СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЛЕНТЫ Российский патент 2012 года по МПК C09D167/02 C09D5/08 B05D7/14 

Настоящее изобретение касается применения разветвленных аморфных макрополиолов на основе сложных полиэфиров для нанесения покрытия на металлические ленты, способа нанесения покрытия на металлические ленты, а также полученных с его помощью металлических лент с покрытием.

Нанесение покрытия на металлические ленты применяют, чтобы в очень короткое время, т.е., с экономической выгодой, нанести высококачественное покрытие на свернутые в рулоны металлические листы, например, из алюминия или стали. По сравнению с другими методами покрытия, например, напылением, этот способ обладает заметными преимуществами. Так, в этом случае удается получать высококачественные единообразные покрытия со значительным выходом и малым уровнем испарений.

Нанесение покрытия на металлические ленты - непрерывный процесс. Чтобы обеспечить продолжение процесса покрытия в конце металлической ленты, применяют так называемые аккумуляторы, из которых в течение ограниченного времени (в период установки следующей металлической ленты) осуществляют дальнейшую подачу ленты. Перед покрытием металлические ленты в общем случае очищают, подвергают предварительной обработке и наносят на обе их стороны праймеры.

Для нанесения покрытия на металлические ленты применяют жидкие материалы покрытия с затвердеванием при нагреве, которые состоят из раствора связывающего агента, содержащего гидроксильные группы, например, сложного полиэфира, и блокированного полиизоцианата и/или меламиновой смолы и ее производных в органическом растворителе. Из прочих компонентов следует упомянуть пигменты и прочие добавки.

К важным свойствам покрытий на металлических лентах относятся такие показатели, как устойчивость к погодным воздействиям, гидролизу, химикатам и царапинам, высокий уровень глянца, твердость и гибкость. Последнее из них сильно влияет на адгезионные характеристики покрытия, если после процесса лакировки субстрат на одном или нескольких этапах подвергают деформации, как, например, глубокой вытяжке, что характерно для многих деталей.

Устойчивость к погодным воздействиям имеет решающее значение прежде всего для тех деталей, поверхность которых подвергается прямому воздействию солнечных лучей и прочих погодных воздействий; к таковым относятся в т.ч. дорожные знаки, элементы фасадов, гаражные двери, водосточные желоба и детали автомобилей и т.д.

Сцепление с субстратом, в принципе, лучше при использовании более мягких и гибких связывающих агентов; с другой стороны, устойчивость к погодным воздействиям лучше, а срок службы дольше при использовании более твердых связывающих агентов.

Помимо всех этих показателей, при нанесении покрытий на металлические ленты огромное значение приобретает еще один фактор, а именно экономичность. Так, весьма желательно наносить покрытие на возможно большую длину металлической ленты в единицу времени. При этом к лимитирующим показателям относятся время пребывания металлических лент в печи и температура печи, необходимая для полного прохождения реакции поперечной сшивки в лаках. Из нынешнего уровня техники общеизвестно, что длительность обработки в печи покрытых таким образом листов тем меньше, т.е. реакционноспособность использованных связующих агентов в поперечной сшивке тем выше, чем меньше молярная масса применяемых полимеров, т.е., чем выше плотность способных к поперечной сшивке групп, например гидроксильных групп. Произвольному снижению молекулярной массы и связанному с этим достижению высокой плотности сшивки мешает, однако, неприемлемое для покрытия металлических лент возрастание хрупкости готовых лаков, в особенности при использовании соединений меламина в качестве агентов сшивки.

Сокращения времени обжига можно также добиться, повышая температуру в печи. Помимо того, что с повышением температуры связано нежелательное повышение расходов на энергию, при использовании многих веществ температуру нельзя повышать произвольно. Так называемые сорта стали ВН („bake hardening", мягкого отжига), например, при высоких температурах затвердевают, и по этой причине с ними невозможно проводить дальнейшие формовочные операции.

Чтобы удовлетворить этим требованиям к экономичности и к качеству лака, на нынешнем уровне техники (международная заявка WO 2004/039902) в целях придания большей гибкости для покрытия металлических лент используют смеси разветвленного, сравнительно низкомолекулярного вяжущего агента с более высокомолекулярным, преимущественно линейным вяжущим агентом и с агентом поперечной сшивки. С помощью таких рецептур можно обеспечить наличие достаточной реакционноспособности поперечной сшивки лака в печи.

