CN107636090A - 用于无需化学或物理预处理而涂覆塑料基底的粘合剂 - Google Patents
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Abstract
根据本发明生产的粘合剂可以用于生产直接粘附在塑料上而无需任何类型的化学或物理预处理的多种涂覆产品。可以生产可直接施用于塑料的底漆、高光漆、金属漆、清漆和特殊效果漆;这绝对是新颖的,因为其不需要预处理。根据本发明生产的粘合剂也可以用于配制确保在塑料本身和用于包装的纸板之间的非常好的胶粘剂粘合。本发明涉及粘合剂和获得的底漆、单涂漆和胶粘剂。
Description
描述
本发明涉及用于涂覆塑料基底的粘合剂和底涂料,加入了该粘合剂的一体式单涂漆、单涂金属漆、胶粘剂和塑料。另外,本发明涉及生产用于涂覆塑料基底的粘合剂或底涂料,一体式单涂漆、单涂金属漆和胶粘剂的方法。
使用根据本发明的粘合剂,可以生产许多涂料产品,所述涂料产品直接粘附在塑料上而无需任何化学或物理预处理。可以生产可以直接涂覆在塑料上的底涂料、高光漆、金属漆、清漆(clear lacquers)和效果漆(effect lacquers),因为不再需要预处理,因此具有新颖性。使用根据本发明的粘合剂,还可以配制胶黏剂,该胶黏剂保证塑料本身和纸板之间非常好的粘合。
塑料由于具有良好的性能和广泛的适用性而在工业上广泛使用。例如在汽车制造行业,塑料用于生产内外部车辆部件和配件。在该过程中,出于各种原因,为塑料提供漆图层是有利的。一方面,通过在塑料上涂覆漆图层,可以升级塑料的外观,例如通过加入颜色。另外,可以涂覆塑料以增加耐候性和耐光性。
在现今的工业中,塑料模制部件正在越来越多地与金属部件一起使用,并且需要漆图层。这对越来越多地由塑料制成的机动车部件尤其如此,所述机动车部件如保险杠面板、扰流板、踏脚板、轮胎衬里和侧面包层或衬里条。这种模制部件越来越多地由含有聚丙烯的塑料(所谓的聚丙烯共混物)制成,基于塑料部分,聚丙烯含量为大于50重量%(wt%)。目前以一体式颜色(unibody colors)和效果颜色(effect colors)涂覆这些部件。然而,这种类型的涂层并非没有问题。
必须配制具有一体式颜色和效果对比颜色的漆,使得所述漆满足以下要求:顶涂料系统(一体式顶涂料或效果底涂料)直接良好地粘附在塑料表面上,特别地在无化学预处理的情况下,具有<900的低弹性模量,而在有化学预处理时,特别地例如火焰处理、电晕和等离子体预处理的情况下,在许多聚丙烯共混物中弹性模量<600。
直到现在,在机动车行业中,在使用用于聚丙烯塑料部件的效果车身颜色的漆的情况下,即含有效果颜料如金属颜料或基于云母片的颜料的漆的情况下,在顶涂之前不预先底涂塑料部件是不可能的事,所述漆必须具有与用于涂覆机动车身的漆对应的颜色,在涂覆顶涂料漆之前不进行塑料部件的底涂是不可能的事。
高质量涂层的一个重要的先决条件是与背景即基底表面的粘附性。通常已知的是,正好在涂覆塑料或为塑料涂漆的情况下,可能发生塑料背景的严重的粘附性问题,所述塑料尤其是非极性塑料如纯形式或改性形式(例如通过加入乙烯-丙烯-二烯单体共聚物(EPDM))的聚丙烯(PP)。为了实现各种涂层剂的可接受的粘附性,这种非极性塑料通常通过表面活化的化学或物理预处理来进行预处理。最常用的方法是火焰处理、等离子体处理和电晕放电。还已知增粘物质,特别是氯化聚烯烃可用于改善粘附性。增粘物质的使用例如借助含有增粘物质并且在单独的涂覆过程中施用于塑料基底上的粘附性底漆来实现。在现有技术中,这些粘附性底漆仅在没有色素沉着的情况下才是可能的,并且这些粘附性底漆形成透明的薄层,从而使得能够实现与随后的漆层粘附。
在已知的现有技术中,将增粘物质直接添加至涂层剂中,由此产生装饰上和/或技术上有利的涂层是有问题的。即使在表面活化预处理的情况下,涂覆剂对塑料基底的粘附性也不总是足够的,使得例如由于耐候性或机械应力的影响,涂漆的塑料部件的涂层逐渐脱落。因此,在现有技术中,增粘物质的使用经常导致不够理想的粘附性能。此外,从环境的角度来看,使用增粘物质,尤其是氯化聚烯烃是不利的。由于环境原因而在塑料涂层和其他区域中使用水性涂层剂越来越常见,粘附问题进一步加剧,尤其是在非极性塑料基底的涂漆中,这是由于两种介质,即塑料基底和涂层剂之间的极性差异。
本发明的目的是提供粘合剂,由该粘合剂可以生产不具有现有技术的缺陷的尤其是用于涂覆塑料基底的底涂料、底漆、一体式单涂漆、金属漆或其他单涂漆,或胶粘剂。粘合剂和由其生产的底涂料、漆或胶粘剂被认为展示了对塑料背景的卓越的粘附性。另外,粘合剂和由其制备的产品被认为具有高增粘性能。“增粘性能”优选是指在用粘合剂或由其制备的底涂料涂覆塑料基底后,漆特别稳定地粘附到塑料上,因此可以以低成本和高质量进行涂漆。本发明将消除现有技术的缺陷,例如仅使用未着色的塑料底涂料助粘剂。
因此,本发明的另外的任务是,即使没有常规的化学或物理预处理方法,也可以生产不再需要助粘剂并且对塑料具有良好的粘附性的用于不同涂层的粘合剂。此外,用粘合剂生产的底涂料保证良好的可复涂性(overpaintability) 和对顶涂料的粘附性。以这种方式,整体结构应该以稳定的形式粘附到塑料上,而不需要根据先前的现有技术所需的预处理,例如必须使用未着色的助粘剂或物理处理。因此,本发明的另外的任务是提供使用粘合剂或底涂料涂覆塑料基底的方法,这使得可以提供具有涂层或漆层的塑料基底,所述涂层或漆层展示了优秀的与各自的塑料基底的粘附性,因此令人惊奇地好于现有技术中可能的涂层或漆层。特别地,根据本发明的方法生产的塑料涂层的粘附性应该比使用先前已知方法施用于塑料基底的漆层更好。此外,如现有技术中所述,应该可以执行该方法而不对塑料进行费力的预处理。
根据本发明,根据权利要求1的粘合剂实现该目的。从属权利要求代表用于解决问题的优选实施方式。
本发明涉及用于涂覆塑料的粘合剂,所述粘合剂可以通过包括以下步骤的方法生产:
1)使用包括以下步骤的方法生产第一中间产物:
1a)在50~99wt%的第一有机溶剂中混合和溶解5~45wt%的氯化聚烯烃混合物
1b)将上一步的混合物加热至65~120℃的温度,持续至少30分钟
1c)在65~120℃的混合温度下将0.05~5wt%的改性硅烷混合物引入至上一步的混合物中,
其中1a)至1c)中的wt%基于第一中间产物的总重量,并且总的wt%小于或等于100;
2)使用以下步骤的方法进一步处理第一中间产物以制备粘合剂:
2a)将5~40wt%的氯乙烯-乙烯醚共聚物混合入50~90%的第二有机溶剂中
2b)将10~80wt%的第一中间产物引入至上一步的混合物中
2c)均质化上一步的混合物,
其中2a)至2c)中的wt%基于粘合剂的总重量,并且总的wt%小于或等于100。
通过该方法可以生产的优选的粘合剂具有惊人高的对塑料的增粘能力。因此,这样的粘合剂是尤其适合于涂覆塑料的底涂物质。具体地,粘合剂适合于涂覆塑料,而不需要使用常规的化学或物理预处理方法。漆、涂料或胶粘剂以高耐久性粘附于使用根据本发明的粘合剂涂覆的塑料,优选直接粘附在塑料上,而不需要如已知的现有技术那样费力地预处理塑料。粘合剂的显著的增粘能力可以至少部分地归因于粘合剂的高度交联。另外,粘合剂对塑料表面具有高的极化活性,牢固地粘合到这些塑料表面上,并且有助于另外的层例如漆的粘附。这里特别令人惊奇的是,根据本发明的粘合剂也特别适用于涂覆非极性和耐溶剂性塑料,并且对这些塑料具有高的附着能力。所述方法步骤有利地特别适于首先在第一有机溶剂中将一定重量分数的氯化聚烯烃混合物均匀地混合。特别地,加热到65~120℃的温度的步骤导致产生尤其有反应性的氯化聚烯烃混合物。由于热活化能,反应混合物特别适用于与改性硅烷混合物结合并产生所述塑料的积极的增粘特性。由于热活化能,反应混合物特别适于与改性硅烷混合物结合并产生所述塑料的阳性增粘特性。由于活化温度,在氯化聚烯烃混合物中形成活性分子基团,该活性分子基团在指定温度下与硅烷形成特别均匀的络合物,所述络合物具有随后与氯乙烯-乙烯醚共聚物混合所需的基团,以实现最佳反应。这是根据本发明认识到的特别令人惊讶的效果。例如,在该温度范围内发生有机溶剂蒸发的增加。因此,在工业规模下将混合物加热至65~120℃的温度需要更高的技术努力,以及对特殊的混合元件和提取装置的使用。因此,对本领域技术人员来说非显而易见的是,生产粘合剂以在65~120℃的温度下进行将氯化聚烯烃混合物与改性硅烷混合物混合的工艺步骤。不仅关于所使用的组分,而且特别是关于在所提到的温度下生产粘合剂的方法步骤,因此这样根据本发明可以生产的粘合剂代表了与现有技术的背离。在方法步骤的执行中,在完成对要保持的第一中间产物的65~120℃反应阶段后,在进一步加工该第一中间产物以制备步骤2c)中的粘合剂之前,熟化时间可以优选为至少12小时,优选为至少24小时。
本发明优选包括可以通过所述方法制备的粘合剂。换句话说,本发明还优选包括可以通过不同方法制备且具有与可以通过引用的方法生产的粘合剂相同特性的粘合剂。在特别优选的实施方式中,本发明涉及通过引用的方法生产的粘合剂。
在优选实施方式中,对于生产第一中间产物,首先将10~20wt%的氯化聚烯烃混合物溶解在80~90wt%的第一有机溶剂中并混合。另外,将生产的混合物有利地加热到65~120℃,优选为75~110℃的温度,持续至少30分钟。然后具体地,将0.1~0.5wt%的改性硅烷混合物添加至在65~120℃的混合温度下的加热的混合物。所述的优选的参数范围导致对非极性塑料的增粘能力特别地提高。
另外,在优选实施方式中,将氯化聚烯烃混合物在用溶解器连续搅拌下逐步添加至第一有机溶剂中,其中溶解器具有优选为220mm至350mm的直径,溶解器的搅拌速度优选为300~700转/分钟,最优选为500转/分钟。该类型的混合步骤特别适于提高起始物质的反应性并获得非常良好的交联的粘合剂。
另外,在另一种优选实施方式中,通过溶解器在对根据本发明的方法中的步骤1b)中的混合物连续搅拌下引入改性的硅烷混合物,其中溶解器具有优选为220mm至350mm的直径,溶解器的搅拌速度优选为300~700转/分钟,最优选为500转/分钟。这些值尤其适于获得均匀混合物以及提高塑料上的粘合剂的表面活性。
在另外的优选实施方式中,对于可通过以上方法生产的根据本发明的粘合剂,在步骤1b)中,加热混合物至65~120℃的温度,持续1h~12h,优选为 4h~6h。这些加热时间跨度使得混合物的反应性缓慢升高,并因此特别适于获得用于塑料涂层的均匀和交联的粘合剂。由于对塑料的高极化潜力,该类型的粘合剂具有特别高的增粘能力。
在根据本发明的方法的另外的步骤,首先在50~90%的有机溶剂中溶解5 ~40%的氯乙烯-乙烯醚共聚物。使用的溶剂特别优选地选自芳族化合物的组;二甲苯是特别优选的。该方法步骤可以优选在室温下进行,例如在20~25℃的温度下进行。步骤2b)中的均质化优选在溶解器的帮助下进行,其中溶解器盘具有优选为220~350mm的直径,溶解器盘的搅拌速度优选为300~700 转/分钟,最优选为500转/分钟。
然后,生产的该混合物与第一中间产物混合并且均质化。优选地,在室温例如20~25℃下使用溶解器进行均质化。溶解器具有优选为220~350mm的直径,其中基于该大小,溶解器的搅拌速度优选为300~700转/分钟,特别优选为500转/分钟。在本发明的意义内,优选的是,至少部分混合,以及优选地均匀混合化学组分,这可以通过例如搅拌、震动等机械步骤实现。
因此,粘合剂含有10~80wt%的第一中间产物。通过引入氯乙烯-乙烯醚共聚物提高了第一中间产物用于在塑料上粘附的正面特性。惊人地,氯乙烯- 乙烯醚共聚物与第一中间产物的组分特别有利地反应,并且因此产生展示出与塑料表面特别强的粘附能力的粘合剂。尤其惊人的是,这导致了协同效应,由于该协同效应粘合剂与塑料表面尤其是与非极性塑料表面尤其强和快速地反应。与现有技术对比,使用根据本发明的粘合剂涂覆塑料不需要费力的物理或化学预处理。如上所述,这尤其要归因于生产第一中间产物的反应,其中一系列基团由氯化聚烯烃的活性分子基团与硅烷一起形成。根据本发明认识到,因为第一中间产物的这些组分,可以实现与氯乙烯-乙烯醚共聚物尤其强的交联。
因此,使用该粘合剂,实现塑料表面的强极化,这提高了塑料的湿润,并因此提高了对用粘合剂涂覆的塑料的粘附性。因此,这样的粘合剂尤其适合作为用于涂覆塑料的基底物质。粘附于使用基于根据本发明的粘合剂的产品涂覆的塑料的漆、涂料或胶粘剂以高耐久性粘附,而不需要如已知现有技术那样费力的预处理。如上所述的粘合剂的显著的增粘能力可以至少部分地归功于粘合剂的高度交联。另外,粘合剂具有对塑料表面的高极化活性,因此其持久地粘附于塑料表面并促进对另外的层例如漆的粘附。根据本发明的粘合剂也尤其适于涂覆非极性和耐溶剂性塑料,并且对这些塑料具有高粘附能力。
本领域技术人员也认识到步骤的各种顺序在生产根据本发明的粘合剂的方法中是合适的。优选地,在单独的反应批次中,根据步骤1a)至1c)制备第一中间产物,根据步骤2a)制备第二中间产物,然后在步骤2b)中将第一中间产物和第二中间产物混合在一起。然而,也可以优选的是:在根据步骤 1a)至1c)的批次中生产第一中间产物,然后将第二中间产物的组分引入该第一中间产物。
因此,在另外优选的实施方式中,本发明包括可以通过包括以下步骤的方法生产的粘合剂:
i)在5~79wt%的第一有机溶剂中混合和溶解0.5~36wt%的氯化聚烯烃混合物
ii)加热上一步的混合物至65~120℃的温度,持续至少30分钟
iii)在65~120℃的混合温度下将0.005~4wt%改性硅烷混合物引入上一步的混合物中
iv)将5~40wt%的氯乙烯-乙烯醚共聚物和50~90wt%的第二有机溶剂引入上一步的混合物中
v)使上一步的混合物均质化,
其中i)至v)中的wt%基于粘合剂的总重量,并且总的wt%小于或等于 100。
优选步骤iv)和v)在20~25℃的室温下进行。
在本发明的另外的优选实施方式中,在第一中间产物的情况下进一步的过程使用包括以下步骤的方法进行:
