DE102005024362A1 - Process for producing scratch-resistant hardened materials - Google Patents
Process for producing scratch-resistant hardened materials Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005024362A1 DE102005024362A1 DE102005024362A DE102005024362A DE102005024362A1 DE 102005024362 A1 DE102005024362 A1 DE 102005024362A1 DE 102005024362 A DE102005024362 A DE 102005024362A DE 102005024362 A DE102005024362 A DE 102005024362A DE 102005024362 A1 DE102005024362 A1 DE 102005024362A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- radiation
- wavelength
- mixtures
- dose
- coatings
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
- B05D3/061—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
- B05D3/065—After-treatment
- B05D3/067—Curing or cross-linking the coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/12—Chemical modification
- C08J7/16—Chemical modification with polymerisable compounds
- C08J7/18—Chemical modification with polymerisable compounds using wave energy or particle radiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
- C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
- C08G18/3203—Polyhydroxy compounds
- C08G18/3212—Polyhydroxy compounds containing cycloaliphatic groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/67—Unsaturated compounds having active hydrogen
- C08G18/671—Unsaturated compounds having only one group containing active hydrogen
- C08G18/672—Esters of acrylic or alkyl acrylic acid having only one group containing active hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/77—Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
- C08G18/78—Nitrogen
- C08G18/7806—Nitrogen containing -N-C=0 groups
- C08G18/7818—Nitrogen containing -N-C=0 groups containing ureum or ureum derivative groups
- C08G18/7831—Nitrogen containing -N-C=0 groups containing ureum or ureum derivative groups containing biuret groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/77—Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
- C08G18/78—Nitrogen
- C08G18/79—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/791—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing isocyanurate groups
- C08G18/792—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing isocyanurate groups formed by oligomerisation of aliphatic and/or cycloaliphatic isocyanates or isothiocyanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/28—Treatment by wave energy or particle radiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/12—Chemical modification
- C08J7/16—Chemical modification with polymerisable compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
- C09D175/14—Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C09D175/16—Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds having terminal carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D4/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D2201/00—Polymeric substrate or laminate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D2701/00—Coatings being able to withstand changes in the shape of the substrate or to withstand welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/04—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases
- B05D3/0486—Operating the coating or treatment in a controlled atmosphere
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/50—Multilayers
- B05D7/56—Three layers or more
- B05D7/57—Three layers or more the last layer being a clear coat
- B05D7/574—Three layers or more the last layer being a clear coat at least some layers being let to dry at least partially before applying the next layer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
Verfahren zur Herstellung gehärteter Materialien aus mit aktinischer Strahlung härtbaren Stoffgemischen durch Bestrahlung mit UV-Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass man UV-Strahlung der folgenden spektralen Verteilung und Dosis verwendet: DOLLAR A - Wellenlänge lambda = 400 bis 320 nm; Dosis = 500 bis 2500 mJ/cm·2·; DOLLAR A - Wellenlänge lambda = 320 bis 290 nm; Dosis = 700 bis 3000 mJ/cm·2·; DOLLAR A - Wellenlänge lambda = 290 bis 180 nm; Dosis = 100 bis 500 mJ/cm·2·.Process for the preparation of cured materials from compositions curable with actinic radiation by irradiation with UV radiation, characterized in that UV radiation of the following spectral distribution and dose is used: DOLLAR A - wavelength λ = 400 to 320 nm; Dose = 500 to 2500 mJ / cm x 2 x; DOLLAR A - Wavelength λ = 320 to 290 nm; Dose = 700 to 3000 mJ / cm x 2 x; DOLLAR A - wavelength λ = 290 to 180 nm; Dose = 100 to 500 mJ / cm x 2.
Description
Gebiet der ErfindungTerritory of invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von gehärteten Materialien. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der mit Hilfe des neuen Verfahrens hergestellten gehärteten Materialien für das Beschichten, Verkleben, Abdichten, Umhüllen und Verpacken von Karosserien von Fortbildungsmitteln, insbesondere Kraftfahrzeugkarosserien, und Teilen hiervon, Bauwerken im Innen- und Außenbereich und Teilen hiervon, Türen, Fenstern, Möbeln, Glashohlkörpern, Coils, Container, Emballagen, Kleinteilen, optischen, mechanischen und elektrotechnischen Bauteilen und Bauteilen für weiße Ware.The The present invention relates to a novel process for the preparation from hardened Materials. Furthermore, the present invention relates to Use of the hardened materials produced by the new process for the Coating, bonding, sealing, wrapping and packaging bodies of Training means, in particular motor vehicle bodies, and Parts thereof, buildings in the interior and exterior and parts thereof, doors, Windows, furniture, Hollow glassware, Coils, containers, packaging, small parts, optical, mechanical and electrotechnical components and components for white goods.
