последующих покрытий на металлической поверхности. Известные ванны предварительной обработки включают, например, такие, которые содержат Cr(VI), такие, которые содержат Cr(III), а также ванны, которые не содержат хроматы, такие как, например, те, которые содержат фосфаты.
-4
-2
Стадия (б) альтернативно также может осуществляться с водной композицией предварительной обработки, которая включает, по меньшей мере, одно водорастворимое соединение, содержащее, по меньшей мере, один атом Ti и/или, по меньшей мере, один атом Zr, и включающий, по меньшей мере, одно водорастворимое соединение в качестве источника фторид-ионов, содержащего, по меньшей мере, один атом фтора, или с водной композицией предварительной обработки, которая включает водорастворимое соединение, получаемое реакцией, по меньшей мере, одного водорастворимого соединения, содержащего, по меньшей мере, один атом Ti и/или, по меньшей мере, один атом Zr, по меньшей мере, с одним водорастворимым соединением в качестве источника фторид-ионов, содержащего, по меньшей мере, один атом фтора. По меньшей мере, один атома Ti и/или, по меньшей мере, один атом Zr, здесь, предпочтительно имеют/имеет степень окисления +4. Благодаря компонентам, присутствующим в водной композиции предварительной обработки, и предпочтительно также благодаря соответственно выбранным их пропорциям, композиция предпочтительно включает фторокомплекс, такой как, например, гексафторметаллат, то есть, более конкретно гексафтортитанат и/или, по меньшей мере, один гексафторцирконат. Общая концентрация элементов Ti и/или Zr в композиции предварительной обработки предпочтительно составляет не ниже 2.5⋅10 моль/л, но не больше чем 2.0⋅10 моль/л. Получение таких композиций предварительной обработки и их применение в предварительной обработке известно из WO 2009/115504 А1, например. Композиция предварительной обработки, предпочтительно, дополнительно включает ионы меди, предпочтительно ионы меди(II), а также, необязательно, один или несколько водорастворимых и/или вододиспергируемых соединений, включающих, по меньшей мере, один ион металла, выбранный из группы, включающей Са, Mg, Al, В, Zn, Mn и W, а также их смеси, предпочтительно, по меньшей мере, один алюмосиликат и в таком случае, более конкретно, один, который имеет атомное соотношение атомов Al к Si, по меньшей мере, 1:3. Получение таких композиций предварительной обработки и их применение в предварительной обработке аналогично известно из WO 2009/115504 А1. Алюмосиликаты присутствуют предпочтительно в форме наночастиц, имеющих средний размер частицы, который поддается определению динамическим светорассеиванием, в диапазоне 1-100 нм. Средний размер частицы таких наночастиц, который поддается определению динамическим светорассеиванием, в диапазоне 1-100 нм, здесь определяют в соответствии с DIN ISO 13321 (дата: 1 октября, 2004). Металлическая поверхность после стадии (б) предпочтительно имеет покрытие предварительной обработки. Альтернативно стадию (б) также можно осуществить с водной композицией золь-гель.
Грунтовочный слой, то есть, слой грунтовки, наносят предпочтительно на стадии (в) способа изобретения с толщиной сухой пленки в диапазоне от 5 до 45 мкм, более предпочтительно в диапазоне от 2 до 35 мкм, более конкретно в диапазоне от 2 до 25 мкм. Это покрытие обычно наносят способом нанесения валиком. Грунтовочные слои этого типа известны из WO 2006/079628 А1, например.
Верхнее покрытие на стадии (г) способа изобретения наносят предпочтительно с толщиной сухой пленки до 30 мкм, более конкретно до 25 мкм, такой как толщина сухой пленки в диапазоне 10-27 мкм или 10-25 мкм, например, по меньшей мере, частично на металлическую поверхность подложки, покрытую грунтовочным слоем как на стадии (в), применяя водную композицию для покрытия изобретения. Композицию для покрытия изобретения в качестве верхнего покрытия наносят предпочтительно с толщиной сухой пленки в диапазоне 10-25 мкм или от 10 до <28 мкм или от 10 до <27 мкм, более конкретно от 10 до 25 мкм. С особенным предпочтением композицию для покрытия изобретения наносят в качестве верхнего покрытия толщиной сухой пленки в диапазоне 10-25 мкм или от 10 до 20 мкм, очень предпочтительно в диапазоне 12-25 мкм, более особенно в диапазоне 15-25 мкм. Толщину сухой пленки определяют способом описанным ниже. Это покрытие обычно наносят способом нанесения валиком.
Отверждение на стадии (д) предпочтительно отверждают при температурах выше комнатной температуры, то есть, выше 18-23°С, более предпочтительно при температурах ≥80°С, еще более предпочтительно ≥110°С, очень предпочтительно ≥140°С, и особенно предпочтительно ≥170°С. Особенно преимущественным является отверждение при 100-250°С, более предпочтительно при 150-250°С, и очень предпочтительно при 200-250°С. Отверждение осуществляется предпочтительно в течение времени от 30 с до 60 с.