2a)将20~30wt%的氯乙烯-乙烯醚共聚物混合入40~60%的第二有机溶剂中
2b)将10~30wt%的第一中间产物引入至上一步的混合物中
2c)使上一步的混合物均质化,
其中步骤2a)至2c)中的wt%基于粘合剂的总重量,并且总的wt%小于或等于100。
可以用以上指定的wt%生产的粘合剂尤其适于涂覆塑料,因为使用这样的任选地进一步处理的粘合剂可能使塑料的涂覆尤其持久。另外,关于持久性、平滑性或视觉外观方面的涂层质量在要求的条件下降低非常少或根本不降低。
因此,在特别优选的实施方式中,本发明涉及可以使用包括以下步骤的方法生产的用于涂覆塑料的粘合剂:
1)通过包括以下步骤的方法生产第一中间产物:
1a)在80~90wt%的第一有机溶剂中混合和溶解10~20wt%的氯化聚烯烃混合物
1b)将上一步的混合物加热至65~120℃的温度,持续至少30分钟
1c)在65~120℃的混合温度下将0.1~0.5wt%的改性硅烷混合物引入至上一步的混合物中,
其中1a)至1c)中的wt%基于第一中间产物的总重量,并且总的wt%小于或等于100;
2)通过包括以下步骤的方法进一步处理第一中间产物以制备粘合剂:
2a)将20~30wt%的氯乙烯-乙烯醚共聚物混合入40~60%的第二有机溶剂中
2b)将10~30wt%的第一中间产物引入至上一步的混合物中
2c)使上一步的混合物均质化,
其中2a)至2c)中的wt%基于粘合剂的总重量,并且总的wt%小于或等于100。
这些参数范围使得粘合剂具有对塑料,尤其是对极性塑料特别高的分子亲和性。另外,该粘合剂是尤其稳定和耐久的。因此,这样的粘合剂甚至可以长时间储存,即储存至少10个月,而其对塑料的粘附特性不会实质地降低。
本领域技术人员也认识到制备过程的各种步骤顺序对于可以根据本发明生产的粘合剂的优选实施方式是合适的。优选的是,如上所述,在单独的批次中,根据步骤1a)至1c)制备第一中间产物,根据步骤2a)制备第二中间产物,然后在步骤2b)中将第一中间产物和第二中间产物混合。然而,也可以优选的是:例如,根据步骤1a)至1c)生产第一中间产物,然后将第二中间产物的组分引入该第一中间产物中。
因此,在另外的优选实施方式中,本发明包括可以通过包括以下步骤的方法生产的粘合剂:
i)在8~27wt%的第一有机溶剂中混合和溶解1~6wt%的氯化聚烯烃混合物
ii)加热上一步的混合物至65~120℃的温度,持续至少30分钟
iii)在65~120℃的混合温度下将0.01~0.15wt%的改性硅烷混合物引入上一步的混合物中
iv)将20~30wt%的氯乙烯-乙烯醚共聚物和40~60wt%的第二有机溶剂引入上一步的混合物中
v)使上一步的混合物均质化,
其中i)至v)中的wt%基于粘合剂的总重量,并且总的wt%小于或等于 100。
优选步骤iv)和v)在20~25℃的室温下进行。
“氯化聚烯烃混合物”具体地被定义为含有至少70wt%,优选至少90wt%的一种或多种氯化聚烯烃的化合物,其中wt%基于氯化聚烯烃混合物。因此,氯化聚烯烃混合物优选可以主要包括氯化聚烯烃,而不需要排他地由氯化聚烯烃组成。特别地,根据本发明,氯化聚烯烃混合物还可以包括另外的组分,如优选树脂,所述树脂优选选自包括氨基树脂、环氧树脂和双酚A-表氯醇树脂的组。另外,氯化聚烯烃混合物也可以含有另外的组分;特别地,氯化聚烯烃混合物也可以含有氯仿。
优选地,氯化聚烯烃混合物具有的氯含量为10%~50%,优选为20%~ 35%,特别优选为25%~30%。上述的氯分数使得能形成特别交联的粘合剂,并因此提高粘合剂与要涂覆的塑料的反应性。以该方式,可以实现与塑料尤其良好的粘附,所述塑料尤其包括极性塑料。
优选的氯化聚烯烃混合物是氯化聚乙烯树脂、氯化聚丙烯树脂、马来酸酐改性的氯化聚乙烯树脂、氨基甲酸乙酯改性的氯化聚丙烯树脂、氯化乙烯-丙烯共聚物或氯化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,各自具有优选为10~30%的氯含量。
在优选实施方式中,氯化聚烯烃混合物是优选为 14-LWP、13-LP、13-LLP、15-LP、15-LLP、16-LP、DX-526P、CY-9122P、CY-9124P、HM-21P、M-28P、F-2P、F-6P、 CY-1132、EH-801或EW-5303。相当特别优选地,氯化聚烯烃混合物是14-LWP或DX-530P。
以上指定的类型是已发展成描述性术语的特别优选的氯化聚烯烃混合物的商品名。通过这些商品名表征特别优选的氯化聚烯烃混合物是清楚的。比使用商业采用的商品名更详细地表征类型是不可能或不合理的。类型是指由日本东洋纺(Toyobo)制造的化合物,并且在2015 年4月在日本东洋纺的数据表上指定和公布。2015年4月起,可以在 http://www.toyobo-global.com/seihin/hardlen/上下载Toyobo数据表。
术语“氯化聚烯烃”尤其是指通式为(-CH2-CR1R2)n的氯化聚合物,其中 R1表示氢,并且R2表示氢、直链或支链的饱和脂族或脂环族基团或不饱和基团如苯基。这种类型的特定聚烯烃是聚乙烯,聚丙烯,聚丁烯,聚异丁烯,聚己烯,聚辛烯,聚癸烯和聚十八烯以及聚苯乙烯。特别优选的是氯化聚丙烯。氯化聚烯烃优选通过使这些聚合物氯化和/或使已经含有氯的单体聚合来获得,例如氯乙烯和偏二氯乙烯。
“改性硅烷混合物”具体是含有至少30wt%,优选至少50wt%,特别优选至少70wt%,最特别优选至少90wt%的一种火多重改性硅烷的化合物,其中,wt%基于改性硅烷混合物。
“改性硅烷”具体是硅烷衍生物和/或改性硅烷化合物。本领域技术人员已知烷烃和/或锗烷是与硅烷是化学上相似的物质组。因此,在某些实施方式中,改性硅烷还涉及改性烷烃,烷烃衍生物,改性烷烃化合物,改性的锗烷,锗烷衍生物和/或改性锗烷化合物。在另外的优选实施方式中,改性硅烷可以理解为有机官能硅烷。此外,在某些实施方式中,改性硅烷可以理解为乙烯基官能硅烷。在特别优选的实施方式中,改性硅烷被理解为改性环氧硅烷。在另外的特别优选的实施方式中,改性硅烷被理解为具有通用结构 R1 aR2 bSi(OR3)4-a-b的官能环氧硅烷,其中,R1是环氧基取代的烷基或芳烷基,其中烷基含有4~30个碳原子,R3是具有2~10个碳原子的烷基或烷氧基取代的烷基、芳基或芳烷基,R2是具有1~10个碳原子的烷基或烷氧基取代的烷基、芳基或芳烷基,a为1~3,b为0~2,其中规定a+b等于1、2或3。基团R1、R2和R3可以是环状、支链或直链。在最特别优选的实施方式中,改性硅烷是β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷以及该化合物的其他变体,如 US 571432中所述。在最特别优选的实施方式中,改性硅烷混合物是 1770。
1770是已发展成描述性术语的特别优选的改性硅烷混合物的商品名。因此通过传统商品名1770来表征特别优选的改性硅烷混合物是可能和合理的。1770涉及由迈图(Momentive)公司生产的化合物,并且在2015年4月在来自迈图的技术数据表上指定和公布。2015年4月可以在https://www.momentive.com/Products/home.aspx?id=20459上下载迈图的技术数据表。
氯乙烯-乙烯醚共聚物优选通过氯乙烯(通式为C2H3CI,分子量为62.50 g/mol)与乙烯醚共聚获得。因此,氯乙烯-乙烯醚共聚物也优选是指基于氯乙烯和乙烯醚的共聚物。聚氯乙烯和二异丙醚的有机化合物。乙烯基优选是指反应性乙烯基,尤其是原子基团R–CH=CH2。在下图中,乙烯基在任意分子(上式)、氯乙烯(中式)和苯乙烯(下式)中表示为官能团。
特别优选的乙烯醚是通式为C6H12O,分子量为100.16g/mol的异丁基乙烯醚。因此,特别优选的是氯乙烯和异丁基乙烯醚的耐水解共聚物,其适于用作印刷油墨、交通标线漆、立面和防腐涂料以及用于轻金属、混凝土和塑料涂料的粘合剂。因此,特别优选的氯乙烯-乙烯醚共聚物是氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物。特别优选的氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物是MP产品组,优选为MP 15~45,最特别优选为MP 35。
MP粘合剂和MP 35是由基于氯乙烯和异丁基乙烯醚的共聚物(氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物)制成的特别优选的粘合剂的商品名,其已发展成描述性术语。使用这些商品名表征由基于氯乙烯和异丁基乙烯醚的共聚物制成的特别优选的粘合剂是清楚的。比使用传统商品名更清楚地对MP粘合剂和MP 35表征是不可能或不合理的。MP粘合剂和MP 35是指由BASF公司制造的化合物,并且在2010年11月的BASF技术数据表上指定和公布。
优选的是,氯乙烯-乙烯醚共聚物,优选为氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物的氯含量为20%~60%,优选为30%~50%,特别优选为40%~48%。以上指定的氯分数使得氯乙烯-乙烯醚共聚物与氯化聚烯烃和改性硅烷的混合物的反应性尤其高,因此导致粘合剂对塑料,尤其是对极性塑料的高粘附能力。
另外的优选的氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物是来自安徽和福公司 (AnhuiHerrman Impex Co.,Ltd)的HERRMANN 45MP或Hostaflex VCM 6230。
术语增粘能力优选是指未经物理或化学预处理而用粘合剂或底涂料涂覆塑料基底后,随后的漆涂层特别稳定地粘附在塑料上,因此可以以低成本和高质量实现漆涂层。在该方法中,对塑料的增粘能力不限于使漆对塑料具有特别好的粘附性,而且还可以用于使其它物质例如塑料粘合剂或甚至塑料本身对塑料具有特别好的粘附性。
塑料优选是指丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈、丙烯腈/丁二烯/丙烯酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、丙烯腈/氯化聚乙烯/苯乙烯、丙烯腈/甲基丙烯酸甲酯、丁二烯橡胶、丁基橡胶、酪蛋白塑料、乳石、乙酸纤维素、纤维素水合物、硝酸纤维素、氯丁二烯橡胶、甲壳质、脱乙酰壳多糖、环烯烃共聚物、环氧树脂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯 -丙烯-二烯橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯、氟化橡胶、液晶聚合物、脲醛树脂、高抗冲聚苯乙烯、异戊二烯橡胶、木质素、三聚氰胺-甲醛树脂、三聚氰胺/苯酚-甲醛、丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯、天然橡胶(阿拉伯胶(Gummi arabicum))、酚醛树脂、全氟烷氧基烷烃、聚丙烯腈、聚酰胺、聚丁二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚己内酯、聚碳酸酯、聚氯三氟乙烯、聚酯、聚酯酰胺、聚醚嵌段-酰胺、聚醚酰亚胺、聚醚酮、聚醚砜、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚羟基烷酸酯、聚羟基丁酸酯、聚酰亚胺、聚异丁烯、聚交酯(聚乳酸)、聚甲基丙烯酸甲酰亚胺、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基戊烯、聚甲醛或聚缩醛、聚苯醚、聚苯硫醚、聚邻苯二甲酰胺、聚丙烯、聚吡咯、聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯(硬质PVC)、聚氯乙烯(软质PVC)、聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、硅橡胶、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、热塑性淀粉、热塑性聚氨酯、不饱和聚酯、氯乙烯/乙烯和氯乙烯/乙烯/甲基丙烯酸酯。
特别优选地,塑料是指聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(PP-EPDM)、发泡聚丙烯(EPP)、玻璃纤维增强塑料(GFK)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚酰胺(PA)、PA 6、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和/或聚氯乙烯(PVC)。
通常,术语漆应用于具有通过例如着色产生的保护性和/或光学效果的涂层材料;具体地,漆是单组分漆、双组分漆、单涂漆、色淀、保护漆、醇酸树脂漆、油漆、油基漆、硝酸纤维素漆;含沥青和焦油的漆、虫胶、酚醛漆、尿素漆、三聚氰胺树脂漆、聚酯基漆、环氧树脂漆、聚氨酯树脂漆、聚苯乙烯漆、聚乙烯树脂漆、基于丙烯酸聚合物的涂料或漆、基于合成聚合物的涂料或漆、工业漆、粉末漆、乳胶漆、合成树脂粘结石膏、上浆漆、水彩颜料、硅酸盐涂料、硅酸盐石膏、分散漆涂料、电泳漆、水性漆、硅树脂漆;基于合成或天然聚合物的硅树脂石膏或涂料。
另外,特别优选地,有机溶剂是指芳族溶剂如二甲苯、甲苯或溶剂石脑油,或含芳烃的溶剂如油基印刷油墨或白色精油。
因此,在优选的实施方式中,本发明涉及可以用根据本发明的方法生产的粘合剂,其中氯化聚烯烃混合物包含一种或多种氯化聚烯烃和树脂,所述树脂优选选自包括氨基树脂、环氧树脂和双酚A-表氯醇树脂的组。
