Pulverlackzusammensetzung

Die Erfindung betrifft ein Mischpolynitrone, die aromatische Nitron-Gruppen, mindestens eine lineare aliphatische Gruppe und mindestens eine zykloaliphatische Gruppe aufweisen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Mischpolynitrons, eine Formulierung beinhaltend ein solches Mischpolynitron und eine weitere Komponente, sowie Pulverlackpartikel, ein Verfahren zur Herstellung derselben unter Einsatz der Formulierung, sowie Verfahren unter Einsatz der Partikel zur Herstellung einer Anordnung, eines Verbunds und eines Gebildes.

Polymere mit ungesättigten Gruppen können im Allgemeinen für Pulverlacksysteme verwendet werden. Pulverlacke besitzen gegenüber konventionellen Lacksystemen ökologische Vorteile. Sie werden lösungsmittel- und damit emissionsfrei aufgebracht. "Overspray", das heißt Lackpartikel, die nicht auf dem zu lackierenden Substrat auftreffen, wird zurückgewonnen und wiederverwendet. Damit lassen sich nahezu 100 Prozent der Pulverlacksubstanz ausnutzen.

Wichtige Anwendungsgebiete für Pulverlacke sind Haushaltsgeräte aller Art, von der Waschmaschine bis zum Kellerregal und einem Schreibtischrollcontainer. Aber auch Computergehäuse, Satellitenantennen, Lampengehäuse und Metallmöbel sind oft pulverlackiert. Weitere wichtige Anwendungsbereiche sind Fassadenelemente, vor allem aus Aluminium, Garagentore, Autoanbauteile und Maschinengehäuse.

Pulverlacke besitzen gegenüber konventionellen Lacksystemen verschiedene Vorteile. Sie werden lösungsmittelfrei und damit emissionsfrei aufgebracht. Der „Overspray“, also Lackpartikel, die nicht auf dem zu lackieren Substrat auftreffen, wird zurückgewonnen und wiederverwendet. Damit lassen sich nahezu 100 % der Pulverlackpartikel nutzen. Es bleiben also keinerlei Reste übrig.

Limitiert ist eine Anwendung der Pulverlacktechnologie bisher dadurch, dass der Lackierprozess mit Pulverlacken bei hohen Einbrenntemperaturen abläuft. So vernetzen wetterstabile, thermisch härtende Pulverlacke in der Regel bei Temperaturen über 160°C. Bei diesen Temperaturen können nicht wärmebeständige Substrate wie Holz und Vemetzungsprodukte, aber auch metallische Legierungen mit speziellen Eigenschaften nicht beschichtet werden.

Die UV-Pulverlacktechnologie ist eine Technik, wobei die Pulverlacke bei niedrigen Temperaturen durch UV-Strahlung gehärtet werden. Durch diese Technologie können die Oberflächen von thermisch empfindlichen Produkten, wie z.B. Holzoberflächen, die mittel dichten Faserplatten (MDF), Kunststoffoberflächen oder Papier pulverlackiert werden. Nach Abscheiden des Pulvers am Substrat, werden die applizierten Bleche im Ofen temperiert (100-140°C) und anschließend durch UV gehärtet. Die Härtungsreaktion bei der UV- Technologie ist meist eine radikalische Polymerisation von Acrylesterderivaten. Diese Reaktion wird durch einen Fotoinitiator gestartet, der durch das UV- Licht angeregt wird und Radikale bildet.

Die photochemisch erfolgte Radikalbildung initiiert somit eine weitere Polymerisation, so dass innerhalb wenige Sekunden dreidimensionale Netzwerke entstehen. Rohstoffe, die als Bindemittel eingesetzt werden, sind üblicherweise polyfunktionelle Acrylesterderivate, Epoxidharze, Polyether und Polyurethane oder auch eine Kombination eines ungesättigten Polyesters mit einem polyfunktionellen Vinylethervemetzer.

Die UV -härtbaren Pulverlacke zeichnen sich durch eine geringe Belastung des Beschichtungsgutes, kürzere Härtungszeiten und gute optische Eigenschaften aus. Dem gegenüber stehen jedoch nicht gelöste Schwierigkeiten. Darunter fallen vor allem ein Reduzieren der Schichtdicken und Herausforderungen bei einer Oberflächenstrukturierung. Je nachdem, wo Pulverlacke zum Einsatz kommen, gibt es viele Bereiche, wie z.B. Möbelindustrie, wo der Glanz des Pulverlackes reduziert werden muss. Aufgrund von limitierten Schichtdicken bei den strahlungshärtbaren Pulverlacken können viele Techniken, mit denen die konventionell, thermisch härtbare Pulverlacke normalerweise strukturiert und modifiziert werden, z.B. mittels Pigmente, Füllstoffen oder feste Additive, nicht eingesetzt werden. Ferner ist das Mattieren von UV härtbaren Pulverlacken schwierig. Eine aufwendige Möglichkeit ist die Mischungen von amorphen und kristallinen Harzen. Die bisher verwendeten Methoden sind jedoch kostenaufwendig und erfordern komplizierte Arbeitsvorgänge. Dementsprechend besteht in vielerlei Hinsicht Verbesserungsbedarf.

Eine andere Gruppe von Pulverlacken basiert auf dem Einsatz von Mischungen sogenannter Polynitrone und ungesättigter Polymere. Polynitrone sind Polymere, die pro Polymermolekül mindestens zwei Nitrongruppen aufweisen. Während des Einbrennens einer Beschichtung aus einer solchen Mischung reagieren die Nitrongruppen mit den ungesättigten Anteilen der Polymere, sodass insgesamt betrachtet eine Vernetzung der ungesättigten Polymere bewirkt, und dabei eine Lackschicht wird.

Bisher bekannt sind Pulverlackgemische, bei denen aromatische Polynitrone zur Vernetzung ungesättigter Polymere eingesetzt werden. Diese Pulverlacke weisen oftmals einen Gelbstich auf und sind außerdem durch einen vergleichsweise niedrige Glasübergangstemperatur gekennzeichnet.

Aufgaben

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen oder mehrere der sich aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteile zumindest teilweise zu überwinden.

Insbesondere bestand eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Pulverlackzusammensetzung anzugeben, die die Nachteile der bisher bekannten Systeme zumindest zum Teil überwindet. Die Pulverlackzusammensetzung soll bei moderaten Temperaturen zügig aushärten, mit verschiedenen Pigmenten und Füllstoffen versehen werden können und in weiten Bereichen den von der Industrie gewünschten physikalischen und chemischen Anforderungen genügen. Das härtbare Material soll es ermöglichen, den Mattierungsgrad zu beeinflussen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung bestand darin, eine Pulverlackzusammensetzung anzugeben, mit der eine Beschichtung mit geringer Welligkeit, also geringer Variation der Schichtdickte der Beschichtung gebildet werden kann. Es war eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Pulverlackzusammensetzung anzugeben, mit der eine Beschichtung mit höherem Glanz gebildet werden kann.

Es war eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Pulverlackzusammensetzung anzugeben, die beim Erzeugen einer Beschichtung weniger vergilbt als andere Pulverlackzusammensetzungen.

Es war eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Pulverlackzusammensetzung anzugeben, die auch bei höheren Einbrenntemperaturen weniger Vergilbung zeigt.

Es war eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Pulverlackzusammensetzung anzugeben, die bei höheren Einbrenntemperaturen keine Vergilbung zeigt.

Es war eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Pulverlackzusammensetzung anzugeben, die durch eine möglichst hohe Glasübergangstemperatur T _g gekennzeichnet ist.

Es war eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Pulverlackzusammensetzung anzugeben, die eine verbesserte Lagerstabilität aufweist.

Es war eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Pulverlackzusammensetzung anzugeben, die auf möglichst vielen verschiedenen Substraten einsetzbar ist.

Es war eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Pulverlackzusammensetzung anzugeben, für die beim Einbrennen weniger Energie eingesetzt werden muss.

Es war eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Pulverlackzusammensetzung anzugeben, die gut mit Additiven und Pigmenten gemischt werden kann, z.B. in einem Extruder.

Eine andere Aufgabe der Erfindung war, ein Verfahren zum Herstellen eines Pulverlacks anzugeben, bei dem weniger Energie als bisher benötigt wird.

Eine andere Aufgabe der Erfindung war, ein Verfahren zum Herstellen eines Pulverlacks anzugeben, das bei niedrigeren Temperaturen durchgeführt werden kann. Eine andere Aufgabe der Erfindung war, ein Verfahren zum Herstellen eines Pulverlacks anzugeben, das bei niedrigeren Temperaturen durchgeführt werden kann, und bei dem dennoch Pulverlackbeschichtungen mit guter Lösemittelresistenz erhalten werden.

Eine andere Aufgabe der Erfindung war, ein Verfahren zum Herstellen eines Pulverlacks anzugeben, bei dem witterungsbeständige Pulverlackbeschichtungen erhalten werden.

Eine andere Aufgabe der Erfindung war, ein Verfahren zum Herstellen eines Pulverlacks anzugeben, bei dem elastische Pulverlackbeschichtungen erhalten werden.

Eine andere Aufgabe der Erfindung war, ein Verfahren zum Herstellen eines Pulverlacks anzugeben, bei dem elastische und zugleich schlagfeste Pulverlackbeschichtungen erhalten werden.

Eine andere Aufgabe der Erfindung war, ein Verfahren zum Herstellen eines Pulverlacks anzugeben, bei dem elastische und zugleich abriebfeste Pulverlackbeschichtungen erhalten werden.

Eine andere Aufgabe der Erfindung war, ein Verfahren zum Herstellen eines Pulverlacks anzugeben, bei dem elastische und zugleich lösemittelbeständige Pulverlackbeschichtungen erhalten werden.

Eine andere Aufgabe der Erfindung war, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine oder mehrere der an die Pulverlackzusammensetzung gerichteten Aufgaben zumindest zu einem Teil gelöst wird.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung war, einen Pulverlack mit möglichst geringer Welligkeit anzugeben.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung war, einen Pulverlack mit möglichst glatter Oberfläche anzugeben. Eine weitere Aufgabe der Erfindung war, einen Pulverlack mit möglichst geringer Vergilbung anzugeben.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung war, einen möglichst elastischen Pulverlack anzugeben.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung war, einen möglichst lösemittelbeständigen Pulverlack anzugeben.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung war, einen möglichst abriebfesten Pulverlack anzugeben.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung war, einen möglichst witterungsbeständigen Pulverlack anzugeben.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung war, einen möglichst hitzebeständigen Pulverlack anzugeben.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung war, einen Pulverlack anzugeben, der auf möglichst vielen verschiedenen Substraten gebildet werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung war, eine Pulverlackzusammensetzung bereit zu stellen, die in Form eines 1 -Komponentensystems (nachfolgend als IK-System bezeichnet) oder eines 2- Komponentensystems (nachfolgend als 2K-System bezeichnet) vorliegen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung war, eine Anordnung und ein Verfahren zum Herstellen eines Verbunds, einen Verbund und/oder ein Gebilde anzugeben, mit einer verbesserten Pulverlackbeschichtung. Eine so verbesserte Pulverlackbeschichtung ist zum Beispiel weniger wellig, länger haltbar oder schlagfester, oder sie vergilbt weniger stark. Ferner führen Kratzer nicht zu Lackabplatzungen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung war, Beschichtungen bereitzustellen, die überlackiert werden können.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung war, Beschichtungen bereitzustellen, die einen Gitterschnitt von GtO aufweisen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung war, Beschichtungen bereitzustellen, die eine Einbrenntemperatur von < 120 °C aufweisen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung war, Beschichtungen bereitzustellen, die überlackiert werden können, einen Gitterschnitt von GtO aufweisen und eine Einbrenntemperatur von < 120 °C aufweisen.