Необходимость изготавливать два различных вяжущих агента, а затем смешивать их в надлежащих соотношениях при создании рецептуры лака означает существенные недостатки в смысле экономичности по сравнению с рецептурой лака, основанной на одном единственном вяжущем агенте.

По этой причине задача настоящего изобретения состояла в том, чтобы разработать способ и покрытие металлических лент, которые обеспечивают вышеуказанные свойства лака и одновременно обладают достаточно высокой реакционноспособностью поперечной сшивки, чтобы при умеренном количестве агента поперечной сшивки по возможности предельно сократить время пребывания в печи.

Общеизвестно, что реакционноспособность сложных полиэфиров с концевыми гидроксильными группами возрастает с ростом гидроксильного числа. Сложные полиэфиры с высокими значениями гидроксильного числа, т.е. с малой молекулярной массой ведут, однако, к формированию хрупких лаков, которые, ввиду их недостаточной гибкости, нельзя применять для нанесения покрытия на металлические ленты.

Неожиданно было обнаружено, что разветвленные сложные полиэфиры, содержание функционального разветвителя в которых составляет 10 до 25 мол.% относительно спиртового компонента, и молекулярная масса которых находится между 2500 и 4500 г/моль, обладают соотношением между реакционноспособностью поперечной сшивки и гибкостью, достаточно уравновешенным для покрытия металлических лент. Такие разветвленные сложные полиэфиры описаны в европейском патенте ЕР 1479709.

Следовательно, предметом настоящего изобретения является применение разветвленных аморфных макрополиолов на основе сложных полиэфиров, получаемых реакцией карбокислотного компонента и по меньшей мере одного спиртового компонента, состоящего из 10-25 мол.% спирта по меньшей мере с тремя функциональными группами и 75-90 мол.% по меньшей мере еще одного спирта, относительно спиртового компонента, в присутствии реагента поперечной сшивки, причем сложный полиэфир характеризуется

- M_n, равной 2500-4500 г/моль,

- гидроксильным числом, составляющим 0-200 мг КОН/г и

- кислотным числом, составляющим от 0 до 10 мг КОН/г, для покрытия металлических лент.

В качестве исходного кислотного компонента аморфные разветвленные макрополиолы на основе сложных полиэфиров, применяемые согласно изобретению, содержат, по меньшей мере, одну ароматическую и/или алифатическую дикарбоновую кислоту и/или поликарбоновую кислоту, к которым относятся, например, фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, циклоалифатическая 1,2-дикарбоновая кислота, например, 1,2-циклогександикарбоновая кислота и/или метилтетрагидрофталевая, тетрагидрофталевая и/или метилгексагидрофталевая кислота, янтарная кислота, себациновая кислота, ундекандикарбоновая кислота, додекандикарбоновая кислота, адипиновая кислота, азелаиновая кислота, пиромеллитовая кислота, тримеллитовая кислота, изононановая кислота и/или димерная жирная кислота. Предпочтительны изофталевая кислота, 1,2-циклогександикарбоновая кислота, фталевая кислота и адипиновая кислота.

Каждый кислотный компонент может частично или полностью состоять из ангидридов и/или низкомолекулярных сложных алкиловых эфиров, предпочтительно - метиловых и/или этиловых эфиров.

В качестве спиртового компонента, по меньшей мере, трифункционального, можно применять, например, триметилолпропан, триметилолэтан, 1,2,6-тригидроксагексаэритрит, глицерин, трисгидроксиэтилизоцианурат, пентаэритрит, сорбит, ксилит и/или маннит, в количествах от 10 до 25 мол.%.

Кроме того, спиртовой компонент может содержать другие линейные и/или разветвленные, алифатические и/или циклоалифатические, и/или ароматические диолы и/или полиолы. В качестве дополнительных спиртов предпочтительно применяют этиленгликоль, 1,2- и/или 1,3-пропандиол, диэти-ленгликоль, дипропиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, 1,2-и/или 1,4-бутандиол, 1,3-бутилэтилпропандиол, 1,3-метилпропандиол, 1,5-пентандиол, бисфенол А, В, С, F, норборниленгликоль, 1,4-бензилдиметанол и -этанол, 2,4-диметил-2-этилгексан-1,3-диол, циклогександиметанол, дицидол, гександиол, неопентилгликоль в количествах от 75 до 90 моль-%, относительно спиртового компонента.