Способ изобретения является предпочтительно непрерывным способом.
Способом изобретения является предпочтительно способ покрытия рулонного проката, который известен специалисту в данной области техники из WO 2006/079628 А1, например.
Применяемая подложка может представлять собой изделие, которое имеет по меньшей мере, одну металлическую поверхность, более конкретно представляет собой металлическую полосу.
Термин "металлическая полоса" в смысле данного изобретения относится предпочтительно не только к полосам, включающим исключительно, по меньшей мере, один металл, но также к полосам, которые только покрыты, по меньшей мере, одним металлом, то есть, имеют, по меньшей мере, одну металлическую поверхность, а сами содержат материал различных видов, таких как полимеры или композитные материалы. "Полосы" в смысле данного изобретения являются предпочтительно листообразными элементами, имеющими, по меньшей мере, одну металлическую поверхность, более предпочтительно, выбранными из группы, включающей листы, пленки, и пластины. Термин "металл" предпочтительно также охватывает сплавы. В одном предпочтительном варианте осуществления "металлическая полоса" в смысле данного изобретения включает исключительно металлы и/или сплавы. Рассматриваемые металлы или сплавы предпочтительно являются недрагоценными металлами или сплавами, которые обычно применяют в качестве металлических материалов в конструировании и которые необходимо защищать против коррозии.
Все общепринятые металлические полосы, известные специалисту в данной области техники, могут быть покрыты с помощью способа изобретения. Металлы, применяемые для получения металлических полос изобретения, предпочтительно выбирают из группы, включающей железо, сталь, цинк, сплавы цинка, алюминий, и сплавы алюминия. Металл необязательно может быть покрытым другим металлом, такой как гальванизированное железо или гальванизированная сталь, например, такая как электролитически гальванизированная или гальванизированная горячим способом сталь. Сплавы цинка или сплавы алюминия, а также их применение для покрытия стали известны специалисту в данной области техники. Специалист в данной области техники выбирает природу и количество составляющих получения сплава в соответствии с желательным конечным применением. Обычные составляющие сплавов цинка включают, более конкретно, Al, Pb, Si, Mg, Sn, Cu, или Cd. Обычные составляющие сплавов алюминия включают, более конкретно, Mg, Mn, Si, Zn, Cr, Zr, Си, или Ti. Термин "сплав цинка" также предназначен, чтобы включать сплавы Al/Zn, в которых Al и Zn присутствуют в приблизительно эквивалентных количествах, а также сплавы Zn/Mg, в которых Mg присутствует в количестве 0.1-10 мас. %, в пересчете на общую массу сплава. Сталь, покрытая сплавами этих видов, является коммерчески доступной. Сама сталь может включать общепринятые компоненты получения сплавов, известные специалисту в данной области техники.
В способе покрытия рулонного проката изобретения, металлические полосы с толщиной предпочтительно 0.2-2 мм и шириной вплоть до 2 м транспортируют со скоростью до 200 м/мин через линию покрытия рулонного проката, в ходе которого они покрываются.
Типичное устройство, в котором может быть осуществлен способ изобретения, включает станцию подачи, накопитель полос, зону очистки и предварительной обработки, в которой может осуществляться необязательная очистка, и может наноситься необязательное покрытие предварительной обработки, станция первого покрытия для нанесения грунтовочного слоя, вместе с сушильным шкафом и зоной нисходящего охлаждения, станция второго покрытия для нанесения верхнего покрытия, с сушильным шкафом, станция вальцевания, и охлаждения, и накопитель полос и намоточный станок (2-слойная линия). В случае 1-слойной линии, наоборот, необязательная очистка, а также нанесение грунтовочного слоя предварительной обработки осуществляют в комбинации с очисткой, предварительной обработкой, и в зоне покрытия вместе с сушильным шкафом и зоной нисходящего охлаждения. За этим следует станция покрытия для нанесения верхнего покрытия, с сушильным шкафом, станция вальцевания, и охлаждение, и накопителем полос и намоточный станок.
Верхнее покрытие
Дополнительно данным изобретением предоставлено верхнее покрытие, которое получают, по меньшей мере, частичным покрытием, по меньшей мере, одной металлической поверхности подложки, покрытой, по меньшей мере, одним грунтовочным слоем, водной композицией для покрытия изобретения, и/или которое получают способом изобретения, более конкретно после осуществления стадии (г) и необязательно, после отверждения как на стадии (д).
Это верхнее покрытие наносят, по меньшей мере, на одну металлическую поверхность подложки покрытой, по меньшей мере, одним грунтовочным слоем. Этот способ предпочтительно является способом покрытия рулонного проката, то есть способ покрытия полос.
По меньшей мере, частично покрытая подложка
Данное изобретение относится, кроме этого, по меньшей мере, к частично покрытой подложке, получаемой способом изобретения, такой как, например, соответствующая, по меньшей мере, частично покрытая металлическая полоса.