Bevorzugte Ausfiihrungsformen der Erfindung

Ein Beitrag zur mindestens teilweisen Erfüllung mindestens einer der zuvor genannten Aufgaben wird durch die unabhängigen Ansprüche geleistet. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen bereit, die zur mindestens teilweisen Erfüllung mindestens einer der Aufgaben beitragen.

111 Ein Verfahren zum Herstellen eines Mischpolynitrons, beinhaltend: i) Bereitstellen von Benzaldoxim; ii) Umsetzen des Benzaldoxims mit einem Reaktand zu einem Nitron; iii) Umsetzen des Nitrons aus Schritt i) unter Zugabe eines ersten Diisocyanats und eines zweiten Diisocyanats zu einem Zwischenprodukt; iv) Umsetzen des Zwischenprodukts mit einem aliphatischen Glykol oder Diamin mit 2 bis 15 C-Atomen zu einem Mischpolynitron, wobei das erste Diisocyanat zwei Isocyanatgruppen aufweist, deren Stickstoffatome über eine lineare aliphatische Komponente miteinander verbunden sind, wobei das zweite Diisocyanat zwei Isocyanatgruppen aufweist, deren Stickstoffatome über eine zykloaliphatische Komponente verbunden sind.

|2| Das Verfahren nach Ausführungsform 1, wobei mindestens eines, bevorzugt alle der folgenden Merkmale erfüllt sind: [i] Schritt i) erfolgt bei einer Temperatur in einem Bereich von 50 bis 80 °C oder weniger,

[ii] Schritt ii) erfolgt bei einer Temperatur in einem Bereich von 60 bis 100 °C,

[iii] Schritt iii) erfolgt bei einer Temperatur in einem Bereich von 100 bis 120 °C.

|3| Das Verfahren nach Ausführungsform |2|, wobei alle Merkmale [i] bis [iii] erfüllt sind.

|4| Das Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die lineare aliphatische Komponente eine Kette mit 2 bis 12 C-Atomen aufweist.

|5| Das Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die zykloaliphatische Komponente einen 5- oder 6-Ring aufweist.

|6| Das Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei das Mischpolynitron durch ein Zahlenverhältnis der linearen aliphatischen Komponente zu zyklischer aliphatischer Komponente von 9 : 1 bis 9 : 1 gekennzeichnet ist.

|7| Das Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei der Reaktand ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Acrylat, einem Polyen, einem Keton, einem Hydroxylamin oder einem Halogenalken.

|8| Das Verfahren nach der vorhergehenden Ausführungsform, wobei als Reaktand ein Acrylat, bevorzugt ein Alkylacrylat, besonders bevorzugt 2-Hydroxyethylacrylat ausgewählt ist.

|9| Das Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei das Mischpolynitron eines der folgenden Merkmale aufweist: a) eine erste Glasübergangstemperatur T _g im Bereich von -10°C bis 50°C; b) eine weitere Glasübergangstemperatur T _g im Bereich von 20 bis 60 °C; c) keinen Schmelzpunkt oder Schmelzbereich; d) eine zahlenmittlere Molmasse \M _n \ in einem Bereich von 100 bis 20.000 g/mol, oder von 100 bis 10.000 g/mol. 110| Ein Mischpolynitron, beinhaltend

(a) Nitrongruppen;

(b) lineare, aliphatische Fragmente; und

(c) zyklische, aliphatische Fragmente,

(d) optional glykolische Fragmente, wobei das Zahlenverhältnis von Fragmenten (b) zu Fragmenten (c) in einem Bereich von 9 : 1 bis 9 : 1 beträgt.

|11| Das Mischpolynitron nach Ausführungsform |10|, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale:

(e) lineare aliphatische Fragmente mit einer Länge von 2 bis 12 C-Atomen;

(f) zykloaliphatische Fragmente mit einem 5- oder 6-Ring;

(g) eine erste Glasübergangstemperatur T _g im Bereich von -10°C bis 50°C;

(h) eine weitere Glasübergangstemperatur T _g im Bereich von 20 bis 60 °C;

(i) kein Schmelzpunkt oder Schmelzbereich;

(j) eine zahlenmittlere Molmasse \M _n \ in einem Bereich von 100 bis 20.000 g/mol, z.B. von 100 bis 10.000 g/mol.

|12| Ein Mischpolynitron erhältlich nach einem Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen |1| bis |9|, gekennzeichnet zumindest durch die Merkmale gemäß Ausführungsform |10|. Das Mischpolynitron kann ferner mindestens eines, bevorzugt mehrere oder alle der in Ausführungsform |11| angegebenen Merkmale aufweisen.

113| Eine Formulierung beinhaltend die Formulierungskomponenten

A) Mindestens ein Mischpolynitron erhältlich nach einer der Ausführungsformen |1| bis |9|, oder ein Mischpolynitron nach einer der Ausführungsformen |10| bis |12|; und

B) Mindestens ein Vernetzer, zum Beispiel Bis[4-(vinyloxy)butyl]-l,6- hexandiylbiscarbamat] .

|14| Die Formulierung gemäß Ausführungsform |13|, beinhaltend als weitere

F ormulierungskomponente C) Einen ungesättigten Polyester.

|15| Die Formulierung nach Ausführungsform |13|, wobei die Formulierungskomponenten A) und B) in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 2 bis 1 : 10 vorliegen, das Verhältnis jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierungskomponenten A) und B).

|16| Die Formulierung nach Ausführungsform |14|, wobei die Formulierungskomponenten A) und C) in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 4 bis 1 : 20 vorliegen, das Verhältnis jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierungskomponenten A) und C).

117| Die Formulierung nach einer der Ausführungsformen 113| bis |16|, wobei der ungesättigte Polyester mindestens eine der folgenden Gruppen aufweist: Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Bemsteinsäure, Furandicarbonsäure, sowie Phthalsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, oder Bemsteinsäureanhydrid.

118| Ein Verfahren zum Herstellen von Partikeln, beinhaltend folgende Verfahrensschritte:

I) Bereitstellen der Formulierung nach einer der Ausführungsformen | 13| bis |16| als ein Ausgangsmaterial;

II) Zugeben mindestens eines Pigments oder eines Farbstoffs zu dem Ausgangsmaterial unter Erhalt eines Reaktionsgemisches;

III) Scheren des Reaktionsgemisches unter Erhalt eines Strangs;

IV) Zerkleinern des Strangs unter Erhalt der Partikel; [Pulverlackpartikel] wobei die Temperatur in Schritt III) in einem Bereich von 50 bis 80 °C beträgt.

119| Das Verfahren nach Ausführungsform |18|, wobei der Strang vor dem Zerkleinern auf eine Temperatur von weniger als 35 °C abgekühlt wird.

|20| Das Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen 118| bis |20|, wobei die Partikel durch mindestens eines, bevorzugt mehrere oder alle der folgenden Merkmale gekennzeichnet sind: A/ Eine mittlere Partikelgröße in einem Bereich von 20 bis 120 pm;

B/ Eine Partikelgröße Dio in einem Bereich von 20 bis 35 pm;

C/ Eine Partikelgröße Dso in einem Bereich von 40 bis 80 pm;

D/ Eine Partikelgröße D90 in einem Bereich von 90 bis 110 pm.

E/ Eine Nitronfunktionalität in einem Bereich von mehr als 80%, bestimmt nach der in dieser Anmeldung beschriebenen Testmethode.

|211 Ein Partikel erhältlich nach dem Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen |18| bis |20|.

|22| Ein Partikel beinhaltend folgende Merkmale:

[a] Nitrongruppen;

[b] Lineare aliphatische Fragmente;

[c] Zykloaliphatische Fragmente;

Wobei das Verhältnis von linear aliphatischen Fragmenten zu zykloaliphatischen Fragmenten in einem Bereich von 1:9 bis 9:1 beträgt;

[d] Mindestens eines, bevorzugt alle der Merkmal A/ bis E/ aus Ausführungsform |20|.

|23|Das Partikel gemäß Ausführungsform |22|, ferner beinhaltend mindestens eines der folgenden Merkmale:

[e] glykolische oder diaminische Fragmente;

[f| einen T _g in einem Bereich von -10 bis 50 °C;

[g] weniger als 10 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile (VOC), die Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Partikels;

[h] Eine Schmelztemperatur T _m in einem Bereich von 70 bis 120 °C;

|24| Ein Verfahren zum Herstellen einer Anordnung beinhaltend folgende Schritte:

[I] Bereitstellen eines Gegenstands mit mindestens einer Fläche;

[II] Aufbringen einer Schicht beinhaltend eine Vielzahl von Partikeln gemäß einer der Ausführungsformen |21| bis |23|. |251 Eine Anordnung beinhaltend zumindest:

LI) einen Gegenstand mit mindestens einer Fläche;

L3) eine Schicht beinhaltend eine Vielzahl von Partikeln gemäß einer der Ausführungsformen |21| bis |23|; wobei die Schicht mindestens einen Teil der Fläche überlagert.

|26| Die Anordnung nach Ausführungsform |25|, wobei eine Zwischenschicht L2) zwischen dem Gegenstand und der Schicht angeordnet ist.

Zum Beispiel sind LI) mit L2) in flächiger Verbindung, oder L2 mit L3) in flächiger Verbindung, oder LI) mit L2) und L2 mit L3.

|27| Die Anordnung nach einer der Ausführungsformen |25| oder |26|, wobei die Fläche des Gegenstands ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Metall, einem organischen Material einem Kunststoff oder einem Komposit.

|28| Die Anordnung nach einer der Ausführungsformen |26| oder |27|, wobei die Zwischenschicht einen Primer beinhaltet.

|29| Ein Verfahren zum Herstellen eines Verbunds, bevorzugt beinhaltend einen Schichtaufbau, beinhaltend folgende Schritte:

1) Bereitstellen einer Anordnung gemäß einem der Ausführungsformen |25| bis |28|;

2) Vernetzen der Partikel unter Erhalt eines Verbunds.

|30| Das Verfahren nach der vorherigen Ausführungsform, wobei das Vernetzen der Partikel mit einer Temperatur in einem Bereich von 70 bis 180 °C erfolgt. Dabei wird der Verbund erhalten. |311 Das Verfahren nach einer der Ausführungsformen |29| oder |30|, wobei das Vernetzen in Schritt 2) über eine Dauer von 5 bis 60 Minuten, zum Beispiel von 5 bis 30 Minuten, oder von 15 bis 45 Minuten, oder von 3 bis 20 Minuten durchgeführt wird.

|32| Das Verfahren nach einer der Ausführungsformen |29| bis 1311, wobei das Vernetzen mit UV-Licht, Strahlung oder durch ein Plasma erfolgt.

|33| Ein Verbund erhältlich nach einem Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen |29| bis |32|.

|34| Ein Verbund beinhaltend einen Gegenstand mit einer Fläche und mindestens eine Beschichtung gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

[A] Der Gegenstand ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Metall, einem organischen Material einem Kunststoff oder einem Komposit;

[B] Die Beschichtung weist ein Verhältnis von linear aliphatischen Fragmenten zu zykloaliphatischen Fragmenten in einem Bereich von 9: 1 bis 1:9 auf;

[C] Die Beschichtung weist eine Schichtdicke in einem Bereich von 20 bis 80 pm, zum Beispiel von 20 bis 60 pm oder von 40 bis 80 pm, oder etwa 20 pm, etwa 40 pm, etwa 60 pm oder etwa 80 pm auf; etwa bedeutet in diesem Fall einen Bereich von ±2pm;

[D] Die Beschichtung weist einen Glanz von mehr als 50 auf; zum Beispiel einen Glanz von mehr als 70 bei einem Messwinkel von 60°, oder einen Glanz von mehr als 50 bei einem Messwinkel von 20°;