在特别优选的实施方式中,本发明涉及可以用根据本发明的方法生产的粘合剂,其中氯化聚烯烃混合物包含优选为14 LWP和/或DX-530P。
在该情况下,优选为 13-LP、 13-LLP、15-LP、15-LLP、16-LP、 DX-526P、CY-9122P、CY-9124P、HM-21P、 M-28P、F-2P、F-6P、 CY-1132、 EH-801、EW-5303,最特别优选为14-LWP和/或 DX-530P,表示用于生产粘合剂的特别合适的氯化聚烯烃混合物,因为这些特别合适地提高了对非极性塑料的增粘能力。另外,完全令人惊讶的是,所述的 类型和最特别的14LWP和/或 DX-530P提高了粘合剂的耐久性。因此使用所述的类型和最特别地使用14LWP和/或DX-530P生产的粘合剂在大于 12个月的特别长的时间内具有高增粘能力。
在根据本发明的粘合剂的另外的优选实施方式中,第一有机溶剂是芳族烃,优选选自包括二甲苯、甲苯和溶剂石脑油的组。所述溶剂特别适合于溶解氯化聚烯烃混合物和改性硅烷混合物,因此提供了具有高度交联度的均质粘合剂。
在特别优选的实施方式中,根据本发明的粘合剂包括改性硅烷混合物,所述改性硅烷混合物优选为改性环氧硅烷,特别优选为 1770。在与氯化聚烯烃混合物混合时环氧硅烷的涂覆特性,尤其是1770的涂覆特性导致惊人的效果。特别地,混合物增加了对塑料基底的结合亲和力,使得以这种方式制备的粘合剂在各种塑料基底上具有优异的粘附特性。
在优选实施方式中,粘合剂的特征为,其可以通过以上方法生产,其中在另外的步骤中,将1~35wt%,优选0.5~2wt%的丙烯酸酯添加至2c)的混合物中,其中wt%基于粘合剂的总重量。最特别优选地,丙烯酸酯是甲基丙烯酸酯树脂,特别优选为PM381N。有利的是,进一步添加所述丙烯酸酯导致以下事实:粘合剂特别好地粘附到塑料上,因此制备的粘合剂特别好地用于用例如漆进行涂覆。
在另外的优选的实施方式中,粘合剂的特征为,第二有机溶剂包括芳族烃,优选选自包括二甲苯、甲苯和溶剂石脑油的组。这些特别适于溶解和混合聚合物组分,特别是基于氯乙烯和异丁基乙烯基醚的共聚物。
最特别优选地,第二有机溶剂由二甲苯组成。另外,也获得了粘度特别高,同时交联度高的粘合剂。因此,优选的实施方式特别适于塑料的涂覆。
在另外的实施方式中,粘合剂的特征为,第二有机溶剂包括酯,优选选自包括乙酸丁酯,乙酸1-甲氧基丙酯,甲基乙二醇乙酸酯或乙基乙二醇乙酸酯,丁基乙二醇乙酸酯和乙基二乙二醇乙酸酯的组。这些特别地增加了粘合剂的均匀性和反应性。
此外,在另外的实施方式中,有机溶剂可以由20~60wt%的乙酸丁酯和40~80wt%的二甲苯组成,其中乙酸丁酯和二甲苯的总wt%为100。
在优选的实施方式中,粘合剂的特征为,氯乙烯-乙烯醚共聚物是氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物,即包括基于氯乙烯(C2H3Cl)和异丁基乙烯醚(C6H12O)的共聚物。特别优选的氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物是 MP(MF O-CH2-CH(CH3)2-(CH2-CH)m-(CH2-CHCL)n,主要原料为75%氯乙烯;25%异丁基乙烯醚)粘合剂,优选为MP 35。MP粘合剂,尤其是 MP 35,特别提高了粘合剂对塑料表面的极化能力。另外,MP粘合剂,特别是MP 35,导致根据本发明的粘合剂的交联特别稳定并且提高其增粘能力。
在另外的实施方式中,本发明涉及生产粘合剂的方法,包括以下步骤:
1)通过包括以下步骤的方法生产第一中间产物:
1a)在50~99wt%的第一有机溶剂中混合和溶解5~45wt%的氯化聚烯烃混合物
1b)将上一步的混合物加热至65~120℃的温度,持续至少30分钟
1c)在65~120℃的混合温度下将0.05~5wt%的改性硅烷混合物引入至上一步的混合物中,
其中1a)至1c)中的wt%基于第一中间产物的总重量,并且总的wt%小于或等于100;
2)通过包括以下步骤的方法进一步处理第一中间产物以制备粘合剂:
2a)将5~40wt%的氯乙烯-乙烯醚共聚物混合入50~90%的第二有机溶剂
2b)将10~80wt%的第一中间产物引入至上一步的混合物中
2c)使上一步的混合物均质化,
其中2a)至2c)中的wt%基于粘合剂的总重量,并且总的wt%小于或等于100。
本领域技术人员认识到,所公开的根据本发明的粘合剂的优选实施方式对于根据本发明的方法同样是优选的。另外,所公开的根据本发明的粘合剂的优势及其优选实施方式同样适用于根据本发明的方法和根据本发明的方法所生产的粘合剂。因此,本发明同样涉及根据本发明的方法及其优选实施方式生产的粘合剂。
根据本发明的粘合剂对塑料具有高的增粘能力。在此,增粘能力不仅限于总漆增强对塑料产生特别好的粘附,而且还可能实现其他物质例如塑料胶粘剂或甚至塑料本身对塑料的特别好的粘附。
另外由于根据本发明的粘合剂具有高的增粘能力,因此根据本发明的粘合剂特别适于生产用于塑料的漆涂层的底涂料。
因此,本发明还涉及用于涂覆塑料的底涂料,其可以通过包括以下步骤的方法生产:
3a)将10~30wt%的粘合剂与2~10wt%的膨润土混合
3b)将10~30wt%的颜料混合物添加至上一步的混合物中
3c)将0.1~5wt%的添加剂混合物添加至上一步的混合物中
3d)将10~50wt%的第三有机溶剂添加至上一步的混合物中,
其中步骤3a)至3d)中的wt%基于底涂料的总重量,并且总的wt%小于或等于100。
对于生产底漆,在步骤3a)中,将2~10wt%的膨润土混合物引入根据本发明或其优选实施方式的粘合剂中。膨润土混合物优选包含60~90wt%的有机溶剂和1-20wt%的膨润土,所述膨润土选自膨润土34、膨润土38 或其组合的组。膨润土混合物,尤其是所述优选方式,具体地提高了底涂料的稳定性。此外,膨润土混合物和优选实施方式提高了在塑料上的底漆的物理耐久性,从而导致另外的保护功能。
在用现有技术中的机动车漆涂覆塑料部件的情况下,在使用底涂料之前,未着色的助粘剂必需形成粘结过程。在已知的现有技术中,塑料部件上的底涂料不会带来粘附增强,而是通过底涂料使要涂覆的背景中的不规则平滑。在已知的现有技术中,需要以下工作步骤:
i)物理或化学预处理
ii)清洁塑料基底
ii)喷涂无色助粘剂
ii)施用底涂料
iv)中间磨削(intermediate grinding)
v)施用顶涂料
使用底涂料,可以有利地省去物理或化学预处理和助粘剂。因此,可以以特别简化的方式将漆层施加到塑料上。有利地,为此目的仅需要以下步骤:
i)清洁塑料基底
ii)在塑料上直接施用底涂料
v)施用顶涂料
有利地,根据本发明的底涂料不需要物理或化学预处理或使用单独的助粘剂。与现有技术的手段和方法相比,这是根据本发明的底涂料的特别的优点。
在此根据本发明的粘合剂与膨润土混合物的混合优选在旋转式溶解器的帮助下进行,但是也可以用其他机械混合装置进行。然后将10~30wt%的颜料混合物引入步骤3a)中形成的混合物中。颜料混合物优选包含选自黑色浆料、二氧化钛、Calpex或其组合的组的化合物。底涂料的基本颜色通过颜料混合物的选择来确定。此外,优选的颜料混合物为底涂料提供了特别好的覆盖率。颜料混合物还可以含有对底涂料的物理干燥能力具有积极影响的其它填料。
在另外的步骤中,将0.1~5wt%的添加剂混合物添加至步骤3b)的混合物中。添加剂混合物优选包括环氧树脂或双酚A-表氯醇树脂,优选为 EpikoteTM,最特别优选为EpikoteTM 828。环氧树脂,尤其是所述的 EpikoteTM 828导致底涂料的物理机械性能得到改善。例如,通过添加环氧树脂混合物,尤其是添加EpikoteTM,底漆变得更柔软,更可使用。其他优选的添加剂是热解法二氧化硅,特别优选是或BYK 80、BYK 355或BYK415。这些添加剂使得底涂料的加工得到改善。
以上指定的EpikoteTM、和BYK类型是特别优选的添加剂的商品名,它们已发展为描述性术语。通过这些商品名表征特别优选的添加剂是清楚的。比使用传统商品名更具体地表征添加剂是不可能或不合理的。 EpikotesTM是指由MomentiveTM制造的化合物,并且在2015年4月在 www.momentive.com的数据表上指定和公布。涉及由公司制造的化合物,并且在2015年4月在www.aerosil.com的数据表上指定和公布。BYK类型是指由BYK制造的化合物,并且在2015年4月在 www.byk.com的数据表上指定和公布。
在生产根据本发明的底涂料的另外的步骤中,将10~50wt%的第三有机溶剂添加至步骤3c)的混合物中。在这种情况下第三有机溶剂优选包括芳族烃,优选选自包括二甲苯、甲苯和溶剂石脑油的组。另外,第三有机溶剂优选包括酯,优选选自乙酸丁酯、乙酸1-甲氧基丙酯、甲基乙二醇乙酸酯或乙基乙二醇乙酸酯、丁基乙二醇乙酸酯和乙基二乙二醇乙酸酯的组。最特别优选地,第三有机溶剂由40~70wt%的乙酸丁酯和 30~60wt%的二甲苯组成,其中乙酸丁酯和二甲苯的总wt%为100。另外,通过该组合物具有相似高交联度的粘合剂获得特别高的粘度。特别优选地,通过在第三溶剂中混合,底涂料的密度调整为0.8~1.2g/cm3,最特别优选为1.30g/cm3。伴随这种密度和粘度,底涂料获得特别高的稳定性和持久的稳定性,使得底涂料即使在超过12个月后也可以用于涂覆塑料而不会损失质量。
颜料混合物优选是指包含颜料或填料的混合物。优选的颜料是紫色着色的颜料,具体是中国紫、二嗪紫、钴紫、品红胭脂红、品红紫、群青紫;用于给予蓝色的颜料,具体是埃及蓝、蓝铜矿、普鲁士蓝、阴丹酮、靛蓝、石灰蓝、钴蓝、钴蓝-科威兰蓝、锰蓝、玛雅蓝、酞菁蓝颜料、反光蓝、深蓝、群青蓝、蓝铁矿、瓦勒芬根蓝、锆石-科林蓝(zircon-coelinblue);用于蓝绿色着色的颜料:特别是钴蓝绿、钛菁蓝绿;用于绿色着色的颜料:特别是镉绿、铬固绿、铬绿、氧化铬绿、绿土、铜绿、钴绿、树脂酸铜、孔雀石绿、永固绿、酞菁绿、林曼绿、巴黎绿、维罗绿(Veronese green)、朱红绿;用于黄色着色的颜料:具体是雌黄、铬酸钡、苯并咪唑酮、钒酸铋、铅锡黄、亮黄、镉黄、铬黄、铬锑钛酸盐、矿物颜料:黄色矿物、黄赭石、赭矿、黄钾铁矾、氧化铁黄、黄烷士酮、汉莎黄、印度黄、吲哚二酮、氯化铅黄(Casselyellow)、黄丹铅黄、拿浦黄、镍二英黄、钛酸锑、镨黄、谢尔漆(Schel lacquer)、舒特黄(Schütt yellow);用于橙色着色的颜料:具体是铬酸铅/钼酸铅、铬橙、镉橙、硫化铈、钼橙、环酮;用于红色着色的颜料:具体是喹吖啶酮、铬红、二溴蒽嵌蒽醌、吡咯并吡咯二酮、龙血、红土、赤石脂(red bole)、红赭石、波斯红、西班牙红、法伦红、焦赭石、煅黄土(burntSienna)、氧化铁红、火星红、庞贝红、威尼斯红、印度红、特拉普佐利(Terra Pozzuoli)、镉红、胭脂红、胭脂虫漆、克拉普漆(Krapp lacquer)、合成自茜草色素、番茄红素、铅丹、火焰红、钼酸红、巴黎红、PTCDA、雄黄、红木漆、葡萄酒红(rubrica)、辰砂红;用于褐色着色的颜料:具体是沥青、深褐色颜料、褐色赭石、黄土、卡斯勒褐色(Cassler brown)、锰褐色、蛹、普鲁士棕色、棕黑色、棕土、煅棕土;用于白色着色的颜料:具体是硫酸钡、铅白、碳酸钙、白垩、白粉、碎大理石、方石英、高岭土、克列姆赛尔白(Kremser white)、锌钡白、亚硒酸盐、缎光白、二氧化钛、粘土、氧化锌、硫化锌;以及用于黑色着色的颜料:具体是苯胺黑、骨黑、石墨、木炭、桃石黑、重铬酸铜、氧化铁黑、葡萄藤黑、炭黑、尖晶石黑色或黑色糊。
填料优选定义为赋予底涂料、漆或塑料特殊机械性能,尤其是促进加工的不溶性添加剂。优选的填料是碎塑料、碎弹性体、硫酸钠、玻璃纤维、硅酸盐、碳酸盐、白垩、硫酸盐、石膏、硅酸盐、玻璃珠、碎玻璃、二氧化硅、炭黑、氧化物、金属氧化物、二氧化钛、硫酸钡、氢氧化铝、碳酸钙、滑石和/或碳纤维。
另外,本发明涉及用于涂覆塑料的底涂料,包括:
C1)10~30wt%的粘合剂
C2)2~10wt%的膨润土混合物
C3)0.1~30wt%的颜料混合物
C4)0.1~5wt%的添加剂混合物
C5)10~50wt%的第三有机溶剂。
粘合剂、膨润土混合物、颜料混合物、添加剂混合物和第三有机溶剂的优选实施方式的优势性能,类似地施用底涂料和其优选实施方式。具体地,因此底涂料的组合物包含10~30wt%的根据本发明或其优选实施方式的粘合剂。由于所述粘合剂有利地促进对塑料的粘合的优势,底涂料特别适于涂覆塑料。
根据本发明的底涂料特别适于涂覆塑料。根据本发明的粘合剂的增粘性能允许在底涂料的帮助下涂覆塑料,而不需要预处理塑料表面。通常,为了涂覆塑料,首先对表面进行费力的化学或物理预处理,以使得底涂料或随后的漆涂料或着色产品粘附到塑料上。这种类型的常规预处理方法包括使用底漆、烘烤和研磨,尤其在汽车行业中,还可进行火焰处理、氟化或等离子体处理。令人惊讶的是,对于根据本发明的底涂料,这些步骤现在完全是不必要的。这意味着节省时间、能量和生产成本。此外,令人惊讶的是,与常规基底涂料,即使对塑料进行费力的预处理相比,通过用根据本发明的底涂料涂覆,可以实现更大的增粘性。
在将底涂料施用于塑料上之后,可以有利地直接覆盖塑料,优选用含溶剂的着色的涂漆层覆盖塑料。特别地以这种方式,通过在塑料上仅施用底涂料,可以将单组分漆或双组分漆直接施用于用底涂料处理的塑料上。底漆对漆层特别的增粘特别地归因于根据本发明的粘合剂的化学和物理性质。根据本发明的粘合剂的分子组分与塑料的表面发生反应,从而引起极化,这使后续用漆涂覆具有特别长的持久性。根据本发明的粘合剂还增强了增粘性能。
使用根据本发明的底涂料涂覆塑料的方法的优选实施方式包括以下步骤:
4a)清洁塑料表面
4b)通过在有机溶剂中混合来稀释底涂料,以使得在根据DIN 53211 用4mm杯进行的粘度测定中,实现流出时间为5~40s