Также данное изобретение предоставляет компонент, предпочтительно металлический компонент, полученный, по меньшей мере, из одной такой покрытой подложки, такой как покрытая металлическая полоса. Компоненты этого типа могут представлять собой, например, кузов и его части для автотехники, такие как автомобили, грузовики, мотоциклы, и автобусы, и компоненты электрических хозяйственных товаров или же компоненты из отрасли обшивок оборудования, обшивок фасада, потолочных перекрытий, или оконных профилей.
Способы определения
1. Определение гидроксильного числа
Способ определения гидроксильного числа базируется на DIN 53240-2 (дата: Ноябрь 2007). Определение гидроксильного числа применяют, чтобы установить количество гидроксильных групп в соединении. Образец соединения, гидроксильное число которого будут устанавливать, здесь реагирует с уксусным ангидридом в присутствии 4-диметиламинопиридина (DMAP) в качестве катализатора, и гидроксильные группы соединения ацетилируют. Для каждой гидроксильной группы есть одна молекула образованной уксусной кислоты. Последующий гидролиз избытка уксусного ангидрида приводит к двум молекулам уксусной кислоты. Расход уксусной кислоты определяют титрометрией из разницы между найденным основным значением, и значением холостой пробы, которую проводят параллельно.
Образец взвешивают с точностью до 0.1 мг, применяя аналитические весы, в 150 мл аналитический стакан, и в пробоотборник далее помещают магнитную мешалку и устанавливают в устройство для замены образцов автоматического титратора с участием устройства для замены образцов и станций дозирования для отдельных реагентов и растворителей (Metrohm Titrando 835 с интегрированным штативом для титрования Karl-Fischer, от Metrohm). После того, как образец был взвешен, начали последовательность операций на автоматическом титраторе. Последующие операции протекают полностью автоматически, в следующем порядке, поданном ниже:
- Добавление 25 мл THF и 25 мл каталитического реагента ко всем пробоотборникам
- Перемешивание образцов в течение 5-15 минут, в зависимости от растворимости
- Добавление 10 мл ацетилирующего реагента ко всем пробоотборникам
- 13 минутное ожидание, перемешивание в течение 15 секунд, дополнительное 13 минутное ожидание
- Добавление 20 мл гидролитического реагента (N,N-диметилформамид (DMF) и деионизированной воды (ДИ вода) в соотношении 4:1 об.%) ко всем пробоотборникам
- 7 минутное ожидание, 15 секундное перемешивание (3 раза в общей сложности)
- Титрование 0.5 моль/л метаноловым KOH
Определение конечной точки осуществляется потенциометрически. Система электродов, применяемая здесь, является системой, состоящей из платинового электрода для титратора и электрода сравнения (серебро/хлорид серебра с хлоридом лития в этаноле)
Ацетилирующий реагент получают наполнением 500 мл DMF в 1000 мл мерную колбу, добавлением 117 мл уксусного ангидрида, и доведение 1000 мл до метки DMF.
Каталитический реагент получают растворением 25 г 4-диметиламинопиридина (DMAP) в 2.5 л DMF.
Гидроксильное число (ОН число) в мг КОН/г рассчитывают соответственно следующей формуле:
1
V = расход KOH в основном тесте в мл (основное значение)
2
V = расход KOH холостом тесте в мл (значение холостой пробы)
с = концентрация раствора гидроксида калия, в моль/л
m = начальная масса в г
КЧ = кислотное число в мг KOH/г образца
2. Определение среднечисловой и средневесовой молекулярных масс
w
w
Среднечисловую молекулярную массу (Mn) определяют гель-проникающей хроматографией (GPC). Этот способ определения базируется на DIN 55672-1 (дата: Август 2007). Этот способ может быть применен, чтобы определить не только среднечисловую молекулярную массу, но, также, средневесовую молекулярную массу (M) и полидисперсность (соотношение средневесовой молекулярной массы (M) к среднечисловой молекулярной массе (Mn)).
Образец 5 мг (относительно фракции твердых частиц) растворяют, применяя аналитические весы в 1.5 мл подвижной фазы. Применяемая подвижная фаза является тетрагидрофураном, содержащим 1 моль/л уксусной кислоты. Раствор образца дополнительно смешивают с 2 мкл этилбензола/мл раствора. Все нерастворимые фракции, которые могут присутствовать, такие как пигменты, например, удаляют центрифугированием или фильтрованием.
Среднечисловую молекулярную массу (Mn) определяют относительно полиметилметакрилатных стандартов различных молекулярных масс (РММА стандарты). Перед началом каждого определения здесь, проводят калибровку. Это делают введением РММА стандартов (каждый с концентрацией 0.1 мг/мл в подвижной фазе (которая дополнительно содержит 2 мкл этилбензола/мл)). Калибровочный график (полином 5-го порядка) строят из РММА стандартов с различными молекулярными массами, определением соответствующего времени удерживания отдельных РММА стандартов для серий анализов.