[E] Die Beschichtung weist eine Welligkeit, bestimmt als Long wave und Short wave mit einem Orange-Peel-Messgerät, von jeweils weniger als 40 auf,

[F] Die Beschichtung weist eine Schlagfestigkeit gemäß DIN EN ISO 1520 bestimmt als Eindringtiefe von mehr als 10 mm auf;

[G]Die Beschichtung weist eine Lösemittelbeständigkeit gemäß Double-Rub Test MEK ASTM D4752 von mindestens 4 auf; [H] Die Bewitterungsbeständigkeit der Beschichtung, bestimmt mittels Farbmessung Yi >4 bei einer Einbrenndauer von 15 min., bevorzugt nach 25 min. oder nach 30 min. beträgt (Vergilbungstest);

[I] Einen Gitterschnitt von Gt 0, bestimmt nach DIN EN ISO 2409.

|35| Der Verbund nach Ausführungsform 1331 mit den Merkmalen gemäß Ausführungsform| 341.

|36| Ein Gebilde beinhaltend einen Verbund gemäß einer der vorherigen Ausführungsformen oder einen Verbund erhältlich nach dem zuvor beschriebenen Verfahren, oder ein Gebilde beinhaltend einen Gegenstand mit einer Beschichtung, wobei die Beschichtung durch die Merkmale [B] - [I] gemäß Ausführungsform |34| gekennzeichnet ist.

|37| Eine Verwendung eines Mischpolynitrons mit mindestens einem linearen und einem zykloaliphatischen Fragment zum Herstellen von Beschichtungen mit hoher Schlagzähigkeit, Lösemittelbeständigkeit und Witterungsbeständigkeit.

|38| Die Verwendung nach Ausführungsform |24|, wobei das Mischpolynitron mindestens Nitron-Gruppen, eine lineare aliphatische Komponente, eine zykloaliphatische Komponente und ein glykolische Fragment aufweist.

|39| Die Verwendung nach Anspruch |24| oder |38|, wobei das Mischpolynitron durch eine zahlenmittlere Molmasse \M _n | in einem Bereich von 100 bis 20000 g/mol, zum Beispiel von 1000 bis 20000 g/mol gekennzeichnet ist.

Das Mischpolynitron kann durch eine zahlenmittlere Molmasse \M _n \ in einem Bereich von 100 bis 20000 g/mol, zum Beispiel 100 bis 10000 g/mol, oder von 1000 bis 20000 g/mol, oder von 1000 bis 10000 g/mol, oder von 800 bis 5000 g/mol gekennzeichnet sein. Allgemeines

In der vorliegenden Beschreibung beinhalten Bereichsangaben auch die als Grenzen genannten Werte. Eine Angabe der Art „im Bereich von X bis Y“ in Bezug auf eine Größe A bedeutet folglich, dass A die Werte X, Y und Werte zwischen X und Y annehmen kann. Einseitig begrenzte Bereiche der Art „bis zu Y“ für eine Größe A bedeuten entsprechend als Werte Y und kleiner als Y.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Mischpolynitrons, beinhaltend: i) Bereitstellen von Benzaldoxim; ii) Umsetzen des Benzaldoxims mit einem Reaktand zu einem Nitron; iii) Umsetzen des Nitrons aus Schritt i) unter Zugabe eines ersten Diisocyanats und einem zweiten Diisocyanats zu einem Zwischenprodukt; iv) Umsetzen des Zwischenprodukts mit einem aliphatischen Glykol oder Diamin mit 2 bis 15 C-Atomen zu einem Mischpolynitron, wobei das erste Diisocyanat zwei Isocyanatgruppen aufweist, deren Stickstoffatome über eine lineare aliphatische Komponente miteinander verbunden sind, wobei das zweite Diisocyanat zwei Isocyanatgruppen aufweist, deren Stickstoffatome über eine zykloaliphatische Komponente verbunden sind.

Die Zugabe des ersten und des zweiten Diisocyanats zu dem Nitron kann gleichzeitig, nacheinander, oder abwechselnd erfolgen. Abwechselnd bedeutet, dass zunächst eine Menge des ersten, dann des zweiten Diisocyanats usw., oder in umgekehrter Reihenfolge zugegeben wird.

In einer ersten Ausführungsform des ersten Gegenstands ist mindestens eines, bevorzugt alle der folgenden Merkmale erfüllt:

[i] Schritt ii) erfolgt bei einer Temperatur in einem Bereich von 50 bis 80 °C oder weniger,

[ii] Schritt iii) erfolgt bei einer Temperatur in einem Bereich von 60 bis 100 °C, z.B. in einem Bereich von 70 bis 90 °C, oder von 75 bis 85 °C, zum Beispiel ca. 80°C; [iii] Schritt iv) erfolgt bei einer Temperatur in einem Bereich von 100 bis 130 °C, z.B. bei 100 bis 120 °C.

Unter der Angabe ca. wird verstanden, dass die damit qualifizierte Temperaturangabe von 0,1 bis ± 5°C um den angegebenen Wert schwanken kann, bevorzugt von 0,1 bis ± 3°C, oder von 0,1 bis ± 2°C, oder von 0,1 bis ± 1°C.

In einer weiteren Ausführungsform des ersten Gegenstands sind alle Merkmale [i] bis [iii] erfüllt.

In einer weiteren Ausführungsform des ersten Gegenstands ist die lineare aliphatische Komponente eine Kette mit 2 bis 12 C- Atomen, zum Beispiel 6 C- Atomen.

In einer weiteren Ausführungsform des ersten Gegenstands weist die zykloaliphatische Komponente einen 5- oder 6-Ring auf.

In einer weiteren Ausführungsform des ersten Gegenstands ist das Mischpolynitron durch ein Zahlenverhältnis der linearen aliphatischen Komponente zu zyklischer aliphatischer Komponente von 9 : 1 bis 9 : 1 gekennzeichnet. Das Zahlenverhältnis kann zum Beispiel durch Einwaage geeigneter Ausgangsmaterialien eingestellt und gegebenenfalls durch gängige analytische Methoden wie 'H-NMR oder ¹³ C-NMR überprüft werden. Dies ist dem Fachmann geläufig.

In einer weiteren Ausführungsform des ersten Gegenstands ist der Reaktand ausgewählt aus mindestens einem Element aus der Gruppe bestehend aus einem Acrylat, einem Polyen, einem Keton, einem Hydroxylamin oder einem Halogenalken; oder eine Kombination von zwei oder mehr davon, wobei es sich hierbei sowohl um Kombinationen mehrerer Reaktanden derselben Elemente wie z.B. zwei Acrylaten, handeln kann, als auch um Kombinationen mehrer Reaktanden verschiedener Elemente, z.B. einem Acrylat und einem Polyen.

Der Reaktand kann ein Acrylat sein. Prinzipiell kommen alle Acrylate in Betracht, die einem Fachmann bekannt und im vorliegenden Fall geeignet erscheinen. Zum Beispiel kann das Acrylat ein Alkylacrylat sein. Dieses kann einen Alkylrest in einem Bereich von 1 bis 20 Kohlenstoffatomen aufweisen. Der Alkylrest kann linear (1) oder verzweigt (v), gesättigt (g) oder ungesättigt (ug), und jede der aus den vorgenannten Merkmalen bildbaren Kombination, insbesondere eine ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1g, lug, vg und vug sein. Ferner kann der Alkylrest funktionalisiert sein, z.B. mit einer OH-Gruppe. Ferner kann eine Kombination von zwei oder mehr der zuvor beschriebenen Acrylate sein. Ein bevorzugter Alkylrest ist eine 2-Hydroxyethylgruppe, bzw. ein bevorzugter Reaktand ist 2- Hydroxyethylacrylat.

Der Reaktand kann ferner ein Polyen sein. Prinzipiell kommen alle Polyene in Betracht, die einem Fachmann bekannt und im vorliegenden Fall geeignet erscheinen. Die Polyene sind bevorzugt keine Polymere. Zum Beispiel kann das Polyen ein Dien oder ein Trien sein. Dabei sollte mindestens eine Alkengruppe endständig, und mindestens eine weitere in 1 -Position zur endständigen Alkengruppe angeordnet sein. Als Polyene eignen sich zum Beispiel Isopren (2- Methyl-l,3-butadien), 1,5-Hexadien, 1 ,4-Hexadien, Butadien, Monoterpene, Diterpene, Myrcene, Leukotriene, Isoprenol, 2,7-Octadienol, oder eine Kombination von zwei oder mehr davon.

Der Reaktand kann ferner ein Keton sein. Prinzipiell kommen alle Ketone in Betracht, die einem Fachmann bekannt und im vorliegenden Fall geeignet erscheinen. Das Keton kann linear oder zyklisch, oder verzweigt sein. Als Beispiele seien 2-Cyclohexen-l-on, o-Chinon oder p-Chinon, oder eine Kombination von zwei oder mehr davon, genannt.

Der Reaktand kann ferner ein weiteres Hydroxylamin sein. Prinzipiell kommen alle Hydroxylamine als weiteres Hydroxylamin in Betracht, die einem Fachmann bekannt und im vorliegenden Fall geeignet erscheinen. Als Hydroxylamine eignen sich zum Beispiel N-(2,5- dichlorphenyljhy droxylamin, 2-(Hydroxyamino)-2-methyl- 1 -(4-methylphenyl)- 1 - propanonoxim, N-tert.-Butyl-O-[l-[4-(chlormethyl)-phenyl]-ethyl]-N-(2-meth yl-l- phenylpropyl)-hy droxylamin, oder eine Kombination von zwei oder mehr davon. Der Reaktand kann ferner ein weiteres Halogenalken sein. Prinzipiell kommen alle Halogenalken in Betracht, die einem Fachmann bekannt und im vorliegenden Fall geeignet erscheinen. Als Halogenalkene eignen sich zum Beispiel Chloropren; 1,1-Difluorethen; 1,1- Dichlorethen; Vinylchlorid; 2-Methyl-5-chloropenten; 4-Chloro-l,4-hexadien-3-ol, oder eine Kombination von zwei oder mehr davon.

In einer weiteren Ausführungsform des ersten Gegenstands weist das Mischpolynitron eines der folgenden Merkmale auf: a) eine erste Glasübergangstemperatur T _g im Bereich von -10°C bis 50°C, oder von 0°C bis 40 °C, oder von 10°C bis 30°C, z.B. etwa 20 °C; b) eine weitere Glasübergangstemperatur T _g im Bereich von 20 bis 60 °C, oder von 25 °C bis 55 °C, oder von 35°C bis 55 °C, z.B. etwa 45 °C; c) keinen Schmelzpunkt oder Schmelzbereich; d) eine zahlenmittlere Molmasse \M _n \ n einem Bereich von 100 bis 20000 g/mol, oder von 1000 bis 20000 g/mol gekennzeichnet ist.

Unter einem Schmelzpunkt einer Verbindung wird vorliegend ein Phasenübergang zwischen fest und flüssig verstanden, wobei eine Probe der Verbindung außerhalb eines Temperaturintervalls von ±1,5 °C um die angegebene Temperatur vollständig fest bzw. flüssig vorliegt.

Ein zweiter Gegenstand der Erfindung ist ein Mischpolynitron, beinhaltend

(a) Nitrongruppen;

(b) lineare, aliphatische Fragmente; und

(c) zyklische, aliphatische Fragmente,

(d) glykolische oder diaminische Fragmente, wobei das Zahlenverhältnis von Fragmenten (b) zu Fragmenten (c) in einem Bereich von 9 : 1 bis 9 : 1 beträgt.

