Diethylmalonat-blockierte Isocyanat-Vernetzer für Pulverlacke entwickelt

Vorteile sind eine niedrigere Aushärtungstemperatur der Pulverlacke und eine höhere Produktivität des Lackierprozesses

Der Einsatz von Pulverlacken verzeichnete in den vergangenen Jahren ein starkes Wachstum. Die lösemittelfrei formulierten Lacksysteme haben sich dank ihres günstigen Eigenschaftsprofils vor allem im Bereich der Lackierung hitzebeständiger Substrate – allen voran Metalloberflächen – sehr gut bewährt. Gleichzeitig wächst das Interesse an Pulverlacken, die bei niedrigeren Temperaturen als 150 °C aushärten. Das Ziel ist eine Ausweitung des Einsatzgebiets auf temperaturempfindlichere Substrate wie beispielsweise Holz und Kunststoffe. Die Bayer Polymers LLC hat erstmals einen festen Vernetzer auf Basis von Diethylmalonat- (DEM) blockierten Isocyanaten entwickelt, der eine deutliche Verringerung der Aushärtungstemperatur damit formulierter Pulverlacke ermöglicht.

„Ein weiterer Vorteil ist seine größere Reaktivität gegenüber Standardvernetzern. Dadurch lässt sich die Aushärtungsgeschwindigkeit und damit die Produktivität des Lackierprozesses deutlich erhöhen. DEM-blockierte Isocyanat-Vernetzer haben deshalb ein großes Potenzial in Pulverlackanwendungen“, erläutert Dr. Thomas Fäcke, Pulverlack-Experte bei Bayer Polymers LLC.

DEM-blockierte Isocyanate sind als Vernetzer in Flüssiglacken bereits gut bekannt. Dort initiieren sie die Aushärtung bereits bei Temperaturen ab etwa 80 °C. Die Blockierungsreaktion ist nicht direkt auf Pulverlacke übertragbar, doch wurde nach detaillierteren Untersuchungen zum Blockierungsmechanismus schließlich ein Syntheseweg gefunden. Auch die Aushärtung mit dem neuen Vernetzertyp verläuft anders als bei der thermischen Deblockierung, wie sie von „klassischen“ Blockierungsmitteln wie e-Caprolactam oder Dimethylpyrazol her bekannt ist. Statt dessen erfolgt die Aushärtung von DEM-blockierten Isocyanaten mit Polyolen über einen Umesterungsprozess.

Der neue Vernetzer kann leicht in bekannte Hybrid- oder TGIC (Triglycidylisocyanurat)-Pulverlack-Rezepturen als Verstärkungsmittel eingearbeitet werden. Verschiedene Formulierungen wurden untersucht und bei unterschiedlichen Temperaturen ausgehärtet. In allen Fällen erwies sich ein Temperaturbereich von 120 – 140 °C als optimal geeignet für die Vernetzung. Die so erhaltenen Lackoberflächen zeichnen sich durch eine deutlich verbesserte Chemikalienbeständigkeit sowie mechanische Eigenschaften aus.