Die gehärteten Materialien sind vorzugsweise duroplastisch. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter duroplastischen Materialien dreidimensional vernetzte Stoffe verstanden, die im Gegensatz zu thermoplastischen Materialien nur in einem geringen Umfang oder gar nicht mehr in der Hitze verformbar sind.The hardened Materials are preferably thermosetting. In the context of the present Invention become three-dimensional among thermoset materials understood cross-linked substances, in contrast to thermoplastic Materials only to a small extent or not at all the heat are deformable.
Ein
Verfahren zur Herstellung gehärteter
Materialien ist aus der deutschen Patentanmeldung
- (1) ein thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbares Stoffgemisch verwendet, das nach seiner Aushärtung einen Speichermodul E' im gummielastischen Bereich von mindestens 107,5 Pa und einen Verlustfaktor tanδ bei 20°C von maximal 0,10 aufweist, wobei der Speichermodul E' und der Verlustfaktor mit der Dynamisch-Mechanischen Thermo-Analyse (DMTA) an freien Filmen mit einer Schichtdicke von 40 ± 10 μm gemessen worden sind, und
- (2) die Bestrahlung mit einer UV-Strahlung durchführt, deren Spektrum neben UV-A und UV-B einen UV-C-Anteil aufweist, der im Wellenlängenbereich von 200 bis 280 nm 2 bis 80% der relativen spektralen Strahldichte des Spektrums einer Quecksilbermitteldruckdampflampe in diesem Wellenlängenbereich hat, wobei in dem Wellenlängenbereich von 200 bis 240 nm die relative spektrale Strahldichte des UV-C-Anteils stets kleiner als die relative spektrale Strahldichte des Spektrums einer Quecksilbermitteldruckdampflampe in diesem Wellenlängenbereich ist und wobei
- (3) die Strahlendosis bei 100 bis 6.000 mJcm–2 liegt.
- (1) a thermally and actinic radiation-curable composition used which has a memory modulus E 'in the rubber elastic range of at least 10 7.5 Pa and a loss factor tanδ at 20 ° C of not more than 0.10 after curing, wherein the storage modulus E and the loss factor has been measured with the Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMTA) on free films with a layer thickness of 40 ± 10 microns, and
- (2) the irradiation is carried out with a UV radiation whose spectrum in addition to UV-A and UV-B has a UV-C content, in the wavelength range of 200 to 280 nm 2 to 80% of the relative spectral radiance of the spectrum of a mercury medium pressure lamp in this wavelength range, wherein in the wavelength range of 200 to 240 nm, the relative spectral radiance of the UV-C portion is always smaller than the relative spectral radiance of the spectrum of a mercury mid-pressure lamp in this wavelength range and wherein
- (3) the radiation dose is 100 to 6,000 mJcm -2 .
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter aktinischer Strahlung elektromagnetische Strahlung, beispielsweise nahes Infrarot (NIR), sichtbares Licht, UV-Strahlung, Röntgenstrahlung oder Gammastrahlung, bevorzugt UV-Strahlung, sowie Korpuskularstrahlung, beispielsweise Elektronenstrahlung, Betastrahlung, Neutronenstrahlung, Protonenstrahlung und Alphastrahlung, bevorzugt Elektronenstrahlung, verstanden. Insbesondere wird unter aktinischer Strahlung UV-Strahlung verstanden.in the The scope of the present invention is under actinic radiation electromagnetic radiation, for example near infrared (NIR), visible light, UV radiation, X-rays or gamma radiation, preferably UV radiation, as well as corpuscular radiation, for example, electron radiation, beta radiation, neutron radiation, Proton radiation and alpha radiation, preferably electron radiation, Understood. In particular, actinic radiation is understood to mean UV radiation.
Bekanntermaßen wird das Spektrum der UV-Strahlung in drei Bereiche unterteilt:
- UV-A: 320 bis 400 nm
- UV-B: 320 bis 290 nm
- UV-C: 290 bis 100 nm
- UV-A: 320 to 400 nm
- UV-B: 320 to 290 nm
- UV-C: 290 to 100 nm
Im allgemeinen steht das UV-Spektrum von UV-Strahlenquellen nur bis zu einer Wellenlänge von 180–200 nm zur Verfügung, da die Strahlung einer geringeren Wellenlänge durch die Quarzhohlkörper der Strahlenquellen absorbiert wird (vgl. R. Stephen Davidson, »Exploring the Science, Technology and Applications of U.V. and E.B. Curing«, Sita Technology Ltd., London, 1999, Chapter I, »An Overview«, Seiten 3 bis 34).in the In general, the UV spectrum of UV sources is only up to a wavelength from 180-200 nm available, because the radiation of a lower wavelength through the quartz hollow body of the radiation sources is absorbed (see R. Stephen Davidson, "Exploring the Science, Technology and Applications of U.V. and E.B. Curing, "Sita Technology Ltd., London, 1999, Chapter I, »An Overview " Pages 3 to 34).