Применяемым прибором является укомплектованная система, включающая ГПХ колонку, насос Agilent 1100, автодозатор и рефрактометрический детектор. Применяемая колонка является набором колонок PSS 10е3/10е5/10е6 (300 мм × 8 мм; размер частицы 5 мкм). Следующие параметры настройки применяются здесь:
Объем введения: 100 мкл
Температура: 35°С
Скорость потока: 1.0 мл/мин
Время записи: 40 мин
n
Оценку осуществляют, применяя аналитическое программное обеспечение PSS. Концентрацию молекул элюированных из разделительных колонок в соответствии со снижением размера витка измеряют, применяя детектор чувствительный к концентрации, более конкретно дифференциальный рефрактометр. Конечный образец рефрактограммы затем применяют, вместе с калибровочным графиком заранее определенным для системы, чтобы рассчитать распределение относительной молярной массы, среднечисловую молекулярную массу (Mn), средневесовую молекулярную массу (Mw), и фактор полидисперсности Mw/M. Границы анализа определяют отдельно для каждого образца. Рассчитанные значения для Mn и Mw представляют "молекулярные массы эквивалента РММА". Абсолютные молекулярные массы полимеров могут отклоняться от этих значений.
3. MEK тест на основе DIN EN 13523-11 (дата: Сентябрь 2011)
MEK тест служит для определения устойчивости пленок покрытия к растворителям (испытание на истирание).
2
Кусок хлопкового отреза (Art. No. 1225221 от  Apotheke Rheinberg) прикрепляли резинкой к рабочей части MEK пресса и потом пропитывали MEK (метилэтилкетон) в качестве растворителя. Пресс весит 1200 г и имеет ручку с площадкой размещения 2.5 см. Пресс аналогично наполняли растворителем, который непрерывно стекает в хлопковый отрез. Это гарантирует то, что отрез промокает насквозь в течение теста. Металлический тестируемый лист вытерли один раз сзади и спереди ((= 1 DR одно двойное вытирание) отрезом, этот лист является похожим с металлическими тестовыми листами TBI и TV1, примененными в примерах. Тестовое расстояние здесь составляет 9.5 см. Здесь 1 DR выполняют за 1 с. Во время процедуры, никакая дополнительная сила не прилагается к прессу. Верхнюю и нижнюю точки, меняющиеся местами при поворотах металлического тестового листа, не оценивают.Делают подсчет DR, необходимых для того, чтобы растворить внешнюю пленку покрытия на металлическом тестовом листе снизу подложки, и сообщают это значение. Если такую эрозию не достигают за время, когда было достигнуто максимум 300 DR, тест заканчивают после максимум 300 DR.
4. Определение стойкости к коррозии
Стойкость к коррозии покрытий устанавливают определением кромочной коррозии и разметочной коррозии в тесте с распылением нейтральной соли (на основе DIN EN 13523-8 (дата: Июль 2010)).
Противоположные и верхние и нижние боковые поверхности металлического тестируемого листа, покрытого покрывающей пленкой, такого как, например, один из металлических тестируемых листов TBI или TV2, применяемых в примерах, обматывают лентой TESA-пленки (No.4204) и таким образом защищая от коррозии. Длинные боковые поверхности металлического тестируемого листа срезывают заново один раз с нижней части до верха (правая боковая поверхность) и один раз с нижней части до верха (левая боковая поверхность). Отклоняясь от DIN EN 13523-8, лист не деформируют. По центру на листе, покрывающую пленку повреждают по длине приблизительно 11 см, применяя царапанье иглой (van Laar), эта повреждающая метка обязательно являющаяся, по меньшей мере, 2 см от боковых поверхностей. После этого, выполняют тест с распылением нейтральной соли, применяя тестер коррозии SL 2000 от Liebisch. Атакующей средой в этом случае является водный раствор NaCl с массовой концентрацией 50-60 г/л, который непрерывно распыляют на лист. Температура теста составляла 35°С (+2°С). После 360 часов или после 1008 часов, во время которых исследуемый лист оставляют в каждом случае в камере для тестов, соответствующий лист промывают водой и, после хранения в течение 2-5 часов, царапают лезвием. Величина подпленочной деформации/коррозии, которая появилась, в тот же момент устанавливают измерением. Для этой цели, восковую матрицу, полученную своими силами, размещают на боковых гранях и осуществляют измерение на каждом из 10 помеченных мест. Восковую матрицу затем смещают на 0.5 см и измеряют дополнительные точки. Впоследствии формируют среднее значение. Такой же способ затем применяют, чтобы измерить царапину, и здесь необходимо обеспечить, чтобы восковую матрицу наносили таким образом, чтобы 0-линия (линия на восковой матрице, которая отмечает величину нуля мм) лежала на царапине, с последующим измерением 10 мест направо и лево от царапины, соответственно. Здесь снова, измерение повторяют после смещения на 0.5 см. Чтобы получить среднее значение, общую сумму значений, полученных измерением, разделяют на 40. Площадь, подвергнутая измерению, служит в качестве критерия сравнения для подпленочной коррозионной деформации.
5. Определение сгибаемости/растрескивания (Т-изгиб) и сцепления (лента) покрытий соответственно DIN EN 13523-7 (дата: Октябрь 2012)
Тестовый способ применяют, чтобы установить сгибаемость или растрескивание (Т-изгиб) и сцепление (лента) подложек, покрытых покрывающими материалами, под изгибающей нагрузкой, при 20°С.