Предпочтительные кислоты - это, например, 1,2-циклогександикарбоновая кислота, фталевая кислота и/или адипиновая кислота, в частности, в следующей пропорции:

92-100 мол.% 1,2-циклогександикарбоновой кислоты и 0-8 мол.% фталевой кислоты и/или адипиновой кислоты или

60-70 мол.% фталевой кислоты и 30-40 мол.% адипиновой кислоты.

Предпочтительные диолы - это, например, этиленгликоль (0-40 мол.%), 2,2′-диметилпропан-1,3-диол (35-80 мол.%), 1,6-гександиол (0-15 мол.%), триметилолпропан (10-25 мол.%.).

Разветвленные аморфные макрополиолы могут иметь кислотное число менее 15,0 мг КОН/г, предпочтительно - менее 10,0, особо предпочтительно - между 0 и 5 мг КОН/г, а их гидроксильное число может находиться между 0 и 200 мг КОН/г, предпочтительно - между 10 и 150, особо предпочтительно - между 30 и 100 мг КОН/г.

Итоговые среднечисленные значения молекулярной массы M_n лежат в пределах от 2500 до 4500 г/моль, предпочтительно - от 3000 до 4000.

Кислотное число определяют в соответствии с DIN EN ISO 2114. Под кислотным числом (КЧ) подразумевают то количество гидроксида калия в мг, которое необходимо для нейтрализации кислот, содержащихся в одном грамме вещества. Подлежащий исследованию образец растворяют в дихлорметане и титруют 0,1 Н метанольным раствором едкого кали с фенолфталеином в качестве индикатора.

Гидроксильное число определяют в соответствии с DIN 53240-2. При реализации этого способа проводят реакцию образца с ангидридом уксусной кислоты в присутствии 4-диметиламинопиридина в качестве катализатора, причем происходит ацетилирование гидроксильных групп. При этом на одну гидроксильную группу образуется одна молекула уксусной кислоты, в то время как последующий гидролиз избыточного ангидрида уксусной кислоты дает две молекулы уксусной кислоты. Потребление уксусной кислоты определяют титриметрическим методом как разницу между результатом опыта с пробой и проведенного параллельно холостого опыта.

Молекулярную массу определяют методом гель-пермеационной хроматографии (ГПХ). Анализ образцов проводили с использованием тетрагидро-фурана в качестве элюента в соответствии с DIN 55672-1.

M_n (UV) = среднечисленная молярная масса (ГПХ, УФ-детектор), данные в г/моль

M_w (UV) = среднемассовая молярная масса (ГПХ, УФ-детектор), данные в г/моль

Получаемые согласно изобретению металлические ленты с покрытием демонстрируют благоприятные характеристики, в частности, при испытаниях) на изгиб в Т-образном построении, покрытия демонстрируют значения, не превышающие 2,0.

Предметом изобретения является применение разветвленных аморфных макрополиолов на основе сложных полиэфиров для покрытия металлических лент.

Используемый материал покрытия отличается следующим:

Он содержит разветвленный аморфный макрополиол на основе сложного полиэфира, который можно получить реакцией

по меньшей мере одного кислотного компонента из группы, включающей ароматические и/или алифатические дикарбоновые кислоты и/или поликарбоновые кислоты, к которым относятся, например, фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, циклоалифатические дикарбоновые кислоты, как, например, 1,2-, 1,3-, 1,4-циклогександикарбоновая кислота и/или метилтетрагидрофталевая, тетрагидрофталевая и/или метилгексагидрофталевая кислота, янтарная кислота, себациновая кислота, додекандикарбоновая кислота, адипиновая кислота, азелаиновая кислота, ундекандикарбоновая кислота, пиромеллитовая кислота, тримеллитовая кислота, изононановая кислота и/или димерная жирная кислота, предпочтительно - это изофталевая кислота,

и

по меньшей мере, одного спиртового компонента из

1) от 10 до 25 мол.%, по меньшей мере, трехфункционального спирта,

и

2) от 75 до 90 мол.%, по меньшей мере, еще одного диола,

в присутствии реагента поперечной сшивки, отличающегося следующими характеристиками:

- M_n составляет 2500-4500 г/моль,

- гидроксильное число составляет 0-200 мг КОН/г, предпочтительно 20-150 мг КОН/г, а особо предпочтительно 30-100 мг КОН/г,

- кислотное число составляет 0-15 мг КОН/г, предпочтительно 0-10 мг КОН/г, а особо предпочтительно 0-5 мг КОН/г,

Агент поперечной сшивки представляет собой, например, полиизоцианат, и/или меламиновую смолу, и/или их производные.