4c)将5~50μm厚的稀释底涂料层施用在塑料上,优选使用压缩空气操作的涂漆装置施用。
在此,步骤4a)替代了塑料表面的常规必要的预处理。可以使用常规塑料清洁剂清洁塑料表面。本领域技术人员已知,如果塑料中不存在土,那么清洁不是必须的。在步骤4b)中,通过在有机溶剂中混合来进行底涂料的稀释,以使得在根据DIN 53211用4mm杯进行的粘度测定中,实现留出时间为5~40s。如果底涂料已经具有所提及的粘度特性,则本领域技术人员知道不需要用有机溶剂进行额外的稀释。然而,优选地,根据本发明的底涂料还没有被调节到所提到的粘度,这是因为根据本发明的具有较低粘度的底涂料显示出其增粘性能的稳定性显著提高。因此,优选在用底涂料涂覆塑料之前不久将粘度调整到对应于步骤4b)的粘度。根据本发明的具有对应于步骤4b)中要求的粘度的底涂料,可以使用空气压力驱动的涂覆装置涂覆到塑料上。在这种情况下,所提到的粘度参数对于使层均匀是特别有利的。特别地,以这种方式可以建立5μm至 50μm的均匀的层厚度。底涂料的该层厚度对于随后涂覆漆层是特别有利的。因此,在用底涂料涂覆之后,可以有利地直接施用单组分或双组分的漆。
因此,根据本发明的底涂料代替常规的助粘剂和底漆填料/填料。通过将根据本发明的底涂料涂覆于塑料,优选对应于根据权利要求13的方法,来进行表面的极化。因此,涂料可以在分子水平上永久地结合到基底上。此外,这种根据本发明的具有底涂料的塑料涂层不需要任何特殊的后处理。涂覆完底涂料后,可以用漆层涂覆涂层长达48小时,而完全没有任何中间磨削。底涂料能够在小于1小时,优选小于30分钟,特别是15分钟的闪蒸时间之后,就被湿对湿(wet-on-wet)涂覆。然而,也可以在存储几天之后进行处理,而不会再次粗糙化。根据本发明的底涂料的加工特性使得完美适应以下工艺步骤,例如漆的随后涂覆。
在优选的实施方式中,本发明还涉及使用根据本发明的粘合剂生产单涂漆、清漆、金属漆或胶粘剂。
优选地进一步基于粘合剂,当生产底涂料时,可以直接引入颜料。以这种方式,可以有利地再次优化塑料的涂覆工艺。因此,通过添加漆,可以直接基于粘合剂生产底漆。该底漆可以有利地直接施用于塑料。因此,首先不需要底涂料,在第二步中,在工艺步骤中施用漆涂料。这也减少了时间支出和处理成本。
在涂漆中,除了通常的彩色颜料之外,还可以在底漆中加入效果颜料。例如,可使用基于云母片或绢云母粉末的金属颜料或效果颜料作为根据本发明的底漆中的效果颜料,例如通常用于机动车涂漆区域的颜料。
根据本发明的底漆特别适于涂覆塑料机动车部件。根据本发明的底漆的使用提供了漆直接在塑料基底上良好的粘附的益处。现有技术中不可或缺的对塑料基底的预涂漆或底涂是不需要的。底漆的应用可以在没有预处理的情况下进行,也可以在预处理塑料之后进行(例如火焰处理、电晕处理或等离子体处理)。根据本发明的底漆的另外的益处是广泛协调的效果颜色与金属部件上漆涂层的效果颜色的可能性,所述金属部件与涂漆的塑料部件一起使用,例如用于机动车生产中。
根据本发明的粘合剂和可以使用根据本发明的粘合剂生产的底涂料特别适于涂覆塑料。可以根据本发明涂覆的塑料优选包括聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(PP-EPDM)、发泡聚丙烯(EPP)、玻璃纤维增强塑料(GFK)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚酰胺(PA)、PA 6、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚氯乙烯(PVC)。完全令人惊讶的是,根据本发明可以涂覆大量的这样的塑料。特别地,完全令人惊讶的是,可以涂覆根据本发明的非极性和耐溶剂性塑料。使用根据本发明的粘合剂或底涂料的涂层在所有这些塑料上具有令人惊讶的耐用性,并且该涂层为后续工艺步骤(例如,涂漆)赋予了最佳粘附特性。
此外,本发明涉及具有增强的增粘能力的塑料,其可以通过根据本发明的粘合剂或其优选实施方式的混合来制备。增强的增粘能力优选是增强的粘结和/或粘附能力,特别优选的是漆对塑料的粘结和/或粘附能力,所述漆选自底漆、单涂漆、彩色漆和保护漆的组,其中这些漆可以是透明或不透明的。在此,根据本发明的粘合剂优选在其制造期间混合于塑料中。可以使粘合剂混入的塑料的制造步骤是本领域技术人员已知的。根据本发明的粘合剂可以直接充当用于生产塑料的起始材料。通过在根据本发明的粘合剂中混合来生产的优选的塑料是聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(PP-EPDM)、发泡聚丙烯(EPP)、玻璃纤维增强塑料(GFK)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚酰胺(PA)、PA 6、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚氯乙烯(PVC)。完全令人惊讶的是,添加根据本发明的粘合剂使得可以生产其中或其本身具有增强的粘结和/或粘附能力的塑料,特别优选具有对漆的增强的粘结和/或粘附能力的塑料,所述漆选自底漆、单涂漆、彩色漆和保护漆的组,其中这些漆可以是透明或不透明的。因此,以这种方式生产的塑料有利地显示了根据本发明的粘合剂本身的增粘性能。有利地,施用粘合剂或底涂料以制备用于漆涂层的塑料是不必要的。取而代之的是,具有这种粘附性和粘结能力的塑料可以直接用各种漆或涂料涂覆。这另外通过在时间和材料上节省资金来使涂漆工艺或其他颜色涂覆共计变得方便。
增粘塑料的使用特别适于塑料部件难以实现的结构中的塑料部件。这意味着,除了其他以外,机动车辆设计、飞机、船舶或建筑物中的塑料部件。不是用常规方法进行费力的预处理或用底涂料进行预处理,塑料部件可以快速涂漆,而不需要费力的预处理。惊人的是,多层漆涂料可以有效地施用于增粘塑料,而无需费力的后处理。
此外,还可以用增粘塑料涂覆其它材料,特别是金属。由于用增粘塑料涂覆,该材料具有根据本发明的优势。特别地,涂覆有增粘塑料材料诸如金属可以直接涂漆或印刷,而不需要对材料进行费力的预处理。此外,也可以为增粘塑料提供颜料或染料,使得其可以直接充当用于涂覆材料例如金属的漆替代物。
在下文中,将指定根据本发明的粘合剂或根据本发明的底涂料的另外优选可能应用。在预期用途中,使用根据本发明的粘合剂涂覆塑料优选还显然包括使用根据本发明的底涂料涂覆塑料。在使用根据本发明的粘合剂或根据本发明的底涂料涂覆塑料之后,优选进行漆的涂覆,或如上所述,可以将漆添加到底涂料中。为了简化这里的语言,本发明意义上的这种塑料涂覆被指定为根据本发明的塑料涂覆。此外,使用根据本发明的粘合剂涂覆塑料(简称为塑料涂覆)也可以首先被理解为使用根据本发明的粘合剂生产塑料,该塑料在随后处理步骤中可以用漆涂覆。惊人地观察到的根据本发明的粘合剂的有利特性尤其归因于根据本发明的塑料涂覆的有利特性。
本发明优选地涉及车辆部件,特别是汽车部件的塑料表面的涂覆。如上所述,根据本发明的塑料涂覆对于汽车部件来说特别简单,并且与常规方法相比可以不需要高花费来进行。此外,根据本发明的塑料涂覆提供了持久的质量,其特别地可以满足对车辆行业中漆涂料的高要求。因此,根据本发明的塑料涂层特别耐候和耐磨。汽车行业的塑料部件,特别是车辆外饰区域中的塑料部件,即使是普通使用也会经历高磨损率。在车辆停放以及驱动时,除了其他方面的原因,由于风化,例如雨、风或冰雹而发生磨损。尤其在驱动过程中,撞击塑料涂层的粉尘、昆虫或例如卵石会导致磨损。惊人的是,由于根据本发明的塑料涂层的高物理耐久性,其有效减少了这些磨损现象。还完全惊人的是,根据本发明的塑料涂层提供了针对由于UV辐射而风化的保护。在常规塑料涂层的情况下,强烈的太阳辐射暴露特别导致表面起皱和色彩漂白。惊人的是,通过根据本发明的塑料涂层可以大大降低这些效果。通过在根据本发明的塑料涂层中加入UV保护剂可以进一步提高保护免遭强太阳辐射。
本发明还优选涉及使用根据本发明的粘合剂涂覆塑料窗表面。在这个过程中,令人惊讶的是,根据本发明的塑料涂层特别耐风化。因此,即使暴露于强雨或风荷载或太阳辐射下,根据本发明的塑料涂层的表面也有利地经受很少或没有粗糙化。特别惊人的是,根据本发明的塑料涂层也是非常耐用的,甚至能对抗硬质材料的作用。例如,窗户的根据本发明的塑料涂层可以提供免遭极端天气条件(如在雹暴或故意破坏期间) 的保护。
本发明还优选地涉及使用根据本发明的粘合剂的管道的塑料表面的外部和/或内部涂层,优选管道内部。惊人的是,根据本发明的塑料涂层特别适于涂覆管道,特别是水管,废水管以及用于输送油的管道。惊人的是,通过各种管道的根据本发明的塑料涂层,可以提高管道的耐磨性。即使在含有不溶性固体的强力含水流体的情况下,例如在施工现场的废水中,可以通过根据本发明的塑料涂层有效地保护管道免遭磨损。特别惊人的是,根据本发明的塑料涂层可以增加管道中流体的输送。这是特别有利的,例如在用根据本发明的塑料涂覆油管的情况下。惊人的是,在具有根据本发明的塑料涂层的油管的情况下,由于管道内部的摩擦阻力的减小,输送油所需的能量降低。此外,根据本发明的塑料涂层特别耐油和其它有机材料。特别地,完全惊人的是,微生物如细菌或藻类在根据本发明的塑料涂层上表现出较小的粘附性。这种效果导致涂覆有根据本发明的塑料的管道的另外的保护功能。
本发明还优选地涉及使用根据本发明的粘合剂在日常塑料制品上涂覆塑料表面,所述日常塑料制品例如假定被容易和快速地标记的PET瓶,塑料杯或交易卡。由于根据本发明的塑料涂层的增粘性能,特别地,使用常规标记物简单和持久地标记各种日常塑料是可能的。惊人的是,根据本发明的粘合剂,根据本发明的塑料涂层提供了根据本发明的塑料涂层不仅具有特别针对漆的粘附能力,而且对于常规记号笔和钢笔也有粘附能力。
本发明进一步有利地涉及使用根据本发明的用于粘结塑料的粘合剂来涂覆塑料表面。令人惊讶的是,以这种方式塑料涂层不仅赋予漆更强的粘附性,而且赋予传统的胶粘剂或其它塑料更强的粘附性。塑料涂层可以特别稳定和持久地粘合塑料部件。
本发明进一步优选地涉及使用根据本发明的粘合剂涂覆飞行器的塑料表面。特别地,这表示在飞机内部和外部区域二者中的所有塑料表面。惊人的是,即使在高飞行速度和非常恶劣的天气条件下,塑料涂层也特别耐磨。此外,根据本发明的塑料涂层对高海拔下的高紫外线照射具有高度耐性。通过添加紫外线防护剂可以进一步提高保护根据本发明的塑料涂层免遭强烈太阳辐射。因此,使用根据本发明的塑料涂层,飞机的塑料部件较少需要由于磨损而更换。此外,由于根据本发明的塑料涂层的耐候性,其惊人地对外观具有特别积极的影响,所述外观即使由于重压力也几乎没有变化。特别惊人的是,与常规方法相比,可以用根据本发明的塑料涂层节省重量。因此,根据本发明的飞机中的塑料涂层降低了飞行器的总重量并导致较低的燃料消耗和操作成本。
此外,本发明优选涉及在船上涂覆塑料表面。惊人地,根据本发明的塑料涂层即使在盐水中也显示出特别高的耐久性。因此,在船舶的外部的根据本发明涂覆的塑料部件比常规涂覆的塑料遭受的磨损慢得多。此外,与常规的塑料涂层相比,根据本发明的塑料涂层保持正面外观远远更长,而且不会使另外施用的漆层起皱或剥落。绝对惊人的是,与常规涂层相比,根据本发明的塑料涂层还导致改进的流动行为,使得在船的推进中实现节省燃料。此外,非常出人意料地发现微生物(例如藻类) 不附着于根据本发明的塑料涂层,使得通过这种生物效应还保护塑料免遭磨损。
此外,本发明优选涉及暴露于强烈太阳辐射的用于塑料表面的涂层。这种塑料表面的实例是机动车辆、户外用的塑料椅子、太阳镜、太阳能系统的塑料外壳等外部的塑料表面。非常惊人的是,根据本发明的塑料涂层产生免遭紫外线的强效保护。使用常规的塑料涂层,紫外线照射导致起皱增加、磨损以及颜色质量降低。通过根据本发明的塑料涂层可以永久避免这些不利之处。此外,通过添加UV保护剂可以进一步增强保护根据本发明的塑料涂层免受强烈太阳辐射。
在下文中,将基于实施例进一步说明本发明,但不限于此。
应当注意,可以使用所描述的本发明的实施方式的各种替代方式来实施本发明并实现根据本发明的方案。因此,根据本发明的实施方式中的材料和方法不限于上述优选实施方式。相反,可以想到可以与所提供的方案不同的实施方式的大量变体。权利要求的目的是确定本发明的保护范围。权利要求的保护范围旨在覆盖根据本发明的材料和方法及其等同实施方式。
下列生产例描述了用于生产粘合剂、底涂料和各种漆的优选实施方式。此外,在生产例中,描述了用于涂覆塑料的优选方法,并且与其一起描述了可以测试涂层质量的方法。在生产例中,组分的重量份数在某些情况下使用简称“份”来报告。
实施例1
粘合剂的制备
使用以下试剂来制备用于粘合剂的第一中间产物:
(1)1500重量份14LWP(氯化聚丙烯,分子量为60,000,氯含量为27%,比重(H2O=1)为1.2)
(2)8470重量份二甲苯(有机溶剂,分子量为106.17g/mol,通式 C8H10)
(3)30重量份1770(改性硅烷混合物,分子量为288.46 g/mol的环氧硅烷)
在第一步试剂(1)中,在用溶解器连续搅拌下,将氯化聚烯烃混合物14LWP逐步地混合入试剂(2)即有机溶剂二甲苯中,其中溶解器盘的直径为250mm,搅拌速度为550转/分钟。
在第二步中,将反应混合物的温度提高到80℃,保持2小时。在含有试剂(1)和(2)的体系混合均匀后,将试剂(3)即改性硅烷混合物1770添加至反应混合物中,并搅拌10分钟。这构成了粘合剂的第一中间产物。
为了进一步加工第一中间产物以制备粘合剂,使用以下试剂:
(4)2300重量份第一中间产物
(5)5200重量份二甲苯(有机溶剂,分子量为106.17g/mol,通式为C8H10)
(6)2500重量份MP 35(氯乙烯(C2H3Cl)-异丁基乙烯醚(C6H12O)共聚物,氯含量44%)
将试剂(6)即氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物MP 35逐步地混合入试剂(5)即有机溶剂二甲苯中。这在用溶解器连续搅拌下进行,溶解器盘的直径为250mm,搅拌速度为550转/分钟。这就是用于粘合剂的第二中间产物。