Eine erste Ausführungsform des zweiten Gegenstands ist gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: (e) lineare aliphatische Fragmente mit einer Länge von 2 bis 12 C-Atomen;

(f) zykloaliphatische Fragmente mit einem 5- oder 6-Ring;

(g) eine erste Glasübergangstemperatur T _g im Bereich von -10°C bis 50°C;

(h) eine weitere Glasübergangstemperatur T _g im Bereich von 20 bis 60 °C;

(i) kein Schmelzpunkt oder Schmelzbereich;

(j) eine zahlenmittlere Molmasse \M _n \ in einem Bereich von 100 bis 20000 g/mol, oder von 1000 bis 20000 g/mol.

Ein Nitron A kann durch folgende Strukturformel (I) beschrieben werden:

Das durch Umsetzung in Schritt ii) erhaltene Nitron ist beispielsweise durch folgende Gruppen gekennzeichnet: x = 1, 2, 3 oder 4, und

R ¹ = aliphatischer oder aromatischer, geradkettiger, verzweigter oder zyklischer

Kohlenwasserstoffrest

R ² ,R ³ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt ist aus: H, R ¹ und R ⁴ , wobei R ⁴ = - R ⁴ -H bedeutet.

Nach Umsetzen des Nitrons gemäß Schritt iii) und Schritt iv) wird ein Mischpolynitron erhalten.

Ein Mischpolynitron ist ein Gemisch mehrerer Polynitrone. Das Mischpolynitron kann ein oder mehrere Polynitrone der Strukturformel (II) beinhalten: A-RJ-A (II)

Mit:

A wie in Formel (I) beschrieben, und

R ¹ = -(CR ² R ³ ) _y -; sowie für Formel (I): x = 2;

R ² ,R ³ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt ist aus: H, R ¹ und R ⁴ , wobei R ⁴ = - R ³ -H; und y eine ganze Zahle ausgewählt ist aus: 2; 3; 4; 5; 6.

Bevorzugt ist y = 6. R ¹ kann gesättigt sein oder eine ungesättigte C=C -Bindung aufweisen. Bevorzugt ist R ¹ gesättigt. Weiter bevorzugt ist R ¹ gesättigt und y =6, zum Beispiel: mit y = 6 und R ² = R ³ = H.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Gegenstands kann die Verbindung gemäß der Strukturformel (II) eine weitere, lineare oder verzweigte aliphatische Gruppe mit insgesamt in einem Bereich von 3 bis 15 C-Atomen, zum Beispiel von 5 bis 12 C-Atomen, oder von 5 bis 8 C-Atomen aufweisen. Weiter bevorzugt ist R ⁴ eine lineare aliphatische Gruppe mit in einem Bereich von 3 bis 15 C-Atomen, oder von 5 bis 12 C-Atomen, oder von 5 bis 8 C-Atomen.

Das Mischpolynitron kann auch ein oder mehrere Polynitrone der Strukturformel (III) beinhalten:

A - Z - A (III)

Mit A gemäß Formel II, und

wobei

R ⁵ , R ⁶ , R ⁷ , R ⁸ , R ⁹ , R ¹⁰ , R ¹¹ , R ¹² , R ¹³ und R ¹⁴ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus: H, einer linearen oder verzweigten Alkylgruppe mit 1-15 C-Atomen.

Bevorzugt ist von jeden zwei Resten (R ⁶ , R ⁷ ), (R ⁸ , R ⁹ ), (R ¹¹ , R ¹² ) und (R ¹³ , R ¹⁴ ) mindestens einer H. Bevorzugt sind alle Reste R ⁵ bis R ¹⁴ H.

Entsprechend der voranstehenden Darstellung der Verbindung (III) beinhaltet die zykloaliphatische Komponente einen 5- oder 6-Ring. Dieser kann weitere Reste R ⁵ bis R ¹⁴ aufweisen, die jeweils unabhängig voneinander bevorzugt aliphatisch sind. Sie können ferner jeweils linear oder verzweigt sein. Eine Darstellung in Form von Strukturformeln ist in den Formeln (IV) und (V) gezeigt.

Weiterhin kann das Mischpolynitron kann auch ein oder mehrere Polynitrone aus gewählt aus einer oder mehrerer der Strukturformeln (V) - (VII) beinhalten:

A - (Z - Y) _u - (R ¹ -Y)w - A (V),

A - (Z - Y) _u - Z - A (VI),

A - (R ¹ - Y) _v - R ¹ - A (VII), wobei

A, Z und R ¹ wie oben angegeben definiert sind, u, v, w unabhängig voneinander eine 0 oder ganze Zahl > 1 ist, im Falle von Struktur (V) außerdem u + w > 1 gilt, und

Y wie in Formel (VIII) angegeben definiert ist: -0-R ^{2 x} -0- (VIII) wobei

R ²¹ ein linear oder verzweigter aliphatischer Kohlenstoffrest mit 2 bis 15 C- Atomen ist.

Bevorzugte Beispiele für bevorzugte aliphatische Glykole sind: Neopentylglykol, Propylenglykol, und Ethylenglykol.

Bevorzugte Beispiele für bevorzugte aliphatische Amine sind: 2,2-Dimethyl-l,3- propandiamin, Propylendiamin, und Ethylendiamin.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Gegenstands ist das Mischpolynitron durch ein Zahlenverhältnis der linearen aliphatischen Komponente Ri zu zyklischer aliphatischer Komponente A von 9 : 1 bis 9 : 1, oder von 1 : 5 bis 5 :1, oder von 1: 4 bis 4 : 1, zum Beispiel von 1 : 3 gekennzeichnet, wobei die Zahlen jeweils bezogen sind auf die Gesamtmenge der Summe der Komponenten (a) und (b) in Mol.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des zweiten Gegenstands ist nach Schritt iv) keine Aufarbeitung des Mischpolynitrons notwendig.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Gegenstands weist das in Schritt iv) gebildete Mischpolynitrons weniger als 20%, zum Beispiel weniger als 15%, oder weniger als 10%, oder weniger als 5% an einer Menge an Ausgangsstoffen auf. Unter Ausgangsstoffen werden Anteile der ersten Verbindung und der zweiten Verbindung verstanden. Ausgangsstoffe können im Mischpolynitrons aus verschiedenen Gründen vorliegen, zum Beispiel, wenn eine Umsetzung nicht vollständig abgelaufen ist, oder wenn die Ausgangsstoffe in einem anderen Verhältnis bereitgestellt oder zugegeben wurden, als benötigt. Oftmals beinhaltet das in Schritt iv) gebildete Mischpolynitrons eine geringe Menge an Ausgangsstoffen, z.B. mindestens 0,1%, oder mindestens 1%. Die Prozentangaben in diesem Absatz sind immer bezogen auf eine Gesamtmenge, gebildet aus der Menge an Mischpolynitrons und etwaigen Mengen an Ausgangsstoffen.

Ist der Anteil anderer Verbindungen, zum Beispiel Ausgangsstoffen oder Nebenprodukten, im Mischpolynitron zu groß, werden Aufarbeitungsschritte vor einer Anschlussverwendung notwendig.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Gegenstands weist das in Schritt iv) gebildete Mischpolynitron weniger als 10%, zum Beispiel weniger als 7,5%, oder weniger als 5%, oder weniger als 2% an Lösungsmittel auf. Die Prozentangaben in diesem Absatz sind bezogen auf die Gesamtmenge an Mischpolynitron am Ende von Schritt iv).

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird im Verfahren gemäß dem ersten Gegenstand kein organisches Lösungsmittel eingesetzt. Organische Lösungsmittel werden auch als sogenannte flüchtige organische Verbindungen (englisch: VOC - volatile organic compounds) bezeichnet. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung werden unter organischen Lösemitteln solche organischen Verbindungen verstanden, die einen Anfangssiedepunkt von 50 - 250 °C bei 1013 hPa aufweisen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Gegenstands weist das in Schritt iv) gebildete Mischpolynitron sowohl weniger als 5% an Lösungsmittel, als auch weniger als 5% an Ausgangsstoffen oder Nebenprodukten, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge in Schritt iv) auf.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Gegenstands weist das in Schritt iv) gebildete Mischpolynitron sowohl weniger als 2% an Lösungsmittel, als auch weniger als 2% an Ausgangsstoffen oder Nebenprodukten, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge in Schritt iv) auf.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Gegenstands weist das Mischpolynitron eines der folgenden Merkmale auf: a) eine erste Glasübergangstemperatur T _g im Bereich von -10°C bis 5O°C; b) eine weitere Glasübergangstemperatur T _g im Bereich von 20 bis 60 °C; c) keinen Schmelzpunkt oder Schmelzbereich; d) eine mittlere zahlengewichtete Molmasse in einem Bereich von 100 bis 20.000 g/mol, oder zum Beispiel von 100 bis 10.000 g/mol.

Ein Mischpolynitron mit den oben beschriebenen Merkmalen kann üblicherweise direkt, also ohne Aufarbeitung, weiterverarbeitet werden. Dies gilt insbesondere, wenn das Mischpolynitron, wie oben beschrieben, sowohl weniger als 5% an Lösungsmittel, als auch weniger als 5% an Ausgangsstoffen oder Nebenprodukten, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge in Schritt iv) aufweist. Es gilt auch, wenn das Mischpolynitron, wie oben beschrieben, sowohl weniger als 2% an Lösungsmittel, als auch weniger als 2% an Ausgangsstoffen oder Nebenprodukten, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge in Schritt iv) aufweist.

Ein dritter Gegenstand ist ein Mischpolynitron erhältlich nach einer der Ausführungsformen des ersten Gegenstands der Erfindung, gekennzeichnet zumindest durch die Merkmale gemäß Ausführungsform 8. Das Polynitron-gemisch kann ferner mindestens eines, bevorzugt mehrere oder alle der in ausführungs-form 9 angegebenen Merkmale aufweist.

Ein vierter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Formulierung beinhaltend als F ormulierungskomponenten

A) Mindestens ein Mischpolynitron gemäß dem zweiten Gegenstand der Erfindung;

B) Mindestens ein polyfunkti oneller Vernetzer.

Als Vernetzer kann prinzipiell jeder Stoff eingesetzt werden, der dem Fachmann bekannt und für die Vernetzung der Komponente A) geeignet erscheint. Der Vernetzer kann pro Molekül zwei, drei oder mehr funktionelle zur Vernetzung geeignete Gruppen aufweisen. Diese Gruppen können pro Molekül gleich oder verschieden sein. Es gibt eine Vielzahl von prinzipiell zur Vernetzung geeigneten Gruppen, zum Beispiel Isocyanat-, Carbamat-, Allyl-, Alken-, Silol-, Allylamin-, Amin-, Imingruppen. Wesentlich ist, dass pro Molekül immer mindestens zwei dieser Gruppen vorliegen.

Beispiele für geeignete Vernetzer bilden Triglycidylisocyanurat, Diglycidylterephtalat, Triglycidyltrimellitat, Glycidylmethacrylat, Caprolactam blockierte Isophorondiisocyanat- Derivate, Divinylbenzol, Isophorondiiscyanat-Uretdione, Toluoldiisocyanat-Derivate, meta- und para-Tetramethylxyloldiisocyanate, Methylendianilin, 1 ,3,5-

Tris(isocyanatomethyl)cyclohexan, 1 ,3,5-Tris(isocyanatomethyl)benzol, Dicyandiamid- Derivate, Methylolphenole, Trimellitanhydrid, Pyromellitdianhydrid, Melamin, Benzoguanimin, Glycoluryl, Tris(alkoxycarbonylamino)triazin, N,N, N',N'-Tetrakis(2- hydroxyethyl)adipamid und N,N,N',N'-Tetrakis(2-hydroxypopyl)adipamid.