Кроме того, аморфные макрополиолы на основе сложных эфиров при нанесении покрытия можно применять совместно со вспомогательными веществами и добавками, количество которых относительно всего состава составляет от 0 до 70% масс, и к которым, в частности, относятся ингибиторы, вода и/или органические растворители, нейтрализующие агенты, поверхностно-активные вещества, уловители кислорода и/или радикалов, катализаторы, светозащитные средства, осветлители, фотосенсибилизаторы, средства, влияющие на тиксотропию, средства, препятствующие образованию корки, пеногасители, антистатики, загустители, термопластические добавки, красители, пигменты, огнезащитные средства, внутренние разделители, наполнители и/или вспенивающие агенты.

В отношении подлежащих покрытию металлов каких-либо ограничений нет, в частности, металл ленты можно выбирать из группы, включающей в себя алюминий, сталь и цинк.

Также предметом настоящего изобретения являются способы нанесения покрытия на металлические ленты, причем материал покрытия состоит из разветвленного аморфного макрополиолов на основе сложных полиэфиров, получаемого реакцией по меньшей мере одного карбокислотного компонента и по меньшей мере одного спиртового компонента, состоящего из 10-25 мол.% спирта по меньшей мере с тремя функциональными группами и 75-90 мол.% по меньшей мере еще одного спирта, относительно спиртового компонента, в присутствии реагента поперечной сшивки, причем сложный полиэфир характеризуется

- M_n, равной 2500-4500 г/моль,

- гидроксильным числом, составляющим 0-200 мг КОН/г и

- кислотным числом, составляющим от 0 до 10 мг КОН/г,

причем материал покрытия на металлических лентах обжигают при температурах менее 220°С (Peak Metal Temperature=РМТ).

Полученные при этом покрытия металлических лент при испытаниях на изгиб в Т-образном построении демонстрируют значения, не превышающие 2,0.

Применяемые согласно изобретению разветвленные аморфные макрополиолы на основе сложных эфиров изготавливают известными способами (см. Dr. P. Oldring, Resins for Surface Coatings, Volume III, опубликовано Sita Technology, 203 Gardiness House, Bromhill Road, London SW 184JQ, England 1987) путем непрерывной, полунепрерывной или прерывистой этерификации исходных кислот и спиртов в одноэтапном или многоэтапном процессе.

Изготовление применяемых согласно изобретению разветвленных аморфных макрополиолов на основе сложных эфиров предпочтительно проводят в атмосфере инертного газа при температурах от 150 до 270°С, предпочтительно при 180-260°С, особо предпочтительно - при 200-250°С. В качестве инертного газа можно применять азот или благородные газы, в особенности азот. Содержание кислорода в инертном газе составляет менее 50 м.д., в частности - менее 20 м.д. После отщепления большей части теоретически рассчитанного количества воды можно работать в вакууме. Также возможно добавление катализаторов для ускорения реакции (поли)конденсации и/или добавок, облегчающих фракционирование, для отделения получаемой в процессе реакции воды. Типичные катализаторы - это органические соединения титана или олова, как, например, тетрабутилтитанат или оксид дибутилолова. Можно выбирать, добавлять ли катализаторы в начале реакции, совместно с другими исходными компонентами, либо же позднее, во время реакции. В качестве фракционирующих агентов можно использовать, например, толуол или различные качественные варианты сольвент-нафты (SolventNaphtha®).

Металлические ленты с покрытием согласно изобретению также являются предметом настоящего изобретения, их можно произвольно применять по соответствующим назначениям, в особенности - в строительстве и архитектуре (например, в помещениях, на крышах, стенах), в транспорте, в бытовой технике и в целях дальнейшей обработки, например, насечки или проделывания отверстий.

Без дальнейшего подробного изложения можно считать, что специалист может использовать вышеприведенное описание в полном объеме. Поэтому предпочтительные варианты исполнения и примеры следует рассматривать как иллюстрации описания, их изложение никоим образом не накладывает каких-либо ограничений.

Ниже дано более подробное пояснение настоящего изобретения на основе примеров. Альтернативные варианты исполнения настоящего изобретения можно получить аналогичным образом.