将试剂(4)即2300重量份的第一中间产物引入含有试剂(5)和(6) 的第二中间产物中,并通过搅拌使其均质化。
所获得的粘合剂是均一的,在该情况下,非挥发性组分的量为29wt%。
实施例2
粘合剂的制备
使用以下试剂来制备用于粘合剂的第一中间产物:
(1)1800重量份14LWP(氯化聚丙烯,分子量为60,000,氯含量为27%,比重(H2O=1)为1.2)
(2)8050重量份二甲苯(有机溶剂,分子量为106.17g/mol,通式 C8H10)
(3)150重量份1770(改性硅烷混合物,分子量为288.46 g/mol的环氧硅烷)
在第一步试剂(1)中,在用溶解器连续搅拌下,将氯化聚烯烃混合物14LWP逐步地混合入试剂(2)即有机溶剂二甲苯中,其中溶解器盘的直径为250mm,搅拌速度为550转/分钟。
在第二步中,将反应混合物的温度提高到80℃,保持2小时。在含有试剂(1)和(2)的体系混合均匀后,将试剂(3)即改性硅烷混合物1770添加至反应混合物中,并搅拌10分钟。这是用于粘合剂的第一中间产物。
为了进一步加工第一中间产物以制备粘合剂,使用以下试剂:
(4)2400重量份第一中间产物
(5)4700重量份二甲苯(有机溶剂,分子量为106.17g/mol,通式为C8H10)
(6)2900重量份MP 35(氯乙烯(C2H3Cl)-异丁基乙烯醚(C6H12O)混合物,氯含量44%)
将试剂(6)即氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物MP 35逐步地混合入试剂(5)即有机溶剂二甲苯中。这在用溶解器连续搅拌下进行,溶解器盘的直径为250mm,搅拌速度为550转/分钟。这就是用于粘合剂的第二中间产物。
然后将试剂(4)即2400重量份的第一中间产物引入含有试剂(5) 和(6)的第二中间产物中,并通过搅拌使其均质化。
所获得的粘合剂是均一的并且其外观优异,在该情况下,非挥发性组分的量为34wt%。
实施例3
粘合剂的制备
使用以下试剂来制备用于粘合剂的第一中间产物:
(1)2000重量份CY-9124P(氯化聚丙烯,分子量为60,000,氯含量为22%,比重(H2O=1)为1.6)
(2)7900重量份乙苯(有机溶剂,分子量为106.17g/mol,通式为 C8H10)
(3)100重量份庚硅烷(改性硅烷混合物,分子量为212.72g/mol,通式为Si7H16,异构体数目为9)
在第一步试剂(1)中,在用溶解器连续搅拌下,氯化聚烯烃混合物CY-9124P逐步地混合入试剂(2)即有机溶剂乙苯中,其中溶解器盘的直径为250mm,搅拌速度为550转/分钟。
在第二步中,将反应混合物的温度提高到80℃,保持2小时。在含有试剂(1)和(2)的体系混合均匀后,将试剂(3)即改性硅烷混合物庚硅烷添加至反应混合物中,并搅拌10分钟。这是用于粘合剂的第一中间产物。
为了进一步加工第一中间产物以制备粘合剂,使用以下试剂:
(4)2500重量份第一中间产物
(5)4500重量份甲苯(有机溶剂,分子量为92.14g/mol,通式为 C7H8)
(5)3000重量份HERRMANN MP45(氯乙烯(C2H3Cl)-异丁基乙烯醚(C6H12O)共聚物,氯含量为22%)
将试剂(6)即氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物HERRMANN MP45逐步地混合入试剂(5)即有机溶剂甲苯中。这在用溶解器连续搅拌下进行,其中溶解器盘的直径为250mm,搅拌速度为550转/分钟。这表示用于粘合剂的第二中间产物。
然后将试剂(4)即2500重量份的第一中间产物引入含有试剂(5) 和(6)的第二中间产物中,并通过搅拌使其均质化。
实施例4
粘合剂的制备
以下试剂用于在制备粘合剂:
(1)3.75重量份13LB(氯化聚丙烯,氯含量为25%,平均分子量为110,000,固体含量为30wt%,甲苯溶液)
(2)21.175重量份乙酸正丁酯(通式为C6H12O2),35-60重量份(有机溶剂,分子量为116.16g/mol,通式为C6H12O2)
(3)0.075重量份MP 200(改性硅烷混合物,环氧树脂(毫克当量(mequiv.)/g)4.785)
(4)25重量份Hostaflex VCM 6230(氯乙烯(C2H3Cl)-异丁基乙烯醚(C6H12O)共聚物)
(5)50重量份二甲苯(有机溶剂,分子量为106.17g/mol,通式为 C8H10)
在第一步试剂(1)中,在用溶解器连续搅拌下,将氯化聚烯烃混合物13LB逐步地引入试剂(2)即有机溶剂乙酸正丁酯中,其中溶解器盘的直径为250mm,搅拌速度为550转/分钟。
在第二步中,将反应混合物的温度提高到65℃,保持2小时。在含有试剂(1)和(2)的体系混合均匀后,将试剂(3)即改性硅烷混合物MP 200添加至反应混合物中,并搅拌10分钟。该步骤同样地在65℃的温度下进行,然后将反应混合物冷却至室温(约20~25℃)。
在第三步中,首先在用溶解器连续搅拌下将试剂(4)即氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物Hostaflex VCM 6230添加至反应混合物中,然后将试剂 (5)即有机溶剂二甲苯添加至反应混合物中,同时连续搅拌。优选地,在一段时间内在溶解器的帮助下混合组分,其中溶解器盘的直径为250 mm,搅拌速度为500转/分钟。以这种方式使反应混合物均质化并完成粘合剂。
实施例5
制备直接施用于塑料的着色光泽的淡黄色单色漆的方法
使用可以根据本发明生产的粘合剂,例如对应于实施例1~4的粘合剂,可以生产直接施用于塑料部件的高光泽空气干燥单涂漆。
通过使用封闭的水冷珠磨机获得最佳颜料分散体。由WAB、DRAIS 或类似公司生产的产品可用于此目的。
物理数据:
在制备中,首先高度着色的复合磨料与一部分根据本发明的粘合剂在珠磨机中研磨,直到达到适当的粒径(<12μm)。然后用剩余部分的漆进行涂漆以获得最佳光泽。珠磨机内的剪切力非常高,并且该剪切力对粘合剂施加应力。接下来加入的粘合剂部分不再受该研磨工艺的应力,保证了极好的光泽度。
生产运行的实例:
项目1.60~80重量份的根据本发明的粘合剂
项目2.0.1~0.5重量份颜料湿润添加剂
项目3.2~5重量份二氧化钛(非锐钛矿型)
项目4.2~4重量份氧化铁黄
----------------------------------------------------------------
将项目1作为起始材料,然后在用溶解器搅拌的同时加入项目2~4。
溶解器盘应该具有220~350mm的直径,并且搅拌速度应该为300~ 700转/分钟;优选500转/分钟。
添加所有组分后,将颜料浆在珠粒磨中研磨至少三次,以获得<12μm 的所需的颜料粒径。在第一研磨过程之后,通过珠磨机立即第二次泵送浆料。
然后浆料进一步如下加工:
项目5.15~30重量份用于制备漆的粘合剂
项目6.0.2-1重量份增塑剂(无邻苯二甲酸酯)
项目7.0.5~1重量份流平剂
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在研磨过程后,在浆料仍温热时立即将项目5~7添加至浆料。在连续搅拌下进行添加。在10分钟的最后搅拌时间后,单面漆可以使用。
漆的数据:
单涂漆可以通过涂漆施用;用喷枪施用需要进行以下稀释:
60~80重量份浓漆
20~40重量份专用稀释液
浸渍施用的最佳粘度也可以用专用稀释液设定。以这种方式,也可以使浓缩液适于充入喷雾器,其中必须选择合适的发泡剂。
专用溶剂混合物具有以下组成:
20~60wt%二甲苯
10~40wt%乙酸正丁酯
10~40wt%乙酸乙酯
10~30wt%丙酮
使用该溶剂组合,基于可根据本发明生产的粘合剂,单涂漆可以最佳地适于预期的用途,其中组分的混合比可以变化。
生产方法的说明:
项目1根据本发明的粘合剂(例如根据实施例1至4的粘合剂)。
项目2颜料湿润添加剂:粘合剂与大量商业上可得到的添加剂相容。Additol品牌的添加剂(可获得自德国湛新公司(ALLNEX GmbH)) 或Byk产品(可获得自BYK/ALTANA)是优选的。
项目3可以使用所有常规类型的二氧化钛。金红石型是优选的。锐钛矿型具有强烈的粉化和丧失光泽的倾向。可以优选使用KRONOS系列(可获得自拜耳公司(BAYER AG))或FINNTITAN(可获得自邦泰公司(BRENNTAG group))的产品。
项目4这里也可以使用所有常规的氧化铁颜料。
项目5根据本发明的粘合剂。
项目6商业上可获得的无邻苯二甲酸酯的增塑剂如Jayflex MB 10 (可获得自ALBIS PLASTIC KFT)。
项目7Additol品牌或Byk的表面流平添加剂产生最佳效果。
本领域技术人员已知另外的方法和化学产品可能用于将粘合剂进一步加工成单涂漆。单涂漆在塑料上粘附的特殊和新颖特性完全来自于根据本发明的粘合剂而无需预处理。粘附能力不是由上述列出的用于生产单涂漆的附加组分导致的。
实施例6
制备直接施用于塑料的丝光金属银漆的方法
使用根据本发明的粘合剂,可以生产可以直接施用于塑料部件的丝光空气干燥金属漆。
为了获得最佳的颜料分散体,使用溶解器,其中溶解器盘应该具有 220~350mm的直径,并且搅拌速度优选为300~700转/分钟;特别优选 500转/分钟。用齿盘设计来实现最佳结果。
在制备中,首先高度着色和高粘度的浆料与一部分粘合剂一起搅拌,直到获得充分均质的混合物。然后用剩余的粘合剂生产漆以获得最佳的光泽水平。
通过用齿盘搅拌在浆料内产生的剪切力高,并且该剪切力对粘合剂施加应力。随后添加的粘合剂部分由于粘度降低而不再受到如此高的应力,并且保证了优异的光泽度。
生产的实例:
项目1.10~60重量份粘合剂
项目2.0.1~0.5重量份颜料湿润添加剂
项目3.10~20重量份金属颜料
项目4.1~4重量份抗沉积剂
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首先采用项目1,然后在用溶解器搅拌的同时加入项目2~4。通过均质化将浆料加热到40℃是优选的。
然后浆料进一步如下加工:
项目5 10~20重量份粘合剂,添加以形成漆
项目6 0.5~2重量份分子筛
项目7 1~10重量份乙酸正丁酯
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在研磨过程后,在浆料仍热时立即将项目5~7添加至浆料。在连续搅拌下进行添加。在10分钟的最后搅拌时间后,金属漆完成。
漆的数据:
金属漆可以通过涂覆施用;用喷枪施用时,如下稀释:
60~80重量份浓漆
20~40重量份专用稀释液
是优选的。
浸渍施用的最佳粘度也可以用专用稀释液设定。以这种方式,也可以设定使浓缩液充入喷雾器,其中必须选择合适的发泡剂。
专用溶剂混合物具有以下组成:
20~60wt%二甲苯
10~40wt%乙酸正丁酯
10~40wt%乙酸乙酯
10~30wt%丙酮
使用该溶剂组合,基于根据本发明的粘合剂生产的金属漆可以最佳地适于预期的用途,其中组分的混合比可以变化。
生产方法的说明:
项目1可以根据本发明生产的粘合剂。
项目2颜料湿润添加剂:粘合剂与大量商业上可得到的添加剂相容。Additol品牌的添加剂(可获得自德国湛新公司)或Byk产品(可获得自BYK/Altana)是优选的。
项目3可以使用大量常规的铝浆料。艾卡特(Eckart)公司的 METALUX系列产品产生非常有吸引力的涂料。
项目4用于促进沉淀物搅拌的添加剂;这包括大体积、高密度的分子。
以名称为AEROSIL的(可获得自DEGUSSA)商业上可获得的产品是理想的。
项目5可以根据本发明生产的粘合剂。
项目6这是用于使漆层中的金属颜料最佳对准的分子筛。最佳结果通过可获得自格雷斯戴维森公司(GRACE DAVISON GmbH)的名称为SYLOSIV A 4的产品获得。
项目7用于确立最终粘度的溶剂。
本领域技术人员已知另外的方法和化学产品可能用于将粘合剂进一步加工成金属漆。金属漆对塑料粘附的特殊和新颖特性结果完全来自于本发明的粘合剂而无需预处理。粘附能力不是由上述列出的用于生产金属漆的附加组分导致的。
实施例7
制备直接施用于塑料的高光清漆的方法
使用可以根据本发明生产的粘合剂,可以制备可以直接施用于塑料部件并可以通过所含的紫外线过滤剂稳定塑料以避免暴露于太阳辐射的高光空气干燥清漆。
为了获得最佳的分散体,使用溶解器,其中溶解器盘应该具有220~ 350mm的直径,并且搅拌速度优选为300~700转/分钟;特别优选500 转/分钟。用齿盘设计来实现最佳结果。
在制备中,首先高粘度的浆料与一部分粘合剂一起搅拌,直到获得充分均质的混合物。然后用剩余的粘合剂生产漆以获得最佳的光泽水平。通过用齿盘搅拌在浆料内产生的剪切力高,并且该剪切力对粘合剂施加应力。随后添加的粘合剂部分由于粘度降低而不再受到如此高的应力,并且保证了优异的光泽度。
生产的实例:
项目1.15~75重量份粘合剂
项目2.0.1~0.5重量份颜料湿润添加剂
项目3.0.2~2重量份特殊UV过滤剂
项目4.0.2~2重量份增塑剂
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首先采用项目1,然后在用溶解器搅拌的同时加入项目2~4。通过均质化将浆料加热到40℃是优选的。
然后浆料进一步如下加工:
项目5 15~30重量份粘合剂,用于制备漆
项目6 0.5~1重量份流平剂
项目7 1~10重量份乙酸正丁酯
---------------------------------------------------------------------
在研磨过程后,在浆料仍处于温热状态时立即将项目5~6添加至浆料。进行添加的同时不断地搅拌。在10分钟的最后搅拌时间后,清漆完成。