Die resultierenden bekannten gehärteten Materialien haben nur eine geringe Vergilbung. Sie sind kratzfest und zeigen nach dem Zerkratzen nur geringe Glanzverluste. Gleichzeitig haben sie eine hohe Härte und eine hohe Chemikalienfestigkeit.The resulting known hardened Materials have only a slight yellowing. They are scratch resistant and show only slight loss of gloss after scratching. simultaneously they have a high hardness and a high chemical resistance.
Die stetig anwachsenden Anforderungen des Marktes erfordern aber eine weitere Verbesserung der Kratzfestigkeit der gehärteten Materialien, insbesondere der Kratzfestigkeit bei ihrer Belastung in automatischen Waschstraßen. Außerdem muss die Haftung der gehärteten Materialien auf Substraten, insbesondere aus Metallen, Kunststoffen und anderen gehärteten Materialien, weiter verbessert werden.The but steadily growing demands of the market require one further improvement of the scratch resistance of the cured materials, in particular the scratch resistance when loaded in automatic car washes. In addition, must the adhesion of the cured Materials on substrates, in particular of metals, plastics and other hardened ones Materials to be further improved.
Insbesondere muss die Zwischenschichthaftung zwischen Schichten gehärteter Materialien von unterschiedlicher stofflicher Zusammensetzung und/oder Funktion, insbesondere in Mehrschichtlackierungen, weiter verbessert werdenIn particular, the interlayer adhesion must be maintained between layers of cured materials from below different material composition and / or function, especially in multi-layer coatings, further improved
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues Verfahren zur Herstellung von gehärteten Materialien bereitzustellen, das die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger aufweist, sondern in besonders einfacher und besonders zuverlässiger Weise gehärtete Materialien liefert; die das vorstehend aufgeführte vorteilhafte Anforderungsprofil erfüllen und darüber hinaus eine verbesserte Kratzfestigkeit, insbesondere bei der Belastung in Waschstraßen, sowie eine verbesserte Haftung auf Substraten, insbesondere aus Metallen, Kunststoffen und anderen gehärteten Materialien, aufweisen. Insbesondere soll das neue Verfahren gehärtete Materialien liefern, die eine verbesserte Zwischenschichthaftung zwischen Schichten gehärteter Materialien von unterschiedlicher stofflicher Zusammensetzung und/oder Funktion insbesondere in Mehrschichtlackierungen und insbesondere bei der Belastung mit einem Dampfstrahl haben.task It is the object of the present invention to provide a novel process for the preparation from hardened To provide materials that the disadvantages of the prior art no longer but in a particularly simple and particularly reliable manner hardened Supplies materials; the advantageous requirement profile listed above fulfill and above In addition, an improved scratch resistance, especially under load in car washes, and improved adhesion to substrates, in particular of metals, Plastics and other hardened Materials include. In particular, the new process should be hardened materials provide improved interlayer adhesion between layers hardened Materials of different material composition and / or Function especially in multi-layer coatings and in particular when loaded with a jet of steam.
Lösungsolution
Demgemäß wurde das neue Verfahren zur Herstellung gehärteter Materialien aus mit aktinischer Strahlung härtbaren Stoffgemischen (Stoffgemische) durch Bestrahlung mit UV-Strahlung gefunden, bei dem man UV-Strahlung der folgenden spektralen Verteilung und Dosis verwendet:
- – Wellenlänge lambda = 400 bis 320 nm; Dosis = 500 bis 2.500 mJ/cm2;
- – Wellenlänge lambda = 320 bis 290 nm; Dosis = 700 bis 3.000 mJ/cm2;
- – Wellenlänge lambda = 290 bis 180 nm; Dosis = 100 bis 500 mJ/cm2.
- Wavelength λ = 400 to 320 nm; Dose = 500 to 2,500 mJ / cm 2 ;
- Wavelength λ = 320 to 290 nm; Dose = 700 to 3,000 mJ / cm 2 ;
- Wavelength λ = 290 to 180 nm; Dose = 100 to 500 mJ / cm 2 .