Bevorzugt ist der Vernetzer ein bifunktioneller Vernetzer, also ein bifunktionelles Molekül, zum Beispiel Bis[4-(vinyloxy)butyl]-l,6-hexandiylbiscarbamat], Dieses ist in Formel (IX) gezeigt:

Der Vernetzer kann im allgemeinen in einer Menge von 0 bis 30 Gew.-%, bevorzugt von 1 bis 20 Gew.-%, mehr bevorzugt von 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierung, enthalten sein.

Die in Zusammenhang mit dem ersten Gegenstand der Erfindung beschriebenen, das Mischpolynitron betreffende Ausführungsformen sind auch Ausführungsformen des Mischpolynitron gemäß A).

Gemäß einer Ausführungsform des vierten Gegenstands beinhaltet die Formulierung als weitere F ormulierungskomponente

C) Einen ungesättigten Polyester. Als ungesättigter Polyester eignen sich prinzipiell jeder dem Fachmann bekannte und für die Formulierung geeignet erscheinende ungesättigte Polyester einschließlich Polyesterurethane, Polyester-Urethanacrylate und Polyester-Urethanmethacrylate. Die Anzahl solcher Polyester ist groß, und zum Beispiel in US 6,284,321 Bl beschrieben.

Beispiele bevorzugt ausgewählter ungesättigter Polyester sind Polykondensationsprodukte aus a,ß-ethylenisch ungesättigten Dicarbonsäuren, wie Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Mesaconsäure und Citraconsäure, mit Polyalkoholen, wie Ethylengkykol, Diethylenglykol, Propan-, Butan- und Hexandiolen, Trimethylolpropan und Pentaerythrit, welche gegebenenfalls noch Reste gesättigter Carbonsäuren, z. B. Bemsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Phthalsäure, Tetrachlorphthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäureanhydrid, ferner monofunktioneller Alkohole, wie Butanol, Tetrahydrofuylalkohol und Ethylenglykolmonobutylether, sowie einbasischer Säuren, wie Benzoesäure, Ölsäure, Leinölfettsäure und Ricinenfettsäure aufweisen können.

Geeignete monomere ungesättigte Verbindungen, die mit den ungesättigten Polyestern mischpolymerisiert werden können, sind beispielsweise Vinylverbindungen, wie Styrol, Vinyltoluol, und Divinylbenzol, ferner Vinylester, wie Vinylacetat, sodann ungesättigte Carbonsäuren und deren Derivate, wie Methacrylsäure, -ester und -nitril, ferner Allylester, wie Allylacetat, Allylacrylat, Phthalsäurediallylester. Triallylphosphat und Triallylcyanurat.

Besonders bevorzugt werden ungesättigte Polyester verwendet, die aus Phthalsäureanhydrid und/oder Isophthalsäure erhältlich sind.

Ebenfalls bevorzugt ist ein ungesättigter Polyester, der mindestens eine der folgenden Gruppen aufweist: Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Bemsteinsäure, Furandicarbonsäure, sowie Phthalsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, oder Bemsteinsäureanhydrid. Bevorzugt weist der ungesättigte Polyester mehrere, oder auch alle der genannten Gruppen auf. Ebenfalls bevorzugt sind ungesättigte Polyester, die aus einer Reaktion von Maleinsäureanhydrid, Terephthalsäure und Neopentylglykol erhältlich sind. Das Verhältnis der beiden Säurebestandteile Maleinsäureanhydrid und Terephthalsäure kann weitgehend variiert werden. Bevorzugt beträgt das Verhältnis von auf Maleinsäureanhydrid und Terephthalsäure zurückgehenden Bausteinen im ungesättigten Polyester in einem Bereich von 1:1 bis 1:3, oder von 2:3 bis 2:5. Die Verhältnisangaben beruhen auf Molmengen. Unter Bausteinen werden Bestandteile eines Polymers, z.B. eines Polyesters verstanden, die strukturell zur Bildung des Polymers beigetragen haben. Bei Polyestern kann die gedankliche Trennlinie zwischen zwei benachbarten Bausteinen durch die Sauerstoff-Heteroatome in der Polymerkette gezogen werden.

In einer anderen Ausführungsform beträgt das Verhältnis von Disäurebausteinen zu Glykol- Bausteinen im ungesättigten Polyester bevorzugt in einem Bereich von 1:1 bis 1: 3,4, oder von 2:3 bis 2:5. Die Verhältnisangaben beruhen auf Molmengen. Unter Disäurebausteinen werden solche Bausteine wie Maleinsäureanhydrid und Terephthalsäure verstanden. Unter Glykolbausteinen werden Bausteine verstanden, die auf eine Glykol- bzw. Diolkomponente zurückgehen.

Idealerweise bevorzugt gleichen sich die Molmengenverhältnisse der Säure- und Glykolkomponenten im ungesättigten Polyester und einer zu Darstellung der Polyester hergerichteten Zusammenstellung Ausgangsstoffe. Diese werden dann miteinander zu einem ungesättigten Polyester umgesetzt. In der Regel erfolgt dies mittels einer Polykondensationsreaktion.

Der mindestens eine ungesättigte Polyester weist bevorzugt ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 200 bis 500.000 g/mol, bevorzugt von 1.000 bis 200.000 g/ mol, besonders bevorzugt von 10.000 bis 100.000 g/mol aufweisen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform liegen in der Formulierung die Formulierungskomponenten A) und B) in einem Gewichtsverhältnis von 1:2 bis 1:10 vor, das Verhältnis jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierungskomponenten A) und B). Gemäß einer weiteren Ausführungsform liegen in der Formulierung die Formulierungskomponenten A) und C) in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 4 bis 1 : 20 vor, das Verhältnis jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierungskomponenten A) und C).

Ein fünfter Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen von Partikeln, beinhaltend folgende Verfahrensschritte:

I) Bereitstellen der Formulierungskomponenten A) und B) - wie im Zusammenhang mit den Merkmalen des vierten Gegenstands der Erfindung beschrieben - als ein Ausgangsmaterial;

II) Zugeben mindestens eines Pigments oder eines Farbstoffs, und gegebenenfalls weiterer Additive zu dem Ausgangsmaterial unter Erhalt eines Reaktionsgemisches;

III) Scheren des Reaktionsgemisches unter Erhalt eines Strangs;

IV) Zerkleinern des Strangs unter Erhalt der Partikel;

Wobei die Temperatur in Schritt III) in einem Bereich von 50 bis 80 °C beträgt.

Gemäß einer Ausführungsform des fünften Gegenstands der Erfindung wird in Schritt I) zusätzlich die Komponente C) - mit den Merkmalen wie im Zusammenhang mit den Ausführungsformen des vierten Gegenstands der Erfindung beschrieben - bereitgestellt.

Als das mindestens ein Pigment kann prinzipiell jedes Pigment ausgewählt werden, das dem Fachmann bekannt und geeignet erscheint, insbesondere anorganische Pigmente. Beispiele für geeignete anorganische Pigmente sind: Bismutvanadat, Titandioxid, Cobaltblau - ultramarinblau, Thioindigopigmente, Indanthrenblau, Cromophthalrot, Irgazinorange und Heliogengrun, Kupferphthalocyan und Metallglanz mit Aluminiumplättchen. Selbstverständlich kann auch eine Kombination von zwei oder mehr Pigmenten ausgewählt werden.

Als der mindestens ein Farbstoff kann prinzipiell jeder Farbstoff ausgewählt werden, der dem Fachmann bekannt und geeignet erscheint. Beispiele für prinzipiell geeignete Farbstoffklassen sind Anthantrone, Isonindoline, Idanthronec und Perinone. Selbstverständlich kann auch eine Kombination von zwei oder mehr Farbstoffen, sowohl derselben Farbstoffklasse als auch von verschiedenen Farbstoffklassen ausgewählt werden.

Ferner können sowohl in Schritt II) des fünften Gegenstands, als auch zu der Formulierung gemäß dem vierten Gegenstand der Erfindung Additive zugegeben werden. Als Additive kommen prinzipiell alle dem Fachmann bekannten und geeignet erscheinenden Stoffe in Betracht. Einige bevorzugte Additive werden exemplarisch genannt: Organomodifizierte Siloxane, amidmodifizierter oligomerer Polyether, HALS (Hindered Amine Stabilizer). Selbstverständlich können mehrer bis hin zu allen der vorgenannten Additive zugegeben werden.

Es ist durchaus möglich und üblich, mehrere der zuvor genannten Stoffe in Schritt II) zuzugeben. Insbesondere Kombinationen aus mindestens einem Pigment und mindestens einem Additiv, oder mindestens einem Farbstoff und mindestens einem Additiv, oder aus mindestens einem Pigment, mindestens einem Farbstoff und mindestens einem Additiv können in Schritt II) zugegeben werden.

Schritt III) kann bevorzugt ein Extrudieren beinhalten.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des fünften Gegenstands wird der in Schritt III) erhaltene Strang vor dem Zerkleinern in Schritt IV) auf eine Temperatur von weniger als 50 °C, zum Beispiel weniger als 40 °C, oder weniger als 35 °C, oder weniger als 30 °C, zum Beispiel bis auf eine Temperatur von 20 °C, oder auf 25°C abgekühlt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des fünften Gegenstands wird der in Schritt III) erhaltene Strang vor dem Zerkleinern in Schritt IV) mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 100 °C/s, zum Beispiel mi 12 bis 70 K/s, oder mit 20 bis 50 K/s abgekühlt, bis der Strang eine Temperatur von ca. 20°C, oder 25°C, oder 30°C, oder 35°C, oder ca. 40°C aufweist. Das Zerkleinern in Schritt IV) erfolgt bevorzugt durch ein Mahlen, zum Beispiel mit Hilfe einer Kryokugelmühle oder anderen, üblichen Zerkleinerern für die Extrusion.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die gemäß dem fünften Gegenstand der Erfindung erhaltenen Partikel durch mindestens eines, bevorzugt mehrere oder alle der folgenden Merkmale gekennzeichnet sind:

AJ Eine mittlere Partikelgröße in einem Bereich von 20 bis 120;

B/ Eine Partikelgröße Dio in einem Bereich von 20 bis 35;

C/ Eine Partikelgröße D50 in einem Bereich von 40 bis 80;

D/ Eine Partikelgröße D90 in einem Bereich von 90 bis 110.

E/ Eine Nitronfunktionalität in einem Bereich von mehr als 80%, bestimmt nach der in dieser Anmeldung beschriebenen Testmethode.

Ein sechster Gegenstand der Erfindung ist ein Partikel, z.B. ein Pulverlackpartikel, das mit dem als fünften Gegenstand der Erfindung oder gemäß eines als Ausführungsform des fünften vierten Gegenstands beschriebenen Verfahrens erhältlich ist.

Ein siebter Gegenstand der Erfindung ist ein Partikel, z.B. ein Pulverlackpartikel, der zumindest folgende Merkmale aufweist:

[a] Nitrongruppen;

[b] Lineare aliphatische Fragmente;

[c] Zykloaliphatische Fragmente; und wobei das Verhältnis von linear aliphatischen Fragmenten zu zykloaliphatischen Fragmenten in einem Bereich von 9 : 1 bis 1 : 9 beträgt;

[d] Mindestens eines, bevorzugt alle der Merkmal AJ bis E/, wie beim fünften Gegenstand der Erfindung beschrieben.

Gemäß einer Ausführungsform des siebten Gegenstands kann das Partikel ferner mindestens eines, bevorzugt eine Kombination von zwei oder mehreren der folgenden Merkmale aufweisen:

[e] Gegebenenfalls glykolische oder diaminische Fragmente,

[f] Gegebenenfalls einen T _g in einem Bereich von -10 bis 50°C; [g] Gegebenenfalls weniger als 10 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile (VOC), die Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Partikels;

[h] Eine Schmelztemperatur T _m in einem Bereich von ca. 70 bis ca. 120 °C.