Пример 1

мол.% мас.% Сырьевой компонент Кислотный компонент   100 59,9 ангидрид 1,2-циклогександикарбоновой кислоты 100   Сумма кислотных компонентов       Спиртовой компонент   30 7,5 неопентилгликоль 39 10,3 моноэтиленгликоль 15 13,2 1,6-гександиол 16 9,1 триметилолпропан 100   сумма спиртовых компонентов

В азотной атмосфере проводят реакцию 59,9 частей ангидрида 1,2-циклогександикарбоновой кислоты с 7,5 частями неопентилгликоля, 10,3 частями моноэтиленгликоля, 13,2 частями 1,6-гександиола и 9,1 частями триметилол-пропана при максимум 250°С, пока не будет достигнуто кислотное число менее 1 мг КОН/н и гидроксильное число 55 КОН/г.После охлаждения сложный полиэфир растворяют до концентрации 65% в смеси Solvesso® 150 (аромат с пределами кипения 182-207°С и точкой вспышки 64°С)/бутил гликоль (3:1).

Результаты аналитических измерений:

Гидроксильное число = 55 мг КОН·г^-1, КЧ=0,4 мг КОН·г^-1, M_n=3.600 г·моль^-1

Пример 2

мол.% мас.% Сырьевой компонент Кислотный компонент   100 55,2 ангидрид 1,2-циклогександикарбоновой кислоты 100   Сумма кислотных компонентов       Спиртовой компонент   77,5 32,6 неопентилгликоль 22,5 12,2 триметилолпропан 100   сумма спиртовых компонентов

В азотной атмосфере проводят реакцию 55,2 частей ангидрида 1,2-циклогександикарбоновой кислоты с 32,6 частями неопентилгликоля и 12,2 частями триметилолпропана при максимум 250°С, пока не будет достигнуто кислотное число 5 мг КОН/г. После охлаждения сложный полиэфир растворяют до концентрации 65% в смеси Solvesso® 150/бутилгликоль (3:1).

Результаты аналитических измерений:

Гидроксильное число = 95 мг КОН·г^-1, КЧ=5 мг КОН·г^-1, M_n=2500 г·моль^-1

Пример 3

мол.% мас.% Сырьевой компонент Кислотный компонент   70 34,6 фталевая кислота 30 15,1 адипиновая кислота 100   Сумма кислотных компонентов       Спиртовой компонент   60,0 30,2 неопентилгликоль 25 12,5 моноэтиленгликоль 15 7,6 триметилолпропан 100   сумма спиртовых компонентов

В азотной атмосфере проводят реакцию 34,6 частей фталевой кислоты и 15,1 частей адипиновой кислоты с 30,2 частями неопентилгликоля, 12,5 частями моноэтиленгликоля и 7,6 частями триметилолпропана при максимум 250°С, пока не будет достигнуто кислотное число менее 1 мг КОН/н и гидроксильное число 35 КОН/г. После охлаждения сложный полиэфир растворяют до концентрации 65% в смеси Solvesso® 150/бутилгликоль (3:1).

Результаты аналитических измерений:

Гидроксильное число = 35 мг КОН·г^-1, КЧ=0,6 мг КОН·г^-1, M_n=4100 г·моль^-1

Контрольный пример А

мол.% мас.% Сырьевой компонент Кислотный компонент   100 50 ангидрид 1,2-циклогександикарбоновой кислоты 100   Сумма кислотных компонентов       Спиртовой компонент   97,5 48,8 неопентилгликоль 2.5 1,2 триметилолпропан 100   сумма спиртовых компонентов

В азотной атмосфере проводят реакцию 50 частей ангидрида 1,2-циклогександикарбоновой кислоты с 48,8 частями неопентилгликоля и 1,2 частями триметилолпропана при максимум 250°С, пока не будет достигнуто кислотное число 5 мг КОН/г и гидроксильное число 47 мг КОН/г. После охлаждения сложный полиэфир растворяют до концентрации 65% в Solvesso® 100 (аромат с пределами кипения 165-180°С и точкой вспышки 50°С).