Im Folgenden wird das neue Verfahren zur Herstellung gehärteter Materialien als »erfindungsgemäßes Verfahren« bezeichnet.in the Following is the new process for making cured materials referred to as "inventive method".
Weitere Erfindungsgegenstände gehen aus der Beschreibung hervor.Further Invention objects go out of the description.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Im Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend und für den Fachmann nicht vorhersehbar, dass die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zu Grunde lag, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst werden konnte.in the In view of the prior art, it was surprising and for the expert unpredictable that the task of the present invention underlying, be solved with the aid of the method according to the invention could.
Insbesondere war es überraschend, dass das erfindungsgemäße Verfahren in besonders einfacher und zuverlässiger Weise unter Verwendung an sich bekannter UV-Strahlungsquellen, elektronischer, optischer und mechanischer Bauteile sowie Bestrahlungsanlagen in besonders einfacher und besonders zuverlässiger Weise gehärtete Materialien, insbesondere duroplastische Materialien lieferte, die nicht nur eine geringe Vergilbung, eine hohe Härte und eine hohe Chemikalienfestigkeit aufwiesen, sondern darüber hinaus eine verbesserte Kratzfestigkeit, insbesondere bei der Belastung in Waschstraßen, sowie eine verbesserte Haftung auf Substraten, insbesondere aus Metallen und Kunststoffen und anderen gehärteten Materialien, hatten. Insbesondere lieferte das erfindungsgemäße Verfahren gehärtete Materialien, die eine verbesserte Zwischenschichthaftung zwischen Schichten gehärteter Materialien von unterschiedlicher stofflicher Zusammensetzung und/oder Funktion insbesondere in Mehrschichtlackierungen und insbesondere bei der Belastung mit einem Dampfstrahl zeigten.Especially it was surprising that the inventive method in a particularly simple and reliable manner using known UV radiation sources, electronic, optical and mechanical components as well as irradiation facilities hardened materials in a particularly simple and particularly reliable way, especially thermoset materials that not only a low yellowing, a high hardness and a high chemical resistance but above In addition, an improved scratch resistance, especially under load in car washes, and improved adhesion to substrates, in particular Metals and plastics and other hardened materials. In particular, the process according to the invention provided hardened materials, the improved interlayer adhesion between layers of cured materials of different material composition and / or function especially in multi-layer coatings and in particular in the Load with a steam jet showed.
Noch mehr überraschte, dass das erfindungsgemäße Verfahren mit mit UV-Strahlung härtbaren Stoffgemischen der unterschiedlichsten Zusammensetzung durchgeführt werden konnte. Dadurch konnten die Stoffgemische in unerwartet vorteilhafter Weise den unterschiedlichsten Verwendungszwecken optimal angepasst werden, so dass sie mit Vorteil als Beschichtungsstoffe, Klebstoffe, Dichtungsmassen und Ausgangsstoffe für Formteile und Folien verwendet werden konnten. Insbesondere überraschte dabei, dass die Beschichtungsstoffe mit besonderem Vorteil als Elektrotauchlacke, Füller, Steinschlagschutzgrundierungen, Unidecklacke, Basislacke und Klarlacke eingesetzt werden konnten.Yet more surprised that the inventive method with curable with UV radiation Substance mixtures of different composition are performed could. This allowed the mixtures in unexpectedly advantageous Be adapted optimally for a wide variety of uses so that they can be used with advantage as coating materials, adhesives, Sealants and raw materials used for moldings and films could become. In particular surprised in that the coating materials with particular advantage as electrodeposition paints, Ink pen, Antistonechip primers, solid-color topcoats, basecoats and clearcoats could be used.
Nicht zuletzt überraschte die außerordentlich breite Verwendbarkeit der gehärteten Materialien als Beschichtungen, Klebschichten, Dichtungen, Formteile und Folien, vorzugsweise als Beschichtungen, insbesondere Elektrotauchlackierungen, Füllerlackierungen, Steinschlagschutzgrundierungen, Unidecklackierungen, Basislackierungen und Klarlackierungen. Speziell eigneten sie sich hervorragend für das Beschichten, Verkleben, Abdichten und Verpacken von Karosserien von Fortbewegungsmitteln, insbesondere Kraftfahrzeugkarosserien, und Teilen hiervon, Bauwerken im Innen- und Außenbereich und Teilen hiervon, Türen, Fenstern, Möbeln, Glashohlkörpern, Coils, Container, Emballagen, Kleinteilen, wie Muttern, Schrauben, Felgen oder Radkappen, optischen Bauteilen, mechanischen Bauteilen, elektrotechnischen Bauteilen, wie Wickelgüter (Spulen, Statoren, Rotoren), und Bauteilen für weiße Ware, wie Radiatoren, Haushaltsgeräte, Kühlschrankverkleidungen oder Waschmaschinenverkleidungen.Last but not least, the extraordinarily wide usability of the cured materials as coatings, adhesive layers, seals, molded parts and films, preferably as coatings, in particular electrodeposition coatings, surfacer coatings, antistonechip primers, solid-color topcoats, basecoats and clearcoats, was surprising. Specifically, they were outstandingly suitable for the coating, bonding, sealing and packaging of bodies of vehicles, especially motor vehicle bodies series, and parts thereof, internal and external structures and parts thereof, doors, windows, furniture, hollow glassware, coils, containers, packaging, small parts such as nuts, screws, rims or hubcaps, optical components, mechanical components, electrical components, such as winding goods (coils, stators, rotors), and components for white goods, such as radiators, appliances, refrigerator covers or washing machine covers.