Ein achter Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Anordnung beinhaltend folgende Schritte:

[I] Bereitstellen eines Gegenstands mit mindestens einer Fläche;

[II] Aufbringen einer Schicht beinhaltend eine Vielzahl von Partikeln gemäß der sechsten oder siebten Ausführungsform, oder solche, die nach einem Verfahren gemäß der fünften Ausführungsform erhältlich sind.

Das Bereitstellen kann auf jede einem Fachmann bekannte und geeignet erscheinende Art erfolgen, zum Beispiel durch ein Herrichten, Auflegen auf eine Unterlage oder Einbringen in eine Maschine. Das Aufbringen kann auf jede einem Fachmann bekannte und geeignet erscheinende Art erfolgen, zum Beispiel durch ein Aufstreichen, Rakeln, insbesondere ein Sprühen erfolgen.

Ein neunter Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung beinhaltend zumindest:

LI) einen Gegenstand mit mindestens einer Fläche;

L3) eine Schicht beinhaltend eine Vielzahl von Partikeln gemäß der sechsten oder siebten Ausführungsform, oder solche, die nach einem Verfahren gemäß der fünften Ausführungsform erhältlich sind; wobei die Schicht mindestens einen Teil der Fläche überlagert.

Die Anordnung kann beispielsweise durch ein Verfahren gemäß dem achten Gegenstand der Erfindung gebildet werden.

Zwischen dem Gegenstand LI) und der Schicht L3) kann eine Zwischenschicht L2) angeordnet sein. Zum Beispiel sind LI) mit L2) in flächiger Verbindung, oder L2 mit L3) in flächiger Verbindung, oder LI) mit L2) und L2 mit L3. Es können weitere Zwischenschichten zwischen LI) und L3) angeordnet sein. Ebenso kann auf der Schicht L3) ein oder mehrere weitere Schichten L4), L5) usw. angeordnet sein. Die ein oder mehrere weiteren Schichten können verschiedene Funktionen erfüllen. Beispiele hierfür sind: Schutz der Schicht L3) gegen äußere Einflüsse, Erzeugen einer glatteren Oberfläche als L3), Erhöhen oder Verringern der Reflexion von einfallendem Licht, Erzeugen einer härteren Oberfläche als L3).

In der Anordnung nach gemäß dem neunten Gegenstand der Erfindung oder in einer nach dem achten Gegenstand der Erfindung erhältlichen Anordnung kann als Fläche des Gegenstands ein Element aus der Gruppe bestehend aus einem Metall, einem organischen Material einem Kunststoff oder einem Komposit ausgewählt sein.

Beispiele für ein Metall sind Eisen, Aluminium oder Legierungen davon mit weiteren Metallen, wie zum Beispiel Stahl (eine Eisenlegierung). Das Metall kann zum Beispiel als Blech vorliegen. Das Metall kann bereits beschichtet sein, zum Beispiel als verzinntes oder verzinktes Blech.

Beispiele für ein organisches Material sind Papier, Pappe, Karton, Kunststoff, mitteldichte Holzfaserplatte (MDF).

Beispiele für einen Komposit ist ein Verbund auf einem Papier oder einem Karton, auf dessen Seiten ein oder mehrere Schichten von einem oder mehreren Kunststoffen und gegebenenfalls weiteren Schichten aus anderen Materialien, wie Metall angeordnet sind. Als Metalle eignen sich prinzipiell alle dem Fachmann bekannten und für Komposite geeignet erscheinenden Metalle, zum Beispiel die bereits in Zusammenhang mit der Anordnung erwähnten Metalle.

Die Zwischenschicht L2) in der Anordnung kann einen oder mehrere Primer beinhalten. So ein Primer, auch Haftvermittler, verbessert die Haftung einer Schicht L3) auf dem Gegenstand mit einer Fläche LI).

Als Primer kann jede dem Fachmann bekannte und dafür geeignet erscheinende Zusammensetzung ausgewählt werden. Als Primer kommen alle Kunststoffe in Betracht, die durch Funktionalisierung mittels geeigneter funktioneller Gruppen geeignet sind, durch das Ausbilden von lonenbindungen oder kovalenten Bindungen zu einer Oberfläche einer jeweils angrenzenden Schicht eine feste Verbindung zu erzeugen. Vorzugsweise handelt es sich um funktionalisierte Polyolefine, die durch CoPolymerisation von Ethylen mit Acrylsäuren wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Acrylaten, Acryl atderivaten oder Doppelbindungen tragenden Carbonsäureanhydriden, beispielsweise Maleinsäureanhydrid, oder mindestens zwei davon, erhalten wurden. Hierunter sind Polyethylen-maleinsäureanhydrid-Pfropfpolymere (EMAH), Ethylen-Acrylsäure- Copolymere (EAA) oder Ethylen-Methacrylsäure-Copolymere (EMAA) bevorzugt, welche beispielsweise unter den Handelsbezeichnungen Bynel® und Nucrel®0609HSA durch DuPont oder Escor®6000ExCo von ExxonMobile Chemicals vertrieben werden.

Weitere Möglichkeiten, einen Primer auszubilden sind Sputtern mit Aluminium unter Erhalt einer Aluminiumschicht als Primer, und im Falle einer Kunststoffsubstrats das Anwenden eines Plasmas, wodurch auf der Oberfläche des Kunststoffs eine plasmabehandelte Schicht als Primer gebildet wird.

Ein zehnter Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Verbunds, bevorzugt beinhaltend einen Schichtaufbau, beinhaltend folgende Schritte:

1) Bereitstellen einer Anordnung gemäß des zuvor beschriebenen neunten Gegenstands der Erfindung, oder einer Anordnung erhältlich nach dem achten Gegenstand der Erfindung;

2) Vernetzen der Partikel unter Erhalt eines Verbunds.

Das Vernetzen der Partikel zu einem Verbund kann bei einer Temperatur in einem Bereich von 70 bis 180 °C erfolgen. Zum Beispiel bei einer Temperatur in einem Bereich von 80 bis 180 °C, oder von 100 bis 120 °C, oder von 120 bis 150 °C.

Das Vernetzen in Schritt 2) kann über eine Dauer von 5 bis 60 Minuten, zum Beispiel von 5 bis 30 Minuten, oder von 15 bis 45 Minuten, oder von 3 bis 20 Minuten durchgeführt werden. Das Vernetzen kann durch Einwirkung von UV-Strahlung, Wärme, Plasma, oder einer Kombination von zwei oder mehr der genannten Mittel erfolgen.

Um das Vernetzen zu beschleunigen, verbessern oder zu ermöglichen, kann die Anordnung einen Initiator oder eine Initiatorkombination von zwei oder mehreren der nachfolgend beschriebenen Intitatioren aufweisen.

Als Initiatoren können alle Radikale bildenden Initiatoren eingesetzt werden, die üblicherweise bei der Herstellung von Pulverlacken verwendet werden. Dazu gehören thermische Katalysatoren, Redoxkatalysatoren und Photoinitiatoren, deren Aktivierung durch energetische Bestrahlung erfolgt. Es können jedoch auch weitere Initiatoren zugesetzt werden.

Als thermische Initiatoren können alle dem Fachmann bekannten Verbindungen verwendet werden, die sich unter der Einwirkung einer erhöhten Temperatur unter Bildung von Radikalen zersetzen. Besonders bevorzugt sind thermische Initiatoren mit einer Halbwertszeit von weniger als 10 Sekunden, bevorzugt weniger als 5 Sekunden bei weniger als 180°C, besonders bevorzugt bei weniger als 140°C. Peroxide, Hydroperoxide, Wasserstoffperoxid, Persulfate und Azoverbindungen sind besonders bevorzugte thermische Polymerisationsinitiatoren. In manchen Fällen ist es vorteilhaft, Mischungen aus verschiedenen thermischen Initiatoren zu verwenden. Unter solchen Mischungen werden solche aus Wasserstoffperoxid und Natriumoder Kaliumperoxodisulfat bevorzugt, die in jedem gewünschten Mengenverhältnis verwendet werden können. Geeignete organische Peroxide sind vorzugsweise Acetylacetonperoxid, Methylethylketonperoxid, Benzoylperoxid, Lauroylperoxid, Acetylperoxid, Caprylperoxid, Isopropylperoxidicarbonat, 2-Ethylhexylperoxidicarbonat, tert. -Butylhydroperoxid, Cumolhydroperoxid und Peroxide von tert.- Amylperpivalat, tert.-Butylperpivalat, tert.- Butylpemeohexonat, tert.-Butylisobutyrat, tert.-Butylper-2-ethylhexenoat, tert.- Butylperisononanoat, tert.-Butylpermaleat, tert. -Butylperbenzoat, tert. -Butyl-3, 5,5- trimethylhexanoat und Amylpemeodecanoat. Ferner werden folgende thermische Initiatoren bevorzugt: Azoverbindungen wie Azo-bis-isobutyronitril, Azo-bis-dimethylvaleronitril, Azo- bis-ami-dinopropandihydrochlorid, 2,2-Azobis-(N,N- dimethylen)isobutyramidindihydrochlorid, 2-(Carbamoylazo)isobutyronitril und 4,4-Azobis-(4- cyan-valeriansäure). Die vorgenannten Verbindungen werden in üblichen Mengen eingesetzt.

Redoxkatalysatoren bestehen aus zwei oder mehreren Komponenten, in der Regel einer oder mehreren der oben genannten Peroxoverbindungen, und mindestens einer reduzierenden Komponente, vorzugsweise Ascorbinsäure, Glucose, Sorbose, Mannose, Ammonium- oder Alkalimetallhydrogensulfit, -sulfat, -thiosulfat, -hyposulfit oder -sulfid, Metallsalze wie Eisen- II-Ionen oder Silberi onen oder Natriumhydroxymethylsulfoxylat. Vorzugsweise wird Ascorbinsäure oder Natriumpyrosulfit als reduzierende Komponente des Redoxkatalysators verwendet. Die vorgenannten Verbindungen werden in üblichen Mengen eingesetzt.

Wird die Bildung des Verbunds durch Einwirkung von energiereicher Strahlung initiiert, so werden als Initiatorkomponente in der Regel sogenannte Photoinitiatoren eingesetzt. Diese können z.B. sogenannte a-Splitter, H-abspaltende Systeme oder auch Azide umfassen. Beispiele für solche Initiatoren sind Benzophenon-Derivate wie Michlers-Keton, Phenanthren-Derivate, Fluorin-Derivate, Anthrachinon-Derivate, Thioxanthon-Derivate, Cumarin-Derivate, Benzoinether und deren Derivate, Azo-Verbindungen wie die oben erwähnten Radikalbildner, substituierte Hexaarylbisimidazole oder Acylphosphinoxide. Beispiele für Azide sind: 2-(N,N- Dimethylamino)ethyl-4-azidocinnamat, 2-(N,N-Dimethylamino)ethyl-4-azidonaphthylketon, 2-(N,N-Di-methylamino)ethyl-4-azidobenzoat, 5-Azido-l-naphthy‘-2'-(N,N-dimethylami- no)ethylsulfon, N-(4-Sulfonylazidophenyl)maleinimid, N-Acetyl-4-sulfonyl-azidoanilin, 4- Sulfonylazidoanilin, 4-Azidoanilin, 4-Azidophenacylbromid, p-Azidobenzoesäure, 2,6-Bis(p- azidobenzyliden)cyclohexanon und 2,6-Bis(p-azidobenzyliden)-4-methylcyclohexanon. Die vorgenannten Verbindungen werden in üblichen Mengen eingesetzt.

Ein elfter Gegenstand ist ein Verbund erhältlich als Ergebnis des zehnten Gegenstands der Erfindung.