Результаты аналитических измерений:

Гидроксильное число = 47 мг КОН·г^-1, КЧ=4,0 мг КОН·г^-1, M_n=2100 г·моль^-1

Контрольный пример В

мол.% мас.% Сырьевой компонент Кислотный компонент   100 53,5 ангидрид 1,2-циклогександикарбоновой кислоты 100   Сумма кислотных компонентов       Спиртовой компонент   77,5 33,8 неопентилгликоль 22,5 12,7 триметилолпропан 100   сумма спиртовых компонентов

В азотной атмосфере проводят реакцию 53,5 частей ангидрида 1,2-циклогександикарбоновой кислоты с 33,8 частями неопентилгликоля и 12,7 частями триметилолпропана при максимум 250°С, пока не будет достигнуто кислотное число 5 мг КОН/г и гидроксильное число 128 мг КОН/г.После охлаждения сложный полиэфир растворяют до концентрации 65% в смеси Solvesso® 150/бутилгликоль (3:1).

Результаты аналитических измерений:

Гидроксильное число = 128 мг КОН·г^-1, КЧ=5 мг КОН·г^-1, M_n=2400 г·моль^-1

Контрольный пример С

мол.% мас.% Сырьевой компонент Кислотный компонент   100 50 ангидрид 1,2-циклогександикарбоновой кислоты 100   сумма кислотных компонентов       Спиртовой компонент   74 36,8 неопентилгликоль 26 13,2 триметилолпропан 100   сумма спиртовых компонентов

В азотной атмосфере проводят реакцию 50 частей ангидрида 1,2-циклогександикарбоновой кислоты с 36,8 частями неопентилгликоля и 13,2 частями триметилолпропана при максимум 250°С, пока не будет достигнуто кислотное число 5 мг КОН/г и гидроксильное число 110 мг КОН/г. После охлаждения сложный полиэфир растворяют до концентрации 65% в Solvesso® 100.

Результаты аналитических измерений:

Гидроксильное число = 110 мг КОН·г^-1, КЧ=5,1 мг КОН·г^-1, M_n=2200 г·моль^-1

Рецептуры лаков   Частей Раствор сложного полиэфира 65% 43,8 TiO₂ 2310 31,7 гексаметоксиметилмеламин¹ 7,5 пара-толуолсульфоновая кислота² 0,4 средство, способствующее потоку³ 0,8 бутилгликольацетат 8,6 DBE⁴ 7,2 ¹ например, Cymel 303 производства Cytec Industries Inc.. Этот агент поперечной сшивки отличается тем, что его реактивные группы -NH₂ блокированы метоксильными группами, причем при высоких температурах, которые обычны в процессах рулонного покрытия, происходит отщепление этих групп, и становится возможна реакция со сложными полиэфирами. ² например, Nacure 2500 производства King Industries, Inc.; этот кислый катализатор (с химической блокировкой) необходим, чтобы дать возможность меламиновому компоненту прореагировать со сложным полиэфиром. ³ например, Вук 350 производства Byk-Chemie; акриловая добавка для улучшения растекания и улучшения блеска. Добавка удлиняет растекшиеся после разбрызгивания капли и позволяет избежать кратеров. Поверхностное натяжение снижается лишь незначительно; отрицательное влияние на возможность покрытия еще одним слоем лака и на межслойную адгезию отсутствует. ⁴ смесь сложных метиловых эфиров адипиновой, глутаровой и янтарной кислот.   Техническое испытание лаков   Лак
Пример 1 Лак
Пример 2 Лак
Пример 3 Лак
Сравнение А Лак
Сравнение В Лак
Сравнение С Двойные ходы с МЭК¹ >100 >100 >100 >100 >100 >100 РМТ² [°С] 209 216 188 232 209 204 На изгиб в Т-образном построении³ 1,5 1,5 1,0 1,0 3,0 3,0

Методы:

¹ Метод испытаний ЕССА Т11: (Эта методика испытаний позволяет проверить качество поперечной сшивки реакционно-способной системы лака в заданных условиях обжига.

Проведение экспериментов:

«Лист» с покрытием, изготовленный из алюминия, оцинкованной стали и т.п., подвергают химической и механической нагрузке с помощью ватного тампона, пропитанного метил-этилкетоном (МЭК, под массой в 1 или 2 кг (молот с МЭК)). Осуществляют прямолинейные двойные движения, которые ведут к химической нагрузке на покрытие. Как правило, полностью затвердевшее покрытие должно без повреждений выдержать 100 двойных ходов (ДХ). При недостаточном затвердевании после первых двойных ходов или несколько позже (менее 100 ДХ) происходит растворение лака. Приводят количество успешно выдержанных двойных ходов в виде целого числа, они являются мерой, например, затвердевания или плотности поперечной сшивки, либо же реакционноспособности лака).