Ausführliche Beschreibung der ErfindungFull Description of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Herstellung gehärteter Materialien, insbesondere duroplastischer Materialien, aus mit aktinischer Strahlung härtbaren Stoffgemischen (nachstehend der Kürze halber als »Stoffgemische« bezeichnet) durch Bestrahlung mit UV-Strahlung.The inventive method is used to produce hardened Materials, in particular duroplastic materials, made with actinic Radiation curable Mixtures of substances (hereinafter referred to as "mixtures of substances" for the sake of brevity) by irradiation with UV radiation.
Erfindungsgemäß wird UV-Strahlung der folgenden spektralen Verteilung und Dosis verwendet:
- – Wellenlänge lambda = 400 bis 320 nm; Dosis = 500 bis 2.500 und vorzugsweise 750 bis 2.000 mJ/cm2;
- – Wellenlänge lambda = 320 bis 290 nm; Dosis = 700 bis 3.000 und vorzugsweise 1.000 bis 2.200 mJ/cm2;
- – Wellenlänge lambda = 290 bis 180 nm; Dosis = 100 bis 500 und vorzugsweise 200 bis 450 mJ/cm2.
- Wavelength λ = 400 to 320 nm; Dose = 500 to 2,500 and preferably 750 to 2,000 mJ / cm 2 ;
- Wavelength λ = 320 to 290 nm; Dose = 700 to 3,000 and preferably 1,000 to 2,200 mJ / cm 2 ;
- Wavelength λ = 290 to 180 nm; Dose = 100 to 500 and preferably 200 to 450 mJ / cm 2 .
Die Leistung kann dabei breit variieren. Vorzugsweise wird UV-Strahlung der folgenden spektrale Verteilung und Leistung verwendet:
- – Wellenlänge lambda = 400 bis 320 nm; Leistung = 100 bis 600 und vorzugsweise 120 bis 550 mW/cm2;
- – Wellenlänge lambda = 320 bis 290 nm; Leistung = 100 bis 600 und vorzugsweise 140 bis 550 mW/cm2;
- – Wellenlänge lambda = 290 bis 180 nm; Leistung = 20 bis 120 und vorzugsweise 30 bis 100 mW/cm2.
- Wavelength λ = 400 to 320 nm; Power = 100 to 600 and preferably 120 to 550 mW / cm 2 ;
- Wavelength λ = 320 to 290 nm; Power = 100 to 600 and preferably 140 to 550 mW / cm 2 ;
- Wavelength λ = 290 to 180 nm; Power = 20 to 120 and preferably 30 to 100 mW / cm 2 .
Bei der Bestrahlung im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Abstand der Quelle der UV-Strahlung zur Oberfläche des Stoffgemischs breit variieren. Vorzugsweise beträgt der Abstand 20 bis 250 und insbesondere 40 bis 100 mm.at the irradiation in the context of the method according to the invention, the distance the source of UV radiation to the surface of the mixture wide vary. Preferably the distance 20 to 250 and especially 40 to 100 mm.
Die Bestrahlungsdauer richtet sich bei einer vorgegebenen Dosis nach der Band- oder Vorschubgeschwindigkeit der Substrate in der Bestrahlungsanlage und umgekehrt.The Irradiation time depends on a given dose the tape or feed rate of the substrates in the irradiation system and vice versa.