Исследуемые покрытые металлические тестируемые листы - такие как, например, металлические тестируемые листы TBI или TV1, применяемые в примерах - разрезают на полосы шириной 3-5 см и сгибают под углом 135°, с покрытой стороной обращенной наружу, так, чтобы плечо изгиба лежало в направлении проката (то есть, противоположно к направлению рисунка пленки).
После боковой поверхности согнутой под углом 135°, помещают определенное количество металлических тестируемых листов, каждый имеющий одинаковую толщину листа до сжатия тестируемых панелей тисками. Степень деформации обозначают значением Т. Обозначения здесь следующие:
0 Т: нет металлического листа в качестве промежуточного слоя
0.5 Т: 1 лист в качестве промежуточного слоя
1.0 Т: 2 листа в качестве промежуточного слоя
1.5 Т: 3 листа в качестве промежуточного слоя
2.0 Т: 4 листа в качестве промежуточного слоя
2.5 Т: 5 листов в качестве промежуточного слоя
3.0 Т: 6 листов в качестве промежуточного слоя
Радиус сгибания изменяют до тех пор, пока не был найден наименьший изгиб, при котором трещины в покрытии на плече изгиба не были больше видны под лупой при 10-кратном увеличении. Полученное значение затем записывают как Т-изгиб.
Полосу ленты TESA-пленки (No. 4104) затем плотно притирают, применяя палец или тонкий стержень, поверх этого плеча изгиба, и резко сдирают. Эту полосу прикрепляют к листу бумаги (черная в случае покрывающих систем бледного цвета или белая в случае темных покрывающих систем) и исследуют с лупой, под 100 Вт лампой, на остатки покрывающего материала. Радиус сгибания изменяют до тех пор, пока не будет найден наименьший изгиб, при котором больше нет любых остатков покрывающего материала видимых на TESA ленте под лупой при 10-кратном увеличении. Это значение затем записывают как лента.
6. Определение толщины сухой пленки соответственно DIN EN ISO 2808 (способ 6В) (дата: Май 2007)
Покрытую поверхность подложки, покрывают, по меньшей мере, этим покрывающим материалом, такую как один из металлических тестовых листов TB1 или TV1, например, сначала помечают темным или черным маркером Edding, и затем возле этого отмеченного места наносят разрез под углом наклона вниз к подложке в V-форме, применяя режущее устройство (обозначенное как царапание иглой). Применяя масштаб (микроскоп), встроенный в прибор для измерения толщины пленки PIG от Byk Gardner, с 3419 режущим устройством (1 деление = 1 мкм), может быть считана толщина пленки отдельного покрытия. Для толщины пленки > 2 мкм, ошибка считывания составляет ± 10%.
7. Определение вскипания
Тестовый способ применяют, чтобы определить вскипание и чтобы оценить дефекты потока на подложках, покрытых, по меньшей мере, одним покрывающим материалом, таких как, например, один из металлических тестовых листов TB1 или TV1. Им определяют толщину сухой пленки, над которой вскипание является явным на поверхности пленки. Толщину сухой пленки определяют соответственно способу, описанному в Части 6. Подложку, такую как панель гальванизированной стали ОЕ HDG 5 покрывают тестируемой композицией для покрытия, и поддают тепловой обработке при желательных условиях тепловой обработки. Следующее определение толщины сухой пленки в соответствии со способом, описанным в Части 6, исследуемые покрытые подложки, такие как, например, один из металлических тестовых листов TB1 или TV1, осматривают, чтобы установить толщину пленки, над которой соответствующая покрытая поверхность показывает метки вскипания. Эта толщина сухой пленки сообщается как граница вскипания.
8. Определение кислотного числа
Кислотное число определяют в соответствии с DIN EN ISO 2114 (дата: Июнь 2002), применяя "Способ А". Сообщенное кислотное число соответствует общему кислотному числу, определенному в стандарте DIN.
9. Определение нелетучей фракции
Нелетучую фракцию, то есть, содержание твердых частиц (фракцию твердых частиц), водной дисперсии (Р) или композиции для покрытия, например, определяют в соответствии с DIN EN ISO 3251 (дата: Июнь 2008). Длительность теста составляет 60 минут при температуре от 130°С.
10. Измерение блеска при угле 60° соответственно DIN EN 13523-2 (дата: Октябрь 2012)
Измерение блеска при 60° применяют, чтобы определить блеск поверхности покрытой площади. Определение осуществляется, применяя блескомер MICRO TRI-GLOSS от BYK. Перед каждым измерением, прибор калибруют со встроенными стандартами калибровки. Для теста, установку под углом 60° выбирают на приборе. Проводят 5 измерений в продольном направлении (направление рисунка пленки или направление нанесения), размещая прибор на поверхности планарным способом и считывая измеренное значение. Из 5 измеренных значений, рассчитывают среднее и записывают в тестовых протоколах. Оценку делают определением значения блеска (GU) между 0 и 100.