漆的数据:
清漆可以通过涂覆施用;用喷枪施用时,如下稀释:
60~80重量份浓漆
20~40重量份专用稀释液
是优选的。
浸渍施用的最佳粘度也可以用专用稀释剂调整。以这种方式,也可以调整浓缩液以充入喷雾器,其中必须选择合适的发泡剂。
专用溶剂混合物具有以下组成:
20~60wt%二甲苯
10~40wt%乙酸正丁酯
10~40wt%乙酸乙酯
10~30wt%丙酮
使用该溶剂组合,基于根据本发明的粘合剂生产的清漆可以最佳地调整以用于预期的用途,其中组分的混合比可以变化。
生产方法的说明:
项目1可以根据本发明生产的粘合剂。
项目2颜料湿润添加剂:粘合剂与大量商业上可得到的添加剂相容。Additol品牌的添加剂(可获得自德国湛新公司)或Byk产品(可获得自BYK/ALTANA)给出了最佳结果。
项目3通过BASF的THINUVIN系列产品获得非常好的UV保护效果。
项目4需要商业上可得到的无邻苯二甲酸酯的增塑剂如Jayflex MB 10(可获得自ALBIS PLASTIC KFT)来保持即使其长时间持续暴露在阳光下的漆层弹性。
项目5根据本发明的粘合剂。
项目6Additol品牌(可获得自德国湛新公司)或Byk的表面流平添加剂产生最佳效果。
项目7用于调整最终粘度的溶剂。
本领域技术人员已知另外的方法和化学产品可能用于将粘合剂进一步加工成清漆。清漆对塑料粘附的特殊和新颖特性结果完全来自于本发明的粘合剂而无需预处理。粘附能力不是由上述列出的用于生产清漆的附加组分导致的。
实施例8
制备用于将纸板包装粘合到塑料的特殊胶粘剂的方法
工业上经常发生非常难以解决的粘合问题。这些包括不同基底的粘合,根据施用方法,所述不同基底的粘合也可以被认为是层压。通常使用热熔性胶粘剂或水性分散体。使用可以根据本发明生产的粘合剂,可以制备适合于施用于目前可用的而不能获得足够的粘附性的系统的胶粘剂。
这具体涉及纸板包装或纸与塑料表面的粘合。
在制备中,首先高粘度的浆料与一部分粘合剂一起搅拌,直到获得充分均质的混合物。然后将剩余的粘合剂部分混入以获得最佳的稳定一致性。通过用齿盘搅拌在浆料内产生的剪切力高,并且该剪切力对粘合剂施加应力。由于粘度降低,随后添加的粘合剂部分不再受到如此高的应力,并且保证了优异的粘附强度。
生产的实例:
项目1. 40~70重量份粘合剂
项目2. 0.1~0.5重量份消泡剂
项目3. 0.1~0.5重量份硼酸
项目4. 0.1~0.5重量份基底湿润添加剂
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首先采用项目1,然后在用溶解器搅拌的同时加入项目2~4。
溶解器盘应该优选具有220~350mm的直径,并且搅拌速度优选为 300~700转/分钟;特别优选500转/分钟。用齿盘设计来实现最佳结果。
添加所有组分后,使高粘度浆料分散至少20分钟。然后浆料进一步如下加工:
项目5 10~20重量份粘合剂,用于制备漆
项目6 10~30重量份乙酸正丁酯
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在20分钟的搅拌阶段之后,将项目5~6添加至浆料。在连续搅拌期间进行添加。在10分钟的最后搅拌时间后,胶粘剂完成。
胶粘剂数据:
粘度:2000+/-500mpas 4/20/23b博勒飞(Brookfield)
固体含量:30~60%
设置时间:1~3分钟,根据基底
胶粘剂可以通过喷涂施用,为了调整以适应系统和喷嘴尺寸,如下稀释:
50~80wt.胶粘剂
20~50重量份专用稀释液
是必要的。
对于主要消费者,可以为消费者特别地生产根据最终调整以适应系统参数的胶粘剂混合物。以该方式,针对消费者的系统条件精确定制的调整是可能的。
专用稀释液具有以下组成:
20~60wt%二甲苯
10~40wt%乙酸正丁酯
10~40wt%乙酸乙酯
10~30wt%丙酮
使用该专用稀释剂,也可以设置用于全自动胶粘剂施用的最佳粘度。同样地,干燥速度可以通过改变稀释剂组成来改变。
生产方法的说明:
项目1可以根据本发明生产的粘合剂
项目2用于防止包含空气的消泡剂。Additol品牌的添加剂(可获得自德国湛新公司(ALLNEX Germany GmbH))或Byk产品(可获得自BYK/ALTANA)给出了最佳结果。
项目3商业上可获得的硼酸(工业级)不溶于该无水胶粘剂,但是通过溶解器特别良好地分散,且对于胶粘剂渗透到纤维素纤维中是重要的。
项目4用于更好地使塑料表面湿润的基底湿润添加剂。Additol 品牌的添加剂(可获得自德国湛新公司)或Byk产品(可获得自BYK/ ALTANA)给出了最佳结果。
项目5根据本发明的粘合剂
项目6用于调整粘度的溶剂
本领域技术人员已知另外的方法和化学产品可能用于将粘合剂进一步加工成胶粘剂。胶粘剂与纸板包装粘合的特殊和新颖特性结果完全来自于根据本发明的粘合剂而无需预处理。粘附能力不是由上述列出的用于生产胶粘剂的附加组分导致的。
实施例9
底涂料的制备
1.在配备有回流冷凝器,加热、冷却和计量装置的反应器中,放入 8470份二甲苯。在5小时内,1500份氯化聚烯烃混合物,尤其是类型,更具体地14LWP或DX-530P在约20℃的室温下溶解,即不需要额外地加热溶液。溶解完成后,将混合物在2小时内加热到80℃的核心温度并保持1个小时。然后在混合物仍温热时搅拌混合物,同时,在15分钟内,将30份改性硅烷混合物,尤其是 1770搅入其中。获得了用于粘合剂的第一中间产物。
2.为了生产用于粘合剂的第二中间产物,在配备有回流冷凝器,加热、冷却和计量装置的反应器中以新的批次,将3500份氯乙烯-异丁基乙烯醚引入3000份二甲苯和3500份乙酸丁酯的混合物中,在连续搅拌下使其完全溶解1小时。
3.为了生产粘合剂,通过搅拌将2300份第一中间产物与7700份第二中间产物混合。迫使通过滤器后,获得了0.98g/cm3的粘度。可以迫使滤液通过60μm或80μm尺寸的网孔,以确保没有外来颗粒残留在以这种方式获得的粘合剂中。
4.可以将透明涂料加工为用于塑料的顶涂料或底涂料。
5.将5100份步骤3的粘合剂与400份膨润土和50份黑色浆料用连续运行的溶解器混合。
6.然后,用连续运行的溶解器添加2500份二氧化钛和1000份Calpex 1,并研磨成小于15μm的粒径。
7.达到所需的粒径后,搅入100份EpikoteTM 828并均质化。
8.用35%乙酸丁酯和65%二甲苯的溶剂混合物将步骤7中获得的底涂料的密度调整至1.30g/cm3。
为了测试,使底涂料静置24小时以确保设置。
实施例10
底涂料的制备
1.在配备有回流冷凝器,加热、冷却和计量装置的反应器中,放入 7100份乙酸丁酯和1380份二甲苯。在2小时内,使1500份氯化聚烯烃混合物,尤其是类型,更具体地为14LWP或 DX-530P在约70℃的温度下溶解,即在溶解期间需要进行加热。溶解完成后,将混合物在2小时内加热到70℃的核心温度并保持30分钟。在混合物仍热时搅拌混合物,然后在15分钟内,将20份改性硅烷混合物,尤其是1770搅入其中。以该方式,完成第一中间产物,然后进一步加工以形成粘合剂。
2.为了完成第二中间产物,在配备有回流冷凝器,加热、冷却和计量装置的反应器中以新的批次,将4000份氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物添加至3000份二甲苯和3000份乙酸丁酯的混合物中,然后在连续搅拌下在1 小时中完全溶解。
3.可以将两种中间产物加工为用于塑料的顶涂料或底涂料。
4.在连续运行的溶解器中将2000份第二中间产物与300份膨润土、 100份黑色浆料、100份Aerosil、2300份Calpex和1000份Bayferrox混合,并研磨成小于15μm的粒径。
5.用1000份第一中间产物和2000份步骤4的混合物将底涂料制成漆。然后添加35份EpikoteTM和80份BYK 355。
6.干净地搅拌底涂料,并用二甲苯调整密度至1.26g/cm3。
为了测试,使底涂料静置24小时以确保设置。
实施例11
底涂料的制备
1.在配备有回流冷凝器,加热、冷却和计量装置的反应器中,放入 8760份二甲苯。在5小时内,使1200份氯化聚烯烃混合物,尤其是类型,更具体地为14LWP或DX-530P在20℃的室温下溶解,即在溶解期间不需要施加热。溶解完成后,将混合物在2 小时内加热到80℃的核心温度并保持1个小时。在混合物仍热时搅拌混合物,然后在15分钟内,将40份改性硅烷混合物,尤其是1770 搅入其中。以该方式,完成用于粘合剂的第一中间产物。
2.为了生产用于粘合剂的第二中间产物,以新的批次,在设置有回流冷凝器,加热、冷却和计量装置的反应器中将4500份氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物添加至3000份二甲苯和2500份乙酸丁酯的混合物中,然后在连续搅拌下在1小时内完全溶解。这是用于粘合剂的第二中间产物。
3.可以将两种中间产物混合以形成粘合剂,然后加工为用于塑料的顶涂料或底涂料。
4.在连续运行的溶解器中将2000份第二中间产物与300份膨润土、 80份2000份Calpex和1300份二氧化钛混合,并研磨成小于 20μm的粒径。
5.然后添加1700份第二中间产物、1400份第一中间产物和30份 EpicoteTM以及80份BYK 355并均质化。
6.用35%乙酸丁酯和65%二甲苯的溶剂混合物将步骤5中获得的底涂料的密度调整至1.30g/cm3。
在测试之前,使底涂料静置24小时以确保设置。
实施例12
底涂料的制备:
1.在配备有回流冷凝器,加热、冷却和计量装置的反应器中,放入 8980份二甲苯。在2小时内,将1000份氯化聚烯烃混合物,尤其是类型,更具体地为14LWP或15LP在约70℃的温度下溶解,即将最初使用的芳烃预热至70℃。溶解完成后,将混合物在1小时内加热到80℃的核心温度,并保持1小时。在混合物仍热时搅拌混合物,然后在15分钟内,搅入20份改性硅烷混合物,尤其是1770。以该方式,完成用于粘合剂的第一中间产物。
2.然后,将第一中间产物过夜冷却至约22℃的室温。22℃的产物温度对进一步将第一中间产物加工为粘合剂是最佳的。
3.在配备有回流冷凝器,加热、冷却和计量装置的反应器中放入2000 份二甲苯,然后添加并混合40%体积的氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物,搅拌两种组分直到澄清和平滑;伴随连续搅拌,然后掺入300份膨润土、 120份2000份Calpex和1300二氧化钛,分散成小于15μm的粒径。这是第二中间产物。
4.为了将底涂料制成漆,使用连续运行的溶解器将2000份第一中间产物和1200份第二中间产物(二甲苯-氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物)及30 份EpikoteTM混合。
5.然后,用二甲苯将粘度设置为1.26g/cm3。
实施例13
底涂料的制备:
1.在配备有回流冷凝器,加热、冷却和计量装置的反应器中,加入 6000份乙酸丁酯和1920份二甲苯。在5小时内,将2000份氯化聚烯烃混合物,尤其是类型,更具体地为14LWP或 15LP在20℃的室温下溶解,即在溶解期间不需要加热。将混合物在2小时内加热到65℃的核心温度并保持1个小时。在冷的状态下搅拌混合物,同时,在15分钟内,搅入80份改性硅烷混合物,尤其是1770。以该方式,完成用于粘合剂的第一中间产物。
2.为了完成用于粘合剂的第二中间产物,以新的批次,在提供了回流冷凝器,加热、冷却和计量装置的反应器中将3600份氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物引入3900份二甲苯和2500份乙酸丁酯的混合物中,在连续搅拌下在1小时内完全溶解。
3.为了制备粘合剂,将3000份第一中间产物和7000份第二中间产物在搅拌的同时混合。迫使通过滤器后,获得了0.98g/cm3的粘度。可以迫使滤液通过60μm或80μm尺寸的网孔,以确保没有外来颗粒残留在以这种方式获得的粘合剂中。
4.可以将透明涂料加工为用于塑料的顶涂料或底涂料。
5.4800份将步骤3的粘合剂与400份膨润土和50份黑色浆料用运行的溶解器混合。
6.然后,用连续运行的溶解器添加3000份二氧化钛,并研磨成小于 15μm的粒径。
7.用35%乙酸丁酯和65%二甲苯的溶剂混合物将步骤7中获得的底涂料的密度调整至1.30g/cm3。
8.为了测试,使底涂料静置24小时以确保设置。
实施例14
底涂料的制备
1.在配备有回流冷凝器,加热、冷却和计量装置的反应器中,放入 8490份二甲苯。在2小时内,将1500份氯化聚烯烃混合物,尤其是类型,更具体地为14LWP或15LP在约70℃的温度下溶解,即将容器中的芳烃预热至70℃。溶解完成后,将混合物在1小时内加热到80℃的核心温度,并保持1小时。在混合物仍温热时搅拌混合物,然后在15分钟内,搅入10份改性硅烷混合物,尤其是1770。这是用于粘合剂的第一中间产物。
2.为了完成用于粘合剂的第二中间产物,以新的批次,在设置有回流冷凝器,加热、冷却和计量装置的反应器中,在连续搅拌的同时将3200 份氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物在1小时内完全溶解于6800份二甲苯。
3.在搅拌的同时混合两种中间产物,即1800份第一中间产物和8200 份第二中间产物。迫使通过滤器后,获得了0.98g/cm3的粘度。可以迫使滤液通过60μm或80μm尺寸的网孔,以确保没有外来颗粒残留在如此获得的粘合剂中。
4.可以将透明涂料加工为用于塑料的顶涂料或底涂料。
5.在连续运行的溶解器中将4900份粘合剂与400份膨润土和150份黑色浆料混合。