² Peak Metal Temperature (пиковая температура металла, максимальная температура, измеренная на поверхности листа в процессе обжига).

³ Метод испытаний ЕССА Т5: Цель настоящего руководства к работе - оценка растяжимости и прочности сцепления покрытий при нагрузке на изгиб. Наименьший радиус изгиба образца, которого возможно добиться без образования трещин, определяет сопротивление при изгибе на 180°.

Проведение экспериментов:

Определение изгиба образца без нагрузки в Т-образном построении

Пластины-образцы должны быть ровными и не иметь следов деформации (например, волн от изгиба).

Листы для испытаний, обращенные покрытием наружу, предварительно изгибают вручную с помощью устройства для снятия фаски примерно на 180°.

Для этого лист шириной максимум 10 см вставляют в самую малую щель устройства для гибки лакированной стороной назад. Затем предварительно согнутый лист плотно сжимают в тисках так, чтобы не оставалось щели.

Поверхность на изгибе проверяют на наличие трещин с помощью лупы с 10-кратным увеличением.

Затем на всю ширину поверхности изгиба накладывают клейкую ленту, плотно прижимают ее, а затем резко отрывают и исследуют на наличие приклеившихся частиц лака.

Определяют наименьший радиус изгиба (0Т-0,5Т-1Т и т.д.), при котором на пленке лака отсутствуют трещины (трещины при Т-Bend), и при котором на клейкой ленте не обнаруживают отделения лака (адгезия при T-Bend).

Изобретение относится к применению разветвленных аморфных макрополиолов на основе сложных полиэфиров для нанесения покрытия на металлические ленты. Разветвленные аморфные макрополиолы получают реакцией, по меньшей мере, одного карбокислотного компонента, и, по меньшей мере, одного спиртового компонента, состоящего из 10-25 мол.% спирта, по меньшей мере, с тремя функциональными группами, и 75-90 мол.% дополнительного спирта, включающей линейные и/или разветвленные, алифатические и/или циклоалифатические, и/или ароматические диолы и/или полиолы, в присутствии сшивающего агента, выбранного из группы, включающей полиизоцианат и/или меламиновую смолу, и/или их производные. Сложный полиэфир характеризуется молекулярной массой, равной 2500-4500 г/моль, гидроксильным числом, составляющим 0-200 мг КОН/г и кислотным числом, составляющим 0-10 мг КОН/г. Описан способ нанесения покрытия на металлические ленты, а также полученные с его помощью металлические ленты с покрытием. Технический результат - достаточная гибкость покрытия металлических лент в сочетании с достаточной реакционной способностью поперечной сшивки. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 табл., 6 пр.

1. Применение разветвленных аморфных макрополиолов на основе сложных полиэфиров, получаемых реакцией, по меньшей мере, одного карбокислотного компонента, выбранного из группы, включающей фталевую кислоту, изофталевую кислоту, терефталевую кислоту, циклоалифатические дикарбоновые кислоты, янтарную кислоту, себациновую кислоту, ундекандикарбоновую кислоту, додекандикарбоновую кислоту, адипиновую кислоту, азелаиновую кислоту, пиромеллитовую кислоту, тримеллитовую кислоту, изононановую кислоту и/или димерную жирную кислоту, и, по меньшей мере, одного спиртового компонента, состоящего из 10-25 мол.% спирта, по меньшей мере, с тремя функциональными группами, выбранного из группы, включающей триметилолпропан, триметилолэтан, 1,2,6-тригидроксигексаэритрит, глицерин, трисгидроксиэтилизоцианурат, пентаэритрит, сорбит, ксилит и/или маннит, и 75-90 мол.%, по меньшей мере, дополнительного спирта, выбранного из группы, включающей линейные и/или разветвленные, алифатические, и/или циклоалифатические, и/или ароматические диолы и/или полиолы, относительно спиртового компонента, в присутствии сшивающего агента, выбранного из группы, включающей полиизоцианат, и/или меламиновую смолу, и/или их производные, причем сложный эфир характеризуется
- М_n, равной 2500-4500 г/моль,
- гидроксильным числом, составляющим 0-200 мг КОН/г, и
- кислотным числом, составляющим от 0 до 10 мг КОН/г, для покрытия металлических лент.

2. Применение по п.1, отличающееся тем, что циклоалифатическая дикарбоновая кислота представляет собой 1,2-, 1,3- или 1,4-циклогександикарбоновую кислоту и/или метилтетрагидро-, тетрагидро- и/или метилгексагидрофталевую кислоту.