Als Strahlenquellen für die erfindungsgemäß zu verwendende UV-Strahlung können alle üblichen und bekannten UV-Lampen verwendet werden, die als solche das betreffende Spektrum abstrahlen. Es können aber auch Kombinationen von mindestens zwei UV-Lampen verwendet werden, die zwar nicht die erfindungsgemäß zu verwendende UV-Strahlung emittieren, deren Spektren sich indes zu der erfindungsgemäß zu verwendenden UV-Strahlung addieren. Des Weiteren können UV-Lampen verwendet werden, bei denen das gewünschte Spektrum mit Hilfe von Filtern und/oder Reflektoren eingestellt wird. Es kommen auch Blitzlampen in Betracht.When Radiation sources for the invention to be used UV radiation can all usual and known UV lamps are used, as such, the relevant Radiate spectrum. But it can Even combinations of at least two UV lamps are used, while not the invention to be used Emit UV radiation, their spectra, however, to the invention to be used UV radiation add. Furthermore you can UV lamps are used in which the desired spectrum with the help of Filters and / or reflectors is set. There are also flashlights in Consideration.
Beispiele geeigneter Blitzlampen sind Blitzlampen der Firma VISIT.Examples suitable flash lamps are flash lamps from the company VISIT.
Vorzugsweise werden als UV-Lampen Quecksilberdampflampen, bevorzugt Quecksilbernieder-, -mittel- und -hochdruckdampflampen, insbesondere Quecksilbermitteldruckdampflampen, verwendet. Besonders bevorzugt werden unmodifizierte Quecksilberdampflampen plus geeignete Filter und/oder Reflektoren oder modifizierte, insbesondere dotierte, Quecksilberdampflampen verwendet.Preferably are used as UV lamps mercury vapor lamps, preferably mercury, medium pressure and high pressure vapor lamps, in particular medium pressure mercury vapor lamps, used. Particularly preferred are unmodified mercury vapor lamps plus suitable filters and / or reflectors or modified, in particular doped, mercury vapor lamps used.
Beispiele geeigneter modifizierter Quecksilberdampflampen sind galliumdotierte und/oder eisendotierte, insbesondere eisendotierte, Quecksilberdampflampen, wie sie beispielsweise in R. Stephen Davidson, »Exploring the Science, Technology and Applications of U.V. and E.B. Curing«, Sita Technology Ltd., London, 1999, Chapter I, »An Overview«, Seite 16, Figure 10, oder Dipl.-Ing. Peter Klamann, »eltosch System-Kompetenz, UV-Technik, Leitfaden für Anwender«, Seite 2, Oktober 1998, beschrieben werden.Examples Suitable modified mercury vapor lamps are gallium doped and / or iron-doped, in particular iron-doped, mercury vapor lamps, For example, in R. Stephen Davidson, Exploring the Science, Technology and Applications of U.V. and E.B. Curing, "Sita Technology Ltd., London, 1999, Chapter I, »An Overview " Page 16, Figure 10, or Dipl.-Ing. Peter Klamann, »eltosch Systems expertise, UV technology, guideline for User", Page 2, October 1998.
Beispiele geeigneter unmodifizierter Quecksilberdampflampen plus geeignete Filter und/oder Reflektoren sind die UV-Strahler der Firma Arccure. Diese Strahler sind so konstruiert, dass keine UV-Strahlung direkt auf die zu härtenden Stoffgemische trifft, sondern nur indirekt reflektierte Strahlung in zwei gebündelten Streifen. Für beide reflektierte Streifen können unterschiedliche Reflektoren eingesetzt werden, die das gesamte UV-Spektrum reflektieren ("breit"), den langwelligen Anteil des UV-Spektrums stärker auf die Kunststoffformteile reflektieren ("A + B") oder den kurzwelligen Anteil des UV-Spektrums stärker auf die Probe reflektieren ("C").Examples suitable unmodified mercury vapor lamps plus appropriate Filters and / or reflectors are the UV lamps from Arccure. These spotlights are designed so that no UV radiation directly on the to be hardened Mixtures of substances, but only indirectly reflected radiation in two bundled strips. For both reflected stripes can different reflectors are used, covering the entire UV spectrum reflect ("wide"), the long-wave Proportion of the UV spectrum stronger on the plastic moldings reflect ("A + B") or the shortwave portion of the UV spectrum stronger to reflect on the sample ("C").
Die Anordnung der Strahlenquellen kann den räumlichen Gegebenheiten der Stoffgemische bzw. der Substrate, auf die sie appliziert worden sind, sowie der Verfahrensparameter angepasst werden. Bei kompliziert geformten Substraten, wie sie beispielsweise für Automobilkarosserien vorgesehen sind, können die nicht direkter Strahlung zugänglichen Bereiche (Schattenbereiche), wie Hohlräume, Falzen und andere konstruktionsbedingte Hinterschneidungen, mit Punkt-, Kleinflächen- oder Rundumstrahlern, verbunden mit einer automatischen Bewegungseinrichtung für das Bestrahlen von Hohlräumen oder Kanten, ausgehärtet werden.The arrangement of the radiation sources can the spatial conditions of the mixtures or the Substrates to which they have been applied, as well as the process parameters are adjusted. In complicated shaped substrates, such as those provided for automobile bodies, the non-direct radiation accessible areas (shadow areas), such as cavities, folds and other constructional undercuts, may be spot, small area or omnidirectional, coupled with an automatic agitator of cavities or edges, to be cured.