11. Процедура UVCON теста согласно DIN EN ISO 4892-3 (дата: Март 2011)
Способ теста является ускоренным способом погодного воздействия для тестирования стойкости к свету и погодным условиям покрывающих материалов, в котором 8 флуоресцентных ламп (UVA 340) копируют внешнее погодное воздействие. Цикл свет/темнота и фаза сухой/влажный копируют погодные условия.
Образцы подвергают циклам, каждые 4 часа сухого УФ излучения при температуре черной панели (60±3)°С, следующие 4 часа конденсация воды, без излучения, при температуре черной панели (40±3)°С (один цикл включает 8 часов воздействия).
Для всех тестируемых панелей, делают определение блеска при угле 60°, как описано в Части 10., до начала и после определенных циклов. С его помощью возможно определить понижение процента блеска после определенных циклов. Тест UVCON может быть проведен в течение полной продолжительности от 1008 часов, например. Как показатель является УФ классы, при которых определяют максимально допустимое понижение блеска и разницу в оттенке после фиксированного времени. В отклонении от DIN, оттенок не определяли снова после воздействия.
Изобретательские и сравнительные примеры ниже служат, чтобы объяснить изобретение, но должны быть интерпретированы как ограничивающие его.
1. Получение изобретательской водной дисперсии, содержащей олимерные смолы (Р1) и (Р2)
1.1 Получение дисперсии на основе органических растворителей полимерной смолы (Р1)
В реакционном сосуде объемом 5 л с мешалкой, обратным холодильником и 2 питающими сосудами, смешивают смесь 353.5 г сложного полиэфира, имеющего среднечисловую молекулярную массу (Mn) 630 г/моль, основанного на адипиновой кислоте, малеиновом ангидриде, 1,6-гександиол и этилбутилпропан-1,3-диол (молярное соотношение 0.9:0.1:0.5:1), 39.4 г неопентилгликоля, 18.0 г моноаллилового эфира триметилолпропана, 0.45 г дилаурата дибутилолова и 330 г метилизобутилкетона (MIBK) с 289.5 г изофорон диизоцианата. Реакционную смесь затем нагревают в атмосфере азота до температуры 105°С. При содержании NCO 2.2 мас. %, к реакционной смеси добавляют 69.6 г триметилолпропана (ТМР). При остаточном содержании NCO <0.05 мас. %, добавляют 150.2 г метилизобутилкетона (MIBK). Затем, при температуре 105°С, к реакционной смеси в течение 3 часов добавляют смесь 417.4 г н-бутилацетата, 217.4 г метилметакрилата, 75.9 г 3-гидроксипропилметакрилата и 1059.4 г акриловой кислоты. В тоже время, в течение 3.5 часов подают 179.9 г 11.7 процентного раствора третичного бутилперэтилгексаноата в метилизобутилкетоне. Это дает дисперсию на основе органических растворителей полиуритан-(мет)акрилового сополимера в качестве полимерной смолы (Р1), имеющей содержание твердых частиц 69 мас. %, в пересчете на общую массу дисперсии. Полимерная смола (Р1) имеет кислотное число 31±1 мг KOH на г (Р1).
1.2 Получение полимерной смолы (Р2)
В качестве полимерной смолы (Р2) применяют сложный полиэфир. Этот сложный полиэфир получают, соединяя компоненты, определенные ниже, с перемешиванием, применяя аппарат для растворения в следующем установленном порядке: гидроксипивалат неопентилгликоля (HPN) (9.86 г), неопентилгликоль (14.80 г), триметилолпропан (5.12 г), 2,2,4-триметил-1,3-пентандиол (TMPD) (17.17 г), адипиновая кислота (13.92 г), изотерефталевая кислота (28.48 г) и гексагидрофталевый ангидрид (10.66 г). Применяемые компоненты вводят в реактор, полученную в результате смесь нагревают до 230-250°С, и подают с перемешиванием в процесс. При необходимости, воду, сформировавшуюся во время реакции, удаляют дистилляцией. Это дает сложный полиэфир в виде полимерной смолы (Р2), имеющей содержание твердых частиц 100 мас. %. Полимерная смола (Р2) имеет число ОН в диапазоне от 33 до 43 мг KOH на г (Р2) и кислотное число в диапазоне от 13 до 16 мг KOH на г (Р2). Сложный полиэфир также имеет среднечисловую молекулярную массу (Mn) в диапазоне от 2900 до 3300 г/моль и средневесовую молекулярную массу (Mw) в диапазоне от 16000 до 21000 г/моль, в каждом случае определенную способом определения, указанным выше.