3. Применение по п.1, отличающееся тем, что дополнительный спиртовой компонент выбран из группы, включающей этиленгликоль, 1,2- и/или 1,3-пропандиол, диэтиленгликоль, дипропиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, 1,2- и/или 1,4-бутандиол, 1,3-бутилэтилпропандиол, 1,3-метилпропандиол, 1,5-пентандиол, бисфенол А, В, С, F, норборниленгликоль, 1,4-бензилдиметанол и 1,4-бензилдиэтанол, 2,4-диметил-2-этилгексан-1,3-диол, циклогександиметанол, дицидол, гександиол.

4. Применение по п.1, отличающееся тем, что полученные с его помощью покрытия металлических лент при испытаниях на изгиб в Т-образном построении демонстрируют значения, не превышающие 2,0.

5. Применение по п.1, отличающееся тем, что разветвленные аморфные макрополиолы на основе сложных полиэфиров применяют совместно со вспомогательными веществами и добавками.

6. Применение по п.5, отличающееся тем, что вспомогательные вещества и добавки выбраны из группы, включающей ингибиторы, воду и/или органические растворители, нейтрализующие агенты, поверхностно-активные вещества, уловители кислорода и/или радикалов, катализаторы, светозащитные средства, осветлители, фотосенсибилизаторы, средства, влияющие на тиксотропию, средства, препятствующие образованию корки, пеногасители, антистатики, загустители, термопластические добавки, красители, пигменты, огнезащитные средства, внутренние разделительные средства, наполнители и/или вспенивающие агенты.

7. Применение по одному из пп.1-6, отличающееся тем, что металл, из которого изготовлены металлические ленты, выбран из группы, включающей алюминий, сталь и цинк.

8. Способ нанесения покрытия на металлические ленты, причем материал покрытия состоит из разветвленного аморфного макрополиола на основе сложных полиэфиров, получаемого реакцией, по меньшей мере, одного карбокислотного компонента, выбранного из группы, включающей фталевую кислоту, изофталевую кислоту, терефталевую кислоту, циклоалифатические дикарбоновые кислоты, янтарную кислоту, себациновую кислоту, ундекандикарбоновую кислоту, додекандикарбоновую кислоту, адипиновую кислоту, азелаиновую кислоту, пиромеллитовую кислоту, тримеллитовую кислоту, изононановую кислоту и/или димерную жирную кислоту, и, по меньшей мере, одного спиртового компонента, состоящего из 10-25 мол.% спирта, по меньшей мере, с тремя функциональными группами, выбранного из группы, включающей триметилолпропан, триметилолэтан, 1,2,6-тригидроксигексаэритрит, глицерин, трисгидроксиэтилизоцианурат, пентаэритрит, сорбит, ксилит и/или маннит, и 75-90 мол.%, по меньшей мере, дополнительного спирта, выбранного из группы, включающей линейные и/или разветвленные, алифатические, и/или циклоалифатические, и/или ароматические диолы и/или полиолы, в присутствии сшивающего агента, выбранного из группы, включающей полиизоцианат, и/или меламиновую смолу, и/или их производные, причем сложный полиэфир характеризуется
- М_n, равной 2500-4500 г/моль,
- гидроксильным числом, составляющим 0-200 мг КОН/г, и
- кислотным числом, составляющим от 0 до 10 мг КОН/г, причем материал покрытия на металлических лентах обжигают при измеренной на поверхности лент максимальной температуре менее 220°С.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что полученные с помощью аморфного макрополиола покрытия металлических лент при испытаниях на изгиб в Т-образном построении демонстрируют значения, не превышающие 2,0.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что применяют до 70 мас.% вспомогательных веществ и добавок.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что вспомогательные вещества и добавки выбраны из группы, включающей ингибиторы, воду и/или органические растворители, нейтрализующие агенты, поверхностно-активные вещества, уловители кислорода и/или радикалов, катализаторы, светозащитные средства, осветлители, фотосенсибилизаторы, средства, влияющие на тиксотропию, средства, препятствующие образованию корки, пеногасители, антистатики, загустители, термопластические добавки, красители, пигменты, огнезащитные средства, внутренние разделительные средства, наполнители и/или вспенивающие агенты.

12. Металлические ленты с покрытием, получаемые способом по одному из пп.8-11.