Vorzugsweise wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Bestrahlung unter einer sauerstoffabgereicherten Atmosphäre durchgeführt.Preferably is in the context of the method according to the invention the irradiation is carried out under an oxygen-depleted atmosphere.
„Sauerstoffabgereichert" bedeutet, dass der Gehalt der Atmosphäre an Sauerstoff an der Oberfläche der Stoffgemische geringer ist als der Sauerstoffgehalt von Luft (20,95 Vol.-%). Vorzugsweise liegt der maximale Gehalt der sauerstoffabgereicherten Atmosphäre bei 18, bevorzugt 16, besonders bevorzugt 14, ganz besonders bevorzugt 10 und insbesondere 6,0 Vol-%."Oxygen depleted" means that the Content of the atmosphere of oxygen at the surface of the Mixtures is less than the oxygen content of air (20.95 Vol .-%). Preferably the maximum content of the deoxygenated atmosphere is 18, preferably 16, more preferably 14, most preferably 10 and in particular 6.0% by volume.
Die Atmosphäre kann im Grunde sauerstofffrei sein, d. h., es handelt sich um ein Inertgas. Die völlige oder weitgehende Sauerstofffreiheit kann aber auch durch die Abdeckung der Oberfläche der Stoffgemische mit einer sauerstoffundurchlässigen Folie erzielt werden.The the atmosphere can be basically free of oxygen, d. h., it is a Inert gas. The complete or Extensive oxygen freedom can also be achieved by the cover the surface the mixtures are achieved with an oxygen-impermeable film.
Die fehlende inhibierende Wirkung von Sauerstoff kann in diesen Fällen aber eine starke Beschleunigung der Strahlenhärtung bewirken, wodurch Inhomogenitäten und Spannungen in den erfindungsgemäßen Beschichtungen entstehen können. Es ist daher nicht in allen Fällen von Vorteil, den Sauerstoffgehalt der Atmosphäre auf Null Vol.-% abzusenken.The lack of inhibitory effect of oxygen can in these cases, however cause a strong acceleration of radiation curing, causing inhomogeneities and Stresses in the coatings of the invention can arise. It is therefore not in all cases advantageous to lower the oxygen content of the atmosphere to zero vol .-%.
Vorzugsweise liegt der minimale Gehalt an Sauerstoff bei 0,1 und insbesondere 0,5 Vol-%.Preferably the minimum content of oxygen is 0.1 and especially 0.5% by volume.
Die sauerstoffabgereicherte Atmosphäre kann in unterschiedlicher Weise bereitgestellt werden. Vorzugsweise wird ein entsprechendes Gasgemisch hergestellt und in Druckflaschen zur Verfügung gestellt. Bevorzugt wird die Abreicherung erzielt, indem man mindestens ein Inertgas in den jeweils erforderlichen Mengen in das über der Oberfläche der zu härtenden Schichten befindliche Luftpolster einbringt. Der Sauerstoffgehalt der über der betreffenden Oberfläche befindlichen Atmosphäre kann mit Hilfe üblicher und bekannter Methoden und Vorrichtungen zur Bestimmung von elementarem Sauerstoff kontinuierlich gemessen und ggf. automatisch auf den erwünschten Wert eingestellt werden.The oxygen-depleted atmosphere can be provided in different ways. Preferably a corresponding gas mixture is prepared and in pressure bottles to disposal posed. Preferably, the depletion is achieved by at least an inert gas in the respective quantities required in the above surface the one to be hardened Layered air cushion brings. The oxygen content of the above relevant surface located atmosphere can with the help of usual and known methods and apparatus for the determination of elemental Oxygen continuously measured and possibly automatically on the desired Value to be set.