1.3 Получение водной дисперсии (Р) из (Р1) и (Р2)
В реактор загружают 33 мас. частей дисперсии на основе органических растворителей полимерной смолы (Р1) с содержанием твердых частиц 69 мас. %, полученной, как описано в параграфе 1.1, и нагревают до температуры 100°С. Сначала расплавляют 23 мас. частей полимерной смолы (Р2) с содержанием твердых частиц 100 мас. %, как описано в параграфе 1.1, и, в этом расплавленном состоянии, медленно добавляют при 100°С к дисперсии на основе органических растворителей полимерной смолы (Р1), чтобы получить смесь 1:1 полимерных смол (Р1) и (Р2), в каждом случае в пересчете на содержание твердых частиц полимерных смол. Полученную в результате смесь гомогенизируют и охлаждают до 80°С. При этой температуре к смеси добавляют 2 мас. части диметилэтаноламина (DMEA). После этого, гомогенизацию повторяют и полученную в результате смесь затем нагревают до 90°С. На этой стадии, и при этой температуре, добавляют с перемешиванием 42 мас. частей деионизированной воды. Затем, при сниженном давлении удаляют органические растворители, особенно присутствующий MIBK. В течение последующих периодов, добавляют деионизированную воду, чтобы определить содержание твердых частиц в полученной в результате изобретательской водной дисперсии (Р), содержащей (PI) и (Р2), в диапазоне от 45 до 50 мас. %, в пересчете на общую массу водной дисперсии.
1.4 Получение другой полимерной смолы (Р2)
В качестве другой полимерной смолы (Р2) применяют сложный полиэфир. Этот сложный полиэфир получают, соединяя компоненты, определенные ниже, с перемешиванием, применяя аппарат для растворения в следующем установленном порядке: этиленгликоль (8,35 г), триметилолпропан (1,97 г), неопентилгликоль (27,66 г), изотерефталевая кислота (33,79 г), адипиновая кислота (5,31 г) и альдегид гексагидрофталевой кислоты (22,78 г). В качестве катализатора использовали Fastcat 4100 (0,13 г). Применяемые компоненты вводят в реактор, полученную в результате смесь нагревают до 230-250°С, и при этом расплавляли при перемешивании. При необходимости, воду, сформировавшуюся во время реакции, удаляют дистилляцией. Это дает сложный полиэфир в виде другой полимерной смолы (Р2), в которой содержание твердых веществ составляет 100 мас. %. Сложный полиэфир имеет гидроксильные группы, а кислотное число составляет <25 мг KOH на г полиэфира.
1.5 Получение другой изобретательской водной дисперсии (Р) из (Р1) и (Р2)
В реактор загружают 33 мас. частей дисперсии на основе органических растворителей полимерной смолы (Р1) с содержанием твердых частиц 69 мас. %, полученной, как описано в параграфе 1.1, и нагревают до температуры 100°С. Сначала расплавляют 23 мас. частей полимерной смолы (Р2) с содержанием твердых частиц 100 мас. %, как описано в параграфе 1.4, и, в этом расплавленном состоянии, медленно добавляют при 100°С к дисперсии на основе органических растворителей полимерной смолы (Р1), чтобы получить смесь 1:1 полимерных смол (Р1) и (Р2), в каждом случае в пересчете на содержание твердых частиц полимерных смол. Полученную в результате смесь гомогенизируют и охлаждают до 80°С. При этой температуре к смеси добавляют 2 мас. части диметилэтаноламина (DMEA). После этого, гомогенизацию повторяют и полученную в результате смесь затем нагревают до 90°С. На этой стадии и при этой температуре при перемешивании добавляли 42 мас. части деионизированной воды. Затем, при пониженном давлении удаляют присутствующие органические растворители, прежде всего метилизобутилкетон (MIBK). В течение последующих периодов, добавляют деионизированную воду, чтобы определить содержание твердых веществ в полученной в результате изобретательской водной дисперсии (Р), содержащей (Р1) и (Р2), в диапазоне от 44 до 50 мас. % в пересчете на общую массу водной дисперсии. Полученная водная дисперсия представляет собой устойчивую гомогенную дисперсию без осадка. Частицы, содержащиеся в дисперсии, характеризуются средним диаметром частиц в интервале от 150 до 250 нм (эта величина является средним диаметром частиц на основе объема образца (средняя величина D50), по данным измерений методом лазерной дифракции в этаноле на приборе Mastersizer 2000 фирмы Malvern Instruments Ltd, Великобритания).