6.然后,将4000份二氧化钛引入连续运行的溶解器中,并研磨成小于15μm的粒径。
7.用35%乙酸丁酯和65%二甲苯的溶剂混合物将步骤6中获得的底涂料的密度调整至1.30g/cm3。
8.为了测试,使底涂料静置24小时以确保设置。
实施例15
底涂料的制备
1.在配备有回流冷凝器,加热、冷却和计量装置的反应器中,加入 8760份二甲苯。将1200份氯化聚烯烃混合物,尤其是类型,更具体地为14LWP或15LP在约70℃的温度下溶解2小时,即将最初使用的芳烃预热至70℃。溶解完成后,将混合物在1小时内加热到80℃的核心温度,并保持1小时。在温热条件下搅拌混合物,然后在15分钟内,搅入40份改性硅烷混合物,尤其是1770。之后,完成用于粘合剂的第一中间产物。
2.然后,将第一中间产物过夜冷却至约22℃的室温。对于进一步将第一中间产物加工为粘合剂,22℃的产物温度是最佳的。
3.在配备有回流冷凝器,加热、冷却和计量装置的反应器中,放入 2500份完成的第一中间产物并且与4800份二甲苯混合,搅拌两种组分直到澄清平滑,然后在连续搅拌下掺入2300份氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物并在连续搅拌下完全溶解1小时。作为完全溶解的目视检查,粘合剂是具有微黄色调的澄清混合物。
4.然后将粘合剂过滤并使其静置;粘合剂也可以进一步加工成顶涂料。迫使通过滤器后,获得了0.98g/cm3的粘度。可以迫使滤液通过60μm或 80μm尺寸的网孔,以确保没有外来颗粒残留在如此获得的粘合剂中。
5.可以将透明涂料加工为用于塑料的顶涂料或底涂料。
6.在连续运行的溶解器中将3800份粘合剂与400份膨润土和100份黑色浆料混合。
7.然后将2600份二氧化钛和1000份Calpex添加至连续运行的溶解器中,并研磨成小于15μm的粒径。
8.用1100份的50%乙酸丁酯和50%二甲苯的溶剂混合物将步骤7中获得的底涂料的密度调整至1.30g/cm3。
9.为了测试,使底涂料静置24小时以确保设置。
实施例16
底涂料的制备
1.在配备有回流冷凝器,加热、冷却和计量装置的反应器中,放入 8570份二甲苯。在5小时内,将1400份氯化聚烯烃混合物,尤其是 类型,更具体地为14LWP或15LP在20℃的室温下溶解,即在溶解期间不需要加热。溶解完成后,将混合物在2小时内加热到85℃的核心温度,并保持1小时。在混合物仍温热时搅拌混合物,然后在15分钟内,搅入30份改性硅烷混合物,尤其是 1770。以该方式,完成用于粘合剂的第一中间产物。
2.然后,将第一中间产物过夜冷却至约22℃的室温。对于进一步将第一中间产物加工为粘合剂,22℃的产物温度是最佳的。
3.在配备有回流冷凝器,加热、冷却和计量装置的反应器中,放入 2300份完成的第一中间产物和5000份二甲苯/乙酸丁酯混合物并混合,其中二甲苯/乙酸丁酯混合物的混合比是60:40(二甲苯:乙酸丁酯)。将两种成分搅拌直到澄清和平滑。然后在连续搅拌的同时,掺入2500份氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物;在连续搅拌下在2小时内将这些完全溶解。
4.然后将粘合剂过滤并使其静置。此时粘合剂可以进一步直接加工成顶涂料。迫使通过滤器后,获得了0.98g/cm3的粘度。可以迫使滤液通过 60μm或80μm尺寸的网孔,以确保没有外来颗粒残留在如此获得的粘合剂中。
5.可以将透明涂料加工为用于塑料的顶涂料或底涂料。
6.在连续运行的溶解器中将2000份粘合剂与400份膨润土和50份黑色浆料混合。
7.然后,在连续运行的溶解器中添加2500份二氧化钛,并研磨成小于15μm的粒径。
8.用1500份乙酸丁酯和1000份二甲苯将顶涂料的密度调整至1.30 g/cm3。
9.为了测试,使底涂料静置24小时以确保设置。
实施例17
底涂料的制备
1.在配备有回流冷凝器,加热、冷却和计量装置的反应器中,放入7100份乙酸丁酯和1380份二甲苯。在5小时内,将1500份氯化聚烯烃混合物,尤其是类型,更具体地为14LWP或 15LP在20℃的室温下溶解,即在溶解期间不需要加热。溶解完成后,将混合物在6小时内加热到85℃的核心温度,并保持1小时。在混合物仍温热时搅拌混合物,然后在15分钟内,搅入20份改性硅烷混合物,尤其是1770。以该方式,完成用于粘合剂的第一中间产物。
2.然后,将第一中间产物过夜冷却至约22℃的室温。对于进一步将第一中间产物加工为粘合剂,22℃的产物温度是最佳的。
3.在配备有回流冷凝器,加热、冷却和计量装置的反应器中,放入 2500份完成的第一中间产物和5000份二甲苯并混合。将两种成分搅拌直到澄清和平滑。然后在连续搅拌的同时,掺入2500份氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物;使其在连续搅拌下在1小时内完全溶解。作为完全溶解的目视检查,粘合剂是具有微黄色调的澄清混合物。
4.然后将粘合剂过滤并使其静置。迫使通过滤器后,获得了0.98g/cm3的粘度。可以迫使滤液通过60μm或80μm尺寸的网孔,以确保没有外来颗粒残留在如此获得的粘合剂中。
5.可以将透明涂料加工为用于塑料的顶涂料或底涂料。
6.在连续运行的溶解器中将5000份粘合剂与250份膨润土和80份黑色浆料混合。
7.然后,将3000份Calpex1放入连续运行的溶解器中,并研磨成小于15μm的粒径。
8.用35%乙酸丁酯和65%二甲苯的溶剂混合物将步骤7中获得的底涂料的密度调整至1.30g/cm3。
9.为了测试,使底涂料静置24小时以确保设置。
实施例18
用粘合剂或底涂料涂覆塑料
1.用合适的塑料清洁剂清洁要底涂的塑料表面。
2.塑料表面没有污染物、油脂和灰尘,并被吹风至少3分钟。
3.将粘合剂或底涂料与为乙酸丁酯和二甲苯的混合物的稀释液混合,形成可工作的粘度。粘合剂或底涂料的粘度为4mm DIN杯中约160秒(用 4mm DIN杯测量粘度)。为了为油漆枪或涂漆机器人设定最佳的可工作粘度,稀释粘合剂或底涂料,以使其具有4mm DIN杯中约15秒的粘度。对于粘合剂或底涂料的初始粘度为4mm DIN杯中约135秒,使底涂料: 稀释液以2:1的体积比稀释导致粘度为在20℃的温度下在4mm DIN杯中 16~25秒。粘合剂也优选以粘合剂:稀释液的体积比为2:1来稀释。
4.对于加工基于其制备的粘合剂或底涂料,使用气压操作的喷枪或涂漆机器人。为了处理对应的涂层,设置具有对应的喷枪喷嘴的涂漆机器人。在机器人涂漆的情况下,对应的装置将适合与产品。在不同装置的情况下压力和喷嘴设置可以变化。在压缩空气驱动的涂漆枪的情况下,优选使用的喷嘴尺寸为1.2-1.3mm(HVLP 1.3-1.4mm),喷雾压力为2-4bar(HVLP 0.8-1.2bar)。
5.干层厚度设置为20~40μm。在纹理表面的情况下,设置比粗糙度深度高20μm的最小层厚度。干层厚度被设置为使得能够实现对各自的塑料基板的粘附。在顶涂层的情况下,干层厚度为至少20μm。层厚度用传统的层厚计或借助电子刀测量,如实验室通常所用。
6.底涂料的散步速率为17m2/kg/20μm。在底涂料递送粘度为4mm DIN杯中135秒并且与稀释液混合以获得在4mm DIN杯中15秒的工作粘度的情况下,可以计算可工作面积。用1kg底涂料和0.5升稀释液,通过用喷枪涂漆可以涂覆约17m2塑料基底。
7.在20℃下通风15分钟后,用含水或含溶剂的着色漆层,尤其是单组分或双组分顶涂料来涂覆底涂料。
实施例19
使用交叉切割测试标准测试塑料涂覆的粘附性的方法
1.制造后,使粘合剂或底涂层静置24小时;在此期间,确保了粘合剂中原材料的交联。不变的质量由粘度测量确定。
2.粘合剂或底涂料混合为可工作粘度。
3.用商业上可获得的塑料清洁剂清洁聚丙烯塑料基底。
4.使用压缩空气驱动的喷枪,如实施例17所述涂布粘合剂或底涂料。
5.在塑料盘上标记加工的数据和日期,并在约20℃的室温下无需热暴露地干燥24小时。
6.也可以通过热暴露来改善或促进效果和粘附性,也就是说,塑料基底可以在60℃下热干燥40分钟或在80℃下热干燥30分钟。
7.24小时后,用ISO交叉切割试验机对塑料基板进行交叉切割(DIN EN ISO2409)。
8.之后根据DIN EN ISO 2409进行胶布撕除。
9.使用实施例1至4的粘合剂和实施例9~17的底涂料,切割边缘是完全光滑的,即不会扯掉直角(square),因此粘附性测试是成功的。根据所示的测试标准,根据本发明的粘合剂生产的单涂漆如清漆也具有非常高的胶粘性能。
比较例20
比较粘合剂的制备
为了进行比较实验,生产比较粘合剂,其中与根据本发明的粘合剂相比,省略了氯乙烯-乙烯醚共聚物如Laroflex MP 35的添加。
为了制备比较粘合剂,使用以下试剂:
(1)1500重量份14LWP(氯化聚丙烯,分子量为60,000,氯含量为27%,比重(H2O=1)为1.2)
(2)8470重量份二甲苯(有机溶剂,分子量106.17g/mol,通式C8H10)
(3)30重量份1770(改性硅烷混合物,分子量为288.46 g/mol的环氧硅烷)
在第一步试剂(1)中,在用溶解器连续搅拌下,氯化聚烯烃混合物14LWP逐步地混合入试剂(2)即有机溶剂二甲苯中,其中溶解器盘的直径为250mm,搅拌速度为550转/分钟。
在第二步中,将反应混合物的温度提高到80℃,保持多于2小时。在含有试剂(1)和(2)的体系混合均匀后,将试剂(3)即改性硅烷混合物1770添加至反应混合物,并搅拌10分钟。以该方式完成比较粘合剂。这对应于根据本发明的粘合剂的第一中间产物。
比较例21
比较粘合剂的制备
为了进行比较实验,生产比较粘合剂,其中与根据本发明的粘合剂相比,省略了改性硅烷混合物例如环氧硅烷1770的添加。
为了制备用于比较粘合剂的第一中间产物,使用以下试剂:
(1)1500重量份14LWP(氯化聚丙烯,分子量为60,000,氯含量为27%,比重(H2O=1)为1.2)
(2)8500重量份二甲苯(有机溶剂,分子量为106.17g/mol,通式 C8H10)
在第一步试剂(1)中,在用溶解器连续搅拌下,将氯化聚烯烃混合物14LWP逐步地混合入试剂(2)即有机溶剂二甲苯中,溶解器盘的直径为250mm,搅拌速度为550转/分钟。
在第二步中,将反应混合物的温度提高到80℃,保持2小时。这是用于粘合剂的第一中间产物。
为了进一步将第一中间产物加工成比较粘合剂,使用以下试剂:
(3)2300重量份第一中间产物
(4)5200重量份二甲苯(有机溶剂,分子量106.17g/mol,通式C8H10)
(5)2500重量份MP 35(氯乙烯(C2H3Cl)-异丁基乙烯醚(C6H12O)共聚物,氯含量44%)
将试剂(5)即氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物MP 35逐步地混合入试剂(4)即有机溶剂二甲苯中。这在用溶解器连续搅拌期间进行,其中溶解器盘的直径为250mm,搅拌速度为550转/分钟。这就是用于粘合剂的第二中间产物。
然后将试剂(3)即2300重量份的第一中间产物引入含有试剂(4) 和(5)的第二中间产物中,并通过搅拌使其均质化。
比较例22
比较粘合剂的制备
为了进行比较实验,生产比较粘合剂,其中与根据本发明的粘合剂相比,不进行将反应混合物加热到65~120℃的温度以生产第一中间产物,而是将反应混合物仅加热到40℃的温度。
使用以下试剂来制备用于粘合剂的第一中间产物:
(1)1500重量份14LWP(氯化聚丙烯,分子量为60,000,氯含量为27%,比重(H2O=1)为1.2)
(2)8470重量份二甲苯(有机溶剂,分子量为106.17g/mol,通式 C8H10)
(3)30重量份1770(改性硅烷混合物,分子量为288.46 g/mol的环氧硅烷)
在第一步试剂(1)中,在用溶解器连续搅拌下,将氯化聚烯烃混合物14LWP逐步地混合入试剂(2)即有机溶剂二甲苯中,其中溶解器盘的直径为250mm,搅拌速度为550转/分钟。
在第二步中,将反应混合物的温度提高到40℃,保持2小时。在含有试剂(1)和(2)的体系混合均匀后,将试剂(3)即改性硅烷混合物1770添加至反应混合物中,并搅拌10分钟。这是用于粘合剂的第一中间产物。
为了进一步将第一中间产物加工成粘合剂,使用以下试剂:
(4)2300重量份第一中间产物
(5)5200重量份二甲苯(有机溶剂,分子量为106.17g/mol,通式为C8H10)
(6)2500重量份MP 35(氯乙烯(C2H3CI)-异丁基乙烯醚 (C6H12O)共聚物,氯含量44%)
将试剂(6)即氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物MP 35逐步地混合入试剂(5)即有机溶剂二甲苯中。这在用溶解器连续搅拌下进行,溶解器盘的直径为250mm,搅拌速度为550转/分钟。这就是用于粘合剂的第二中间产物。
然后将试剂(4)即2300重量份的第一中间产物引入含有试剂(5) 和(6)的第二中间产物中,并通过搅拌使其均质化。
比较例23
比较底涂料的制备
生产比较底涂料以进行比较实验:
1.生产根据比较例20的比较粘合剂。
2.将5100份比较粘合剂与400份膨润土和50份黑色浆料在连续运行的溶解器中混合。
3.然后将2500份二氧化钛和1000份Calpex 1引入连续运行的溶解器,并研磨成小于15μm的粒径。
4.在达到该粒径后,搅入100份EpikoteTM 828,并使其均质化。
5.用35%乙酸丁酯和65%二甲苯的溶剂混合物将步骤4中获得的底涂料的密度调整至1.30g/cm3。
在测试之前,使底涂料静置24小时以确保设置。
比较例24
比较底涂料的制备
生产比较底涂料以进行比较实验:
1.生产根据比较例21的比较粘合剂。
2.将5100份比较粘合剂与400份膨润土和50份黑色浆料在连续运行的溶解器中混合。.