Ein zwölfter Gegenstand der Erfindung ist ein Verbund beinhaltend einen Gegenstand mit einer

Fläche und mindestens eine Beschichtung gekennzeichnet durch folgende Merkmale: [A] Der Gegenstand ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Metall, einem organischen Material einem Kunststoff oder einem Komposit;

[B] Die Beschichtung weist ein Verhältnis von linear aliphatischen Fragmenten zu zykloaliphatischen Fragmenten in einem Bereich von 9: 1 bis 1:9 auf;

[C] Die Beschichtung weist eine Schichtdicke in einem Bereich von 20 bis 80 pm, zum Beispiel von 20 bis 60 pm oder von 40 bis 80 pm, oder etwa 20 pm, etwa 40 pm, etwa 60 pm oder etwa 80 pm auf; etwa bedeutet in diesem Fall einen Bereich von ±2pm; bestimmbar mit einem Elcometer 415 (Elcometer Instruments GmbH, 73431 Aalen, Deutschland);

[D] Die Beschichtung weist einen Glanz von mehr als 50 auf; zum Beispiel einen glanz von mehr als 70, z.B. mehr als 75, mehr als 80, mehr als 85 oder mehr als 90, gemessen jeweils bei einem Messwinkel von 60°, oder einen Glanz von mehr als 50, z.B. mehr als 55, mehr als 60, mehr als 65, mehr als 70, mehr als 75, mehr als 80, mehr als 85 oder mehr als 90, gemessen jeweils bei einem Messwinkel von 20°;

[E] Die Beschichtung weist eine eine Welligkeit, bestimmt als Long wave und Short wave mit einem Orange-Peel-Messgerät Wavescan 3 dual der Firma BYK Gardner GmbH (82538 Geretsried, Deutschland), von jeweils weniger als 40 auf;

[F] Die Beschichtung weist eine Schlagfestigkeit gemäß DIN EN ISO 1520 bestimmt als Eindringtiefe von mehr als 10 mm auf;

[G] Die Beschichtung weist eine Lösemittelbeständigkeit gemäß Double-Rub Test MEK ASTM D4752 von mindestens 4 auf;

[H] Die Bewitterungsbeständigkeit der Beschichtung, bestimmt mittels Farbmessung Yi >4 bei einer Einbrenndauer von 15 min, bevorzugt nach 25 min. oder nach 30 min. (Vergilbungstest);

[I] Einen Gitterschnitt von Gt 0, bestimmt nach DIN EN ISO 2409.

Eine Ausführungsform des elften Gegenstands ist auch durch die Merkmale des zwölften Gegenstands gekennzeichnet. Ein dreizehnter Gegenstand ist ein Gebilde beinhaltend einen Verbund gemäß einer der vorherigen Ausführungsformen oder einen Verbund erhältlich nach dem zuvor beschriebenen Verfahren, oder ein Gebilde beinhaltend einen Gegenstand mit einer Beschichtung, wobei die Beschichtung durch die Merkmale [B] - [I] gemäß dem zwölften Gegenstand der Erfindung gekennzeichnet ist.

Ein vierzehnter Gegenstand der Erfindung ist eine Verwendung eines Mischpolynitrons zum Herstellen von Beschichtungen zum Einstellen der Welligkeit, des Glanzes und/oder der Mattheit der Beschichtung, oder einer Kombination mehrerer dieser Merkmale.

Bevorzugt kann als Mischpolynitron eines mit Nitron-Gruppen, linearen aliphatische Komponenten und zyklischen aliphatischen Komponenten ausgewählt werden, wie zum Beispiel jene erhältlich nach dem Verfahren gemäß erstem Gegenstand der Erfindung und ihrer Ausführungsformen.

Ein weiterer Gegenstand ist eine Verwendung eines Mischpolynitrons mit mindestens einem linearen und einem zykloaliphatischen Fragment zum Herstellen von Beschichtungen, die überlackiert werden können, einen Gitterschnitt von GtO aufweisen und eine Einbrenntemperatur von < 120 °C aufweisen.

Bevorzugt weist das Mischpolynitron mindestens Nitron-Gruppen, eine lineare aliphatische Komponente, eine zykloaliphatische Komponente und ein glykolische Fragment auf.

Das Mischpolynitron kann durch eine zahlenmittlere Molmasse \M _n | in einem Bereich von 100 bis 20000 g/mol, zum Beispiel 100 bis 10000 g/mol, oder von 1000 bis 20000 g/mol, oder von 1000 bis 10000 g/mol, oder von 800 bis 5000 g/mol gekennzeichnet sein. Figuren

Fig. 1 zeigt ein Verfahren zum Herstellen eines Mischpolynitrons.

Fig. 2 zeigt ein Verfahren zum Herstellen von Partikeln.

Beschreibung der Figuren

Figur 1 zeigt ein Verfahren zum Herstellen eines Mischpolynitrons beinhaltend 101 Bereitstellen von Benzaldoxim; 102 Zugeben von 2-Hydroxyethylacrylat unter Bewegen bei erhöhter Temperatur, dabei Reaktion zu einem Nitron; 103 Zugeben eines ersten und eines zweiten Diisocyanats zu dem Nitron unter Erhalt eines Zwischenprodukts und 104 Umsetzen des Zwischenprodukts unter Zugabe eines aliphatischen Glykols oder Diamins zu dem Mischpolynitron.

Figur 2 zeigt ein Verfahren zum Herstellen von Partikeln beinhaltend 201 Bereitstellen eines Mischpolynitrons, wie als Ergebnis von Schritt 104 erhalten; 202 Zugeben mindestens eines Pigments oder eines Farbstoffs zu dem Ausgangsmaterial unter Erhalt eines Reaktionsgemisches; 203 Scheren des Reaktionsgemisches unter Erhalt eines Strangs, z.B. durch Extrudieren, wobei die Temperatur in 203 in einem Bereich von 50 bis 80 °C beträgt; 204 Zerkleinern des Strangs unter Erhalt der Partikel.

Testmethoden a. Schmelzpunktbestimmung

Schmelzpunkte wurden mittels Dynamic Scanning Calorimetry (DSC) bestimmt. Dabei wurden 2 - 5 mg einer Probe in einen Tiegel aus Aluminium eingewogen. Anschließend wurde mindestens 5 Minuten auf -20°C abgekühlt, und dann mit +10K/min. bis auf 120 °C erwärmt. Die Schmelztemperatur wurde als lokales Maximum der Kurve ermittelt. b. Bestimmung der Glastemperatur

Glas(übergangs)temperaturen Tg wurden mittels Dynamic Scanning Calorimetry (DSC) bestimmt. Dabei wurden 5 - 15 mg einer Probe in einen Tiegel aus Aluminium eingewogen. Anschließend wurde mindestens 5 Minuten auf -20°C abgekühlt, und dann mit +10K/min. bis auf 120 °C erwärmt. Die Glastemperatur(en) wurden beim ersten Aufheizvorgang als x- Wert des Schnittpunkts der halben Stufenhöhe mit der Kurve ermittelt. Die Stufenhöhe wurde durch Extrapolation einer Geraden aus der Aufheizkurve unterhalb des Onsets und der Extraktion einer Geraden aus der Aufheizkurve oberhalb des Onsets ermittelt. c. Bestimmen von Molekulargewichten und Molmengen

Molekulargewichte insbesondere des Mischpolynitrons wurden mittels Gelpermationschromatographie (GPC) unter Verwendung einer Agilent 1260 bestimmt. Dazu wurde eine Probe des Mischpolynitrons in THF gelöst. Die Probenkonzentration betrug 7,060 g Mischpolynitrons/L THF. Anschließend wurde die Molmassenverteilung in der GPC mit THF als Flussmittel bestimmt. Zur Kalibrierung vor der Messung wurden Polystyrolstandards verwendet. Die Flussrate betrug 0,600 ml/min, das Inj ektions volumen: 100.000 pL. Als Säulensatz wurde eine analytische Hochtemperatursäule (AHT) ausgewählt, die Temperatur der Säulen betrug 30 °C. d. Bestimmung der Partikelgrößen Dio. Dso und D90

Die Partikelgröße wurde durch Sieben einer Probe durch verschiedene Siebe mit unterschiedlichen Siebgrößen ermittelt. Das Sieb erfüllte die Spezifikation der ISO 3310- 1:2016. Die Analysensiebe hatten eine Durchlässigkeit für Partikel mit 125 pm, 80 pm und 50 pm. Es wurde jeweils die Massendifferenz zwischen vor und nach dem Sieben ermittelt. e. Bestimmung der Nitronfunktionalität

Die Nitronfunktionalität wurde mit Hilfe eines beheizbaren IR-Spektrometers bestimmt. Hierfür wurde ein IR-Spektrometer Alpha II von Bruker verwendet mit ATR-Kristall. Es wurde eine Mischung aus einem ungesättigten Polyester (75%), Oligonat V (20%) und Olgionat TC (5%) hergestellt und in einem Mörser pulverisiert. Vor der Messung wurde das Gerät auf 120 °C beheizt und anschließend der Hintergrund gemessen. Die gemörserte Probe wurde auf die IR-Platte gelegt und 24 Scans durchgeführt. Nach 10 Minuten wurde nochmal mit 24 Scans bei 120 °C gemessen. f. Bestimmung des Anteils flüchtiger organischer Bestandteile (VOC)

Der Anteil von VOC wurde mit einem mit einem GC/MS gekoppelten Multishot Pyrolyzer (FrontierLab) quantitativ bestimmt. Die Probeneinwaage betrug ca. 150 pg. Die GC- Komponente sorgt für eine Trennung der Probenbestandteile, mittels MS wird die Masse jedes Bestandteils bestimmt und mittels der nachgeschalteten Pyrolyse kann anhand der dort gebildeten Molekülfragmente und Abbauprodukte der Probenbestandteil bestimmt werden.

Die folgenden Tests wurde, sofern nicht anders angegeben an Probenkörpem von Pulverlack auf Stahlsubstrat mit den Maßen 202 x 101 x 1 mm durchgeführt. Die Schicht Pulverlack hatte eine Dicke im Bereich von 50 bis 90 pm. g. Schichtdicke

Die Schichtdicke eines Pulverlack auf einem Stück Stahlblech wurde mit einem Ultraschall- Schichtdickenmessgerät Elcometer 456 (Elcometer Instruments GmbH, 73431 Aalen, Deutschland) bei Raumtemperatur (20 °C) geprüft. Dazu wurde der Stempel auf das Referenzmaterial von der Firma AutomationKöln kalibriert und auf 0 pm justiert. Anschließend wurde der Stempel auf unterschiedlichen Stellen des Stahlsubstrats gedrückt und die angezeigte Schichtdicke notiert. h. Glanzmessung

Der Glanz von Pulverlacken auf Stahlsubstrat (202 x 101 x 1 mm) wurde mittels Farb- Glanzmessgerät Spektromaster 565 (Fa. Erichsen GmbH, Hemer, Deutschland) gemäß DIN EN ISO 2813:2014 bei 20° und 60° Einfallswinkel gemessen. i. Welligkeit (long / short wave)

Die Welligkeit einer Lackoberfläche wird bestimmt als Long wave und Short wave mit einem Orange-Peel-Messgerät. j. Schlagfestigkeit

Die Schlagfestigkeit von Pulverlacken auf Stahlsubstrat (202 x 101 x 1 mm) wurde gemäß nach DIN EN ISO 1520 mit einem Modell 304 ASTM von Erichsen GmbH bestimmt. k. Lösemittelbeständigkeit (Abriebfestigkeit)

Die Lösemittelbeständigkeit wurde gemäß ASTM D4752:2020 an Probenkörper von Pulverlack auf Stahlsubstrat mit den Maßen 202 x 101 x 1 mm bestimmt. Wurde der Abrieb des Lackes gegen MEK auf einem Tuch beurteilt. l. Messung der Vergilbung