1.6 Получение не изобретательской водной дисперсии из (Р1) и (Р2) (сравнительная дисперсия V)
Содержащую растворители дисперсию полимерную смолу (Р1), как описано в параграфе 1.1, смешивали с деионизированной водой, и содержащиеся в ней органические растворители удаляли при пониженном давлении. После этого, при добавлении деионизированной воды содержание твердых веществ в полученной водной дисперсии (Р1) доводили до 44 мас. % в пересчете на общую массу водной дисперсии. 52,3 мас. частей этой водной дисперсии полимерной смолы (Р1) с содержанием твердых веществ 44 мас. % загружали в реактор и нагревали до температуры 80°С. Затем 23 мас. частей другой полимерной смолы (Р2), полученной, как описано в параграфе 1.4, с содержанием твердых частиц 100 мас. % в гранулированной форме добавляли в водную дисперсию полимерной смолы (Р1), при этом получали смесь 1:1 полимерных смол (Р1) и (Р2), в каждом случае в пересчете на содержание твердых частиц полимерных смол. При этой температуре и при перемешивании в смесь добавляли 2 мас. части диметилэтаноламина (DMEA). Смесь продолжали перемешивать и затем полученную смесь нагревали до 90°С. Поле этого при добавлении 42 мас. % деионизированной воды определяли содержание твердых веществ в полученной водной дисперсии для сравнения, содержащей (Р1) и (Р2), в интервале от 44 до 50 мас. % в пересчете на общую массу водной дисперсии. Полученная водная дисперсия для сравнения являлась негомогенной и в ней наблюдалось выпадение значительного количества осадка. Частицы, содержащиеся в дисперсии, характеризовались средним диаметром частиц >1 мкм. Следовательно, дисперсия для сравнения, которую не получали способом получения водных дисперсий по изобретению, включающим по меньшей мере стадии (1), (2), (3) и (4), по своим свойствам в значительной степени отличается от изобретательской водной дисперсии (Р), как описано в параграфе 1.5.
2. Получение изобретательской водной композиции для покрытия и сравнительной композиции для покрытия
2.1 Получают примерную изобретательскую водную композицию для покрытия В1, содержащую в качестве связующего компонента изобретательскую водную дисперсию (Р), описанную в параграфе 1.3.
В1 получают с перемешиванием и смешиванием с помощью аппарата для растворения, соединяя компоненты, определенные в Таблице 1 (пункты 1-7) в указанном порядке. Эта водная дисперсия (Р) соответствует, в каждом случае, дисперсии (Р), описанной в параграфе 1.3.
2
Применяемый смачивающий и диспергирующий агент является коммерчески доступным продуктом Disperbyk 190, и применяемый пеногаситель является коммерчески доступным продуктом Вyk 033 (содержание твердых частиц >97 мас. %). В качестве пигмента применяют TiO. Применяемый сшивающий агент является метилированной меламин-формальдегидной смолой, которая доступна коммерчески от BASF под названием Luwipal 066 LF.
Компоненты пунктов 1-7 в Таблице 1, применяемые для получения водной композиции для покрытия В1, смешивают друг с другом в аппарате для растворения и затем диспергируют в шаровой мельнице, до тех пор, пока не будут достигнуто потребление энергии 75 Втчас/кг.
2.2 В качестве сравнительной композиции для покрытия V1, применяют коммерчески доступную композицию верхнего покрытия POLYCERAM Plus Р от BASF Coatings. Это неводная композиция для покрытия, но скорее обычная композиция для покрытия на основе растворителей, включающая следующие компоненты, перечисленные в Таблице 2 ниже:
Сложный полиэфир, применяемый в качестве связующего компонента является смесью разных сложных полиэфиров, по меньшей мере, с одним из таких сложных полиэфиров, являющихся сложным полиэфиром (Р2). V1 не содержит полимерную смолу (Р1).
3. Получение подложек, покрытых изобретательской водной композицией для покрытия В1 или сравнительной композицией для покрытия V1
Гальванизированный стальной лист ОЕ HDG 5 от Chemetall (толщина 0.81 мм; площадь: 10.5 см ⋅ 30 см) подвергают щелочной очистке, применяя коммерчески доступный продукт Gardoclean S5160 от Chemetall, и далее предварительно обрабатывают коммерчески доступным продуктом Granodine 1455Т от Henkel. Далее наносят покрытие праймера, применяя коммерчески доступный праймер (Coiltec Universal Р CF от BASF), на металлический лист, который был очищен и предварительно обработан таким образом, с последующим высушиванием в сушильной печи при температуре подложки 208°С в течение периода 49 с. Покрытие праймера имеет толщину сухой пленки 5 мкм. Гальванизированный стальной лист, очищенный, предварительно обработанный и учитывая покрытие праймера, как указано выше, обозначают здесь как лист Т. Применяя планку для нанесения покрытия, полученные композиции для покрытия В1 или V1, в каждом случае, далее наносили в качестве верхнего покрытия на покрытый таким образом лист Т, которое потом отверждали при типичных условиях покрытия рулонного проката, а именно при температуре подложки 243°С в сушильной печи в течение времени 63 с.
Толщина сухой пленки полученного в результате верхнего покрытия составляет 20 мкм в каждом случае. Получаются листы TB1 и TV1.
Результаты некоторого числа тестов рабочих характеристик применяют, чтобы исследовать примеры TB1 и TV1 изложены в Таблице 3 ниже. Каждый из отдельных параметров определенных здесь способами описанными выше.
* = не определен
Из результатов в Таблице 3 очевидно в особенности, что, если применяется изобретательская композиция для покрытия В1 в качестве верхнего покрытия для подложки Т, возможно предотвратить возникновение дефектов поверхности, таких как метки вскипания. В то время как это также наблюдают для сравнительной композиции V1, тем не менее, достигнуто там только через присутствие высоких фракций относительно нелетучих органических растворителей, присутствие в такой композиции, является кое-чем нежелательным на экологических основаниях.