3.然后将2500份二氧化钛和1000份Calpex 1放入连续运行的溶解器,并研磨成小于15μm的粒径。
4.在达到该粒径后,搅入100份EpikoteTM 828,并使其均质化。
5.用35%乙酸丁酯和65%二甲苯的溶剂混合物将步骤4中获得的底涂料的密度调整至1.30g/cm3。
在测试之前,使底涂料静置24小时以确保设置。
比较例25
比较底涂料的制备
生产比较底涂料以进行比较实验:
1.生产根据比较例22的比较粘合剂。
2.将5100份比较粘合剂与400份膨润土和50份黑色浆料在连续运行的溶解器中混合。
3.然后将2500份二氧化钛和1000份Calpex 1放入连续运行的溶解器,并研磨成小于15μm的粒径。
4.在达到该粒径后,搅入100份EpikoteTM 828,并使其均质化。
5.用35%乙酸丁酯和65%二甲苯的溶剂混合物将步骤4中获得的底涂料的密度调整至1.30g/cm3。
在测试之前,使底涂料静置24小时以确保设置。
实施例28
比较实验的进行
样品的制备:
聚丙烯(PP)用作测试基底的起始材料。聚丙烯盘未经物理或化学预处理,以涂覆不同的粘合剂、底涂料或漆。仅清洁测试盘以去除灰尘和油脂。
如实施例18所述进行聚丙烯盘的涂覆。
为了确定由其生产的粘合剂和底涂料对塑料基底的粘附性,对根据本发明涂覆的样品和比较样品进行各种测试程序。
表1-样本编号
测试方法:根据DIN EN ISO 2409交叉切割
对样品进行用根据DIN EN ISO 2409:2013-06的交叉切割的测试,如实施例19所示。以该方式,在网格被切割成涂层延伸通过基底的情况下,可以确定对涂层与基底分离的抗性。
交叉切割的结果以GT 0至GT 5的等级进行评估。
GT 0对应于如下结果:在撕去胶带条(Tesa 4657)之后,切割边缘保持完全光滑。也就是说,直角没有被剥离,并且粘附性测试相应地成功。
GT 5对应于如下结果:在撕去胶带条(Tesa 4657)之后,直角完全剥离。在该情况下,粘附性测试是失败的。
根据PV 1503的蒸汽喷射测试
用于评估蒸汽喷射测试的标准基于大众汽车(Volkswagen)TL 211。
KW0对应于以下结果:在测试后,切割边缘(St.Andrew交叉)保持完全光滑。换句话说,切割表面是完全光滑的,并且不会对刻痕线造成损坏,因此粘附性测试是成功的。
KW5对应于以下结果:在测试后,切割边缘(St.Andrew交叉)显示涂层完全脱落。也就是说,切割表面受损,因此刻痕和粘附性测试为否定的。由此结果表记为失败(缩写为n.b.)
测试方法:恒湿气候测试240小时
测试方法:根据DIN EN ISO 6270-2 CH的恒湿气候测试
测试时间:240h
评价:根据DIN EN ISO 4628-1的视觉评价
根据DIN EN ISO 4628-2的起泡程度评价
根据DIN EN ISO 2409的交叉切割评价/胶粘剂:
Tesa 4657
根据PV 1503 A的蒸汽喷射测试
以1(S1)至5(S5)的等级评价恒湿气候测试的结果。评价基于大众汽车TL 211。
1(S1)对应于以下现象:没有看见表面结构的视觉上改变,并且在涂覆的基底上没有看见可见的改变例如起泡。
5(S5)对应于以下发现:在涂覆的表面上有清晰的视觉上的改变,如起泡或完全分离。在这种情况下,湿度恒定的气候测试没有通过。
在涂层不能实现塑料粘附并因此导致涂层完全分离的情况下,该发现也被标记为失败(n.b.)。
测试方法:恒湿气候测试后的交叉切割
在该测试中,在根据DIN EN ISO 6270-2 CH的恒湿气候测试之后进行根据DIN ENISO 2409:2013-06的交叉切割测试。
测试方法:恒湿气候测试后的蒸汽喷射测试
在该测试方法中,在根据DIN EN ISO 6270-2 CH的恒湿气候测试之后进行根据PV1503的蒸汽喷射测试。
测试方法的结果:
测试方法对不同样品A-R的结果示于表2。
表2-测试结果
Claims (16)
1.一种用于涂覆塑料的粘合剂,所述粘合剂可以通过包括以下步骤的方法生产:
1)通过包括以下步骤的方法生产第一中间产物:
1a)在50~99wt%的第一有机溶剂中混合并溶解5~45wt%的氯化聚烯烃混合物,
1b)将上一步所得的混合物加热至65~120℃的温度,持续至少30分钟,
1c)在65~120℃的混合温度下将0.05~5wt%的改性硅烷混合物引入至上一步所得的混合物中,
其中,1a)至1c)中的wt%基于所述第一中间产物的总重量,并且总的wt%小于或等于100;
2)采用包括以下步骤的方法进一步处理第一中间产物以制备粘合剂:
2a)将5~40wt%的氯乙烯-乙烯醚共聚物混合入50~90%的第二有机溶剂中,
2b)将10~80wt%的第一中间产物引入至上一步所得的混合物中,
2c)均质化上一步所得的混合物,
其中,2a)至2c)中的wt%基于所述粘合剂的总重量,并且总的wt%小于或等于100。
2.根据前述权利要求所述的粘合剂,其特征在于,在步骤1a)中在80~90wt%的第一有机溶剂中混合并溶解10~20wt%的氯化聚烯烃混合物,以及在步骤1c)中将0.1~0.5wt%的改性硅烷混合物添加至步骤1b)所得的混合物中。
3.根据前述权利要求中任一项所述的粘合剂,其特征在于,所述氯化聚烯烃混合物包含一种或多种氯化聚烯烃和树脂,所述树脂优选选自包括氨基树脂、环氧树脂和双酚A-表氯醇树脂的组。
4.根据前述权利要求中任一项所述的粘合剂,其特征在于,所述氯化聚烯烃混合物包含
5.根据前述权利要求中任一项所述的粘合剂,其特征在于,所述改性硅烷混合物包含改性环氧硅烷,优选为β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷。
6.根据前述权利要求中任一项所述的粘合剂,其特征在于,在步骤2a)中将20~30wt%的氯乙烯-乙烯醚共聚物混合入40~60%的第二有机溶剂中,以及在步骤2b)中将10~30wt%的第一中间产物引入至步骤2a)所得的混合物中。
7.根据前述权利要求中任一项所述的粘合剂,其特征在于,所述氯乙烯-乙烯醚共聚物是氯乙烯-异丁基乙烯醚共聚物,特别优选是MP粘合剂。
8.一种生产粘合剂的方法,包括以下步骤:
1)通过包括以下步骤的方法生产第一中间产物:
1a)在50~99wt%的第一有机溶剂中混合并溶解5~45wt%的氯化聚烯烃混合物,
1b)将上一步的混合物加热至65~120℃的温度,持续至少30分钟,
1c)在65~120℃的混合温度下将0.05~5wt%的改性硅烷混合物引入至上一步所得的混合物中,
其中1a)至1c)中的wt%基于所述第一中间产物的总重量,并且总的wt%小于或等于100;
2)通过包括以下步骤的方法进一步处理第一中间产物以制备粘合剂:
2a)将5~40wt%的氯乙烯-乙烯醚共聚物混合入50~90%的第二有机溶剂中,
2b)将10~80wt%的第一中间产物引入至上一步所得的混合物中,
2c)均质化上一步所得的混合物,
其中,2a)至2c)中的wt%基于所述粘合剂的总重量,并且总的wt%小于或等于100。
9.一种用于涂覆塑料的底涂料,所述底涂料可以通过包括以下步骤的方法生产:
3a)将10~30wt%的根据权利要求1至7中任一项所述的粘合剂与2~10wt%的膨润土混合物混合,
3b)将10~30wt%的颜料混合物添加至上一步所得的混合物中,
3c)将0.1~5wt%的添加剂混合物添加至上一步所得的混合物中,
3d)将10~50wt%的第三有机溶剂添加至上一步所得的混合物中,
其中,所述wt%基于所述底涂料的总重量,并且总的wt%小于或等于100。
10.根据前述权利要求所述的用于涂覆塑料的底涂料,其特征在于,所述颜料混合物包含选自包括黑色浆料、二氧化钛、Calpex或其组合的组的化合物。
11.根据权利要求9或10所述的用于涂覆塑料的底涂料,其特征在于,所述添加剂混合物包含选自包括双酚A-表氯醇树脂和/或热解法二氧化硅的组的化合物,所述双酚A-表氯醇树脂优选为EpikoteTM,所述热解法二氧化硅优选为AerosilTM。
12.一种用于涂覆塑料的底涂料,包括:
C1)10~30wt%的根据权利要求1至7中任一项所述的粘合剂,
C2)2~10wt%的膨润土混合物,
C3)0.1~30wt%的颜料混合物,
C4)0.1~5wt%的添加剂混合物,
C5)10~50wt%的第三有机溶剂。
13.一种使用根据权利要求9至12中任一项所述的底涂料涂覆塑料的方法,包括以下步骤:
4a)清洁塑料表面,
4b)通过在有机溶剂中混合来稀释所述底涂料,使得根据DIN 53211通过用4mm杯进行粘度测定,获得5~40s的流出时间,
4c)将5~50μm厚的稀释的底涂料层施用在塑料上,优选使用压缩空气驱动的涂漆装置将5~50μm厚的稀释的底涂料层施用在塑料上。
14.根据权利要求1至7中任一项所述的粘合剂或根据权利要求9至12中任一项所述的底涂料用于涂覆塑料的用途,所述塑料优选选自包括以下的组:聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(PP-EPDM)、发泡聚丙烯(EPP)、玻璃纤维增强塑料(GFK)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚酰胺(PA)、PA 6、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚氯乙烯(PVC)。
15.根据权利要求1至7中任一项所述的粘合剂用于生产单涂漆、清漆、金属漆或胶粘剂的用途。
16.一种具有提高的增粘能力的塑料,其可以通过在根据权利要求1至7中任一项所述的粘合剂中混合来生产。
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