Die Vergilbung wurde mittels Spectrophotometer CM-3600A von Konica Minolta an Probenkörper von Pulverlack auf Stahlsubstrat (202 x 101 x 1 mm) gemäß DIN EN ISO 2813:2014 bestimmt. Als Farbraum wurde CIELAB gemäß DIN EN ISO 11664-4 aus gewählt. Die UV -Einstellung betrug 100 %. Der Gelbwert wurde nach DIN 6167 bestimmt. m. Biegetest 90° / 160 °

Probenkörper von Pulverlack auf Stahlsubstrat wird um ca. 90° und 160° an der Hälfte des Bleches bei Raumtemperatur gebogen. Weist der Pulverlack Risse auf, gilt der Pulverlack als nicht flexibel. n. Pendelhärte

Die Pendelhärte ist ein Maß für die Härte des Pulverlacks auf einem Stahlsubstrat. Je weicher die Beschichtung, desto geringer die Schwingungsdauer, je härter die Beschichtung, desto härter ist die Beschichtung, gemäß DIN EN ISO 1522:2022. o. Tiefungsprüfung

Tiefungsprüfung wurden mitels des sogenannten Erichsentests gemäß DIN EN ISO 1520:2006 durchgeführt. Es wurden Probenkörper von Pulverlack auf Stahlsubstrat mit den Maßen 202 x 101 x 1 mm eingesetzt. Der Lack wurde als gut befunden, wenn die Prüfung keine Risse im Lack und kein Abplatzen des Lacks vom Stahlsubstrat verursacht. Eine große Eindringtiefe unter den Testbedingungen ist Kennzeichen eines weichen bzw. hochvemetzten Pulverlacks. p. Dombiegetest

Durchführung nach Norm DIN EN ISO 1519:2011 an Probenkörpem von Pulverlack auf Stahlsubstrat mit den Maßen 202 x 101 x 1 mm. Bestimmung der Flexibilität des Lackes. q. Buchholzhärte

Die Buchholzhärte wurde gemäß DIN EN ISO 2815:2003 an Probenkörpem von Pulverlack auf Stahlsubstrat mit den Maßen 202 x 101 x 1 mm. r. Giterschnitprüfung

Die Giterschnitprüfung wurde an Probenkörpem von Pulverlack auf Stahlsubstrat mit den Maßen 202 x 101 x 1 mm gemäß DIN EN ISO 2409:1990 durchgeführt.

Beispiele

Die Erfindung wird im Folgenden durch Beispiele weiter beispielhaft illustriert. Die Erfindung ist nicht auf die Beispiele beschränkt. a) Darstellung eines Nitrons

Es werden 2 mol Benzaldoxim mit 0, 1 mol Zinkiodid und 0, 1 mol Bortrifl ouridetherat als Katalysator vorgelegt und unter Rühren bei 65 °C gemischt. Innerhalb von 1 h wird 2 mol 2-Hydroxyethylacrylat zugetropft. Anschließend wird bei 65 °C für 24 h gerührt. a2) Darstellung eines Nitrons II

Es werden 2 mol Benzaldoxim mit 0,1 mol Zinkiodid und 0,1 mol Bortrifl ouridetherat als Katalysator vorgelegt und unter Rühren bei 65 °C gemischt. Innerhalb von 1 h wird 2 mol Isoprenol zugetropft. Anschließend wird bei 65 °C für 24 h gerührt. a3) Darstellung eines Nitrons III

Es werden 2 mol 2,7-Octadienol mit 0,1 mol Zinkiodid und 0,1 mol Bortriflouridetherat als Katalysator vorgelegt und unter Rühren bei 30 °C gemischt. Innerhalb von 1 h wird 2 mol Isopren unter Rückfluss zugetropft. Anschließend wird bei 35 °C für 48 h gerührt. a4) Darstellung eines Nitrons IV

0, 1 mol N-tert. -Buty l-O- [ 1 - [4-(chlormethyl)-pheny 1] -ethyl] -N-(2 -methyl- 1 - phenylpropyl)-hydroxylamin wird bei Raumtemperatur in 25 mL Methanol mit 0,015 mol Selendioxid vorgelegt. 20 mL 30%ige Wasserstoffperoxidlösung wird unter einem Stickstoffstrom zugetropft. Nach Rühren bei Raumtemperatur für 4 Stunden, wird das Methanol mittel Vakuumdestillation entfernt. Die verbliebene wässrige Phase wird mit Hilfe von Dichlormethan extrahiert. a5) Darstellung eines Nitrons V

Es werden 2 mol 4-Chloro-l,4-hexadien-3-ol mit 0,1 mol Zinkiodid und 0,1 mol Bortriflouridetherat als Katalysator vorgelegt und unter Rühren bei 45 °C gemischt. Innerhalb von 1 h wird 2 mol Chloropren zugetropft. Anschließend wird bei 50 °C unter Rückfluss für 36 h gerührt. b) Darstellung eines Zwischenprodukts

Es werden 2 mol Nitron aus a) vorgelegt und eine Mischung von IPDI 1 ,5 mol und HMDI 0,5 mol mit 2 mmol Dibutylzinnlaurat als Katalysator und 1 mmol Butylhydroxytoluol innerhalb von 1 h bei einem Temperaturbereich von 70-100 °C zugetropft. Das Reaktionsgemisch wird bei 100 °C für 0,5 h gerührt. Im letzten Schritt wird in einem Temperaturbereich zwischen 100-120 °C 1 mol Neopentylglykol innerhalb von 1-1,5 h zugegeben. Die Reaktion ist beendet, wenn keine Isocyanatgruppen mehr mittels IR- oder Titration nachgewiesen werden können. b2) - b5) Es wurden zudem in analoger Vorgehensweise Zwischenprodukte II - V hergestellt. Dabei wurde wie in b) beschrieben vorgegangen, als Nitron aber jeweils a2) - a5) vorgelegt. c) Darstellung eines Vernetzers OV

1 mol HMDI, 1 mmol Butylhydroxytoluol und 2 mmol Dibutylzinnlaurat werden bei 65 °C vorgelegt. Anschließend wird unter Stickstoffatmosphäre 2 mol 4- Hydroxybutylvinylether zugegeben. Nach Zugabe von 4-Hydroxybutylvinylether wird die Temperatur auf 110 °C gestellt und das restliche 4-Hydroxybutylvinylether hinzugegeben. Die Reaktion ist beendet, wenn alle Isocyanatgruppen umgesetzt wurden. d) Darstellung eines ungesättigten Polyesters

Es werden 1 mol Terephthalsäure, 0,5 mol Fumarsäure, 1,68 mol Neopentylglykol, 10 mmol Hydrochinon, 4 g Dibutylzinnoxid vorgelegt und unter N2-Fluss langsam auf 200 °C erwärmt. Ab ca. 170°C kann Wassers abdestilliert werden. Eine Temperatur von 200 °C wird ca. 4 h gehalten, anschließend auf 220 °C erwärmt und nochmals für 3 h konstant gehalten. Anschließend wird auf 170 °C abgekühlt und 1 h bei 300-400 mbar Vakuum gezogen. e) Vernetzung des Zwischenprodukts mit Glykol und des ungesättigten Polyesters. Mahlen zu Pulverlackpartikeln

545 g des ungesättigten Polyesters aus d) werden mit 50 g Zwischenprodukts aus b), 200 g des Vernetzers OV aus c), ferner 190 g Titandioxid (Kronos 2160, erhältlich bei Kronos Titan GmbH, Leverkusen), 20 g Additiv Powdermate 486CFL (ein modifiziertes Polyetheroligomer, Troy Corporation), 5 g Benzoin in einen Rührer gegeben und bei einer Temperatur von 10 °C für 2 Minuten mit einem Planetenmischer gemischt. Anschließend wird die Mischung bei einer Temperatur von 65- 80 °C durch einen Planetenwalzenextruder (WE30-440/M2 mit M4 Zentralspindel der Fa. ENTEX Rust & Mitschke GmbH, Bochum) extrudiert. Die Schneckendrehzahl betrug 100 U/min, die Extrusionsgeschwindigkeit 0,5 kg/h. Das Extrudat wurde anschließend in einer Zentrifugalmühle ZM 200 (Fa. Retsch, Haan) zermahlen. e2) - e5) Es wurden zudem in analoger Vorgehensweise zu e) Pulverlackpartikel II - V aus den den Zwischenprodukten II - V hergestellt. Dabei wurde wie in e) beschrieben vorgegangen, als Zwischenprodukt aber jeweils Zwischenprodukt II - V vorgelegt. f) Beschichten eines Blechs mit Pulverlackpartikeln (Bilden einer Anordnung)

Ein verzinktes Stahlblech (40x40x0.1 cm) wurde mittels einer Pulverlackpistole Power Coat 4 Pro (erhältlich bei Bengs Modellbau, 31675 Bückeburg, Deutschland) unter Anwendung eines Luftdrucks von 0.8 bar mit einer Schicht von ca. 20 pm der in e) erhaltenen Pulverlackpartikel beschichtet, unter Erhalt einer Anordnung. f2) - f5) Analog zu f) wurden Stahlblechstücke mit den Pulverlackpartikeln II - V beschichtet. g) Die in f) hergestellte Anordnung wurde in einem Brennofen für 30 Minuten bei 120 °C thermisch behandelt. Visuelle Beurteilung der Lackschicht ergab einen glatt, glänzend, weisse Lackoberfläche. Dieser war durch folgende Merkmale gekennzeichnet: h) Herstellen von Pulverlackpartikeln. Beschichten eines Blechs und Brennen des Lacks

545 g eines kommerziell erhältlichen, ungesättigten Polyesters Uvecoat 3001 (Viskosität nach Brookfield ca. 2500 mPas bei 175°C, Glasübergangstemperatur T _g ca. 44 °C und einer Säurezahl von maximal 5 mg KOH/g, erhältlich bei allnex GmbH, Frankfurt) werden mit 50 g Zwischenprodukts aus b), 200 g des Vernetzers OV aus c), ferner 200 g Bismutvanadat (BRUFASOL-Gelb AL 2300, erhältlich bei Bruchsaler Farbenfabrik GmbH & Co. KG, Bruchsal), 20 g Additiv BYK3900P (Polyacrylat auf Siliziumdioxid, BYK Chemie GmbH, Wesel), 5 g Benzoin in einen Rührer gegeben und bei einer Temperatur von 10 °C für 2 Minuten mit einem Planetenmischer gemischt. Anschließend wird die Mischung bei einer Temperatur von 65 - 80 °C durch einen Planetenwalzenextruder (WE30-440/M2 mit M4 Zentral Spindel der Fa. ENTEX Rust & Mitschke GmbH, Bochum) extrudiert. Die Schneckendrehzahl betrug 100 U/min, die Extrusionsgeschwindigkeit 0,5 kg/h. Das Extrudat wurde anschließend in einer Zentrifugalmühle ZM 200 (Fa. Retsch, Haan) zu Pulverlackpartikeln zermahlen. Ein verzinktes Stahlblech (40x40x0. 1 cm) wurde mittels einer Pulverlackpistole Power Coat 4 Pro (erhältlich bei Bengs Modellbau, 31675 Bückeburg, Deutschland) unter Anwendung eines Luftdrucks von 0.8 bar mit einer Schicht von ca. 20 pm der zuvor hergestellten Pulverlackpartikel beschichtet, unter Erhalt einer Anordnung.

Die Anordnung wurde in einem Brennofen für 30 Minuten bei 120 °C thermisch behandelt. Visuelle Beurteilung der Lackschicht ergab einen glatte, glänzende, gelbe Lackoberfläche. Dieser war durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

Bezugszeichenliste

101 Schritt i)

102 Schritt ii)

103 Schritt iii)

104 Schritt iv)

201 Schritt I)

202 Schritt II)

203 Schritt III)

204 Schritt IV)