Unter Inertgas wird ein Gas verstanden, das unter den angewandten Härtungsbedingungen durch die aktinische Strahlung nicht zersetzt wird, die Härtung nicht inhibiert und/oder nicht mit den Stoffgemischen reagiert. Vorzugsweise werden Stickstoff, Kohlendioxid, Helium, Neon oder Argon, insbesondere Stickstoff und/oder Kohlendioxid, verwendet.Under Inert gas is understood to mean a gas which under the conditions of curing used is not decomposed by the actinic radiation, the curing is not inhibited and / or not reacted with the mixtures. Preferably are nitrogen, carbon dioxide, helium, neon or argon, in particular Nitrogen and / or carbon dioxide, used.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Stoffgemische sind mit aktinischer Strahlung, insbesondere UV-Strahlung, härtbar. Dies bedeutet, dass sie Bestandteile enthalten oder aus Bestandteilen bestehen, die mit aktinischer Strahlung aktivierbar sind, wodurch sie radikalisch oder ionisch, insbesondere mit radikalisch, polymerisieren. Hierdurch erfolgt eine dreidimensionale Vernetzung der Stoffgemische, wodurch die gehärteten Materialien, insbesondere die duroplastischen Materialien, resultieren.The in the method according to the invention used mixtures are with actinic radiation, in particular UV radiation, curable. This means that they contain ingredients or consist of ingredients, which are activatable with actinic radiation, causing them radically or ionic, especially with free-radical polymerize. hereby there is a three-dimensional cross-linking of the mixtures, whereby the hardened Materials, especially the thermoset materials, result.
Zusätzlich können die Stoffgemische physikalisch und/oder thermisch härtbar sein.In addition, the Mixtures physically and / or thermally curable.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „physikalische Härtung" die Härtung der Stoffgemische, insbesondere in der Form einer Schicht aus einem Beschichtungsstoff, durch Verfilmung durch Lösemittelabgabe aus den Stoffgemischen, wobei die Verknüpfung innerhalb der Beschichtung über Schlaufenbildung der Polymermoleküle der Bindemittel (zu dem Begriff vgl. Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, »Bindemittel«, Seiten 73 und 74) erfolgt. Oder aber die Verfilmung erfolgt über die Koaleszenz von Bindemittelteilchen (vgl. Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, »Härtung«, Seiten 274 und 275). Üblicherweise sind hierfür keine Vernetzungsmittel notwendig.in the In the context of the present invention, the term "physical Hardening "the hardening of the mixtures, especially in the form of a layer of a coating material, by filming by solvent release from the mixtures, with the linkage within the coating via looping the polymer molecules the binder (for the term see Rompp Lexikon Lacke and printing inks, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, Binders, pages 73 and 74). Or the filming takes place over the Coalescence of binder particles (see Rompp Lexikon Lacke and Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, "Hardening," pages 274 and 275). Usually are for this no crosslinking agents necessary.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „thermische Härtung" die durch Hitze initiierte Härtung eines Stoffgemischs, insbesondere einer Schicht aus einem Beschichtungsstoff, bei der üblicherweise ein Bindemittel und ein separat vorliegendes Vernetzungsmittel angewandt wird. Üblicherweise wird dies von der Fachwelt als Fremdvernetzung bezeichnet. Sind die Vernetzungsmittel in die Bindemittel bereits eingebaut, spricht man auch von Selbstvernetzung. Erfindungsgemäß ist die Fremdvernetzung von Vorteil und wird deshalb bevorzugt angewandt (vgl. Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, »Härtung«, Seiten 274 bis 276, insbesondere Seite 275, unten).In the context of the present invention, the term "thermal curing" means the heat-initiated curing of a substance mixture, in particular a layer of a coating material, to which usually a binder and a separately present crosslinking agent is applied. If the crosslinking agents are already incorporated in the binders, this is also referred to as self-crosslinking Therefore, it is preferably used (see Rompp Lexikon Lacke and printing inks, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, "Hardening", pages 274 to 276, especially page 275, below).
Von der Fachwelt werden Stoffgemische, die mit aktinischer Strahlung und thermisch härtbar sind, auch als Dual-Cure-Stoffgemische bezeichnet.From Experts will find mixtures of substances with actinic radiation and thermally curable are also referred to as dual-cure substance mixtures.
Vorzugsweise werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Stoffgemische verwendet, die nach ihrer Aushärtung einen Speichermodul E' im gummielastischen Bereich von mindestens 107,5, vorzugsweise mindestens 107,6, bevorzugt mindestens 108,0 und insbesondere mindestens 108,3 Pa und einen Verlustfaktor tanδ bei 20°C von maximal 0,10, bevorzugt maximal 0,06, aufweisen, wobei das Speichermodul E' und der Verlustfaktor mit der Dynamisch-Mechanischen Thermo-Analyse (DMTA) an freien Filmen mit einer Schichtdicke von 40 ± 10 μm gemessen worden sind.Preferably, in the method according to the invention, mixtures of substances are used which, after their curing, have a storage modulus E 'in the rubber elastic range of at least 10 7.5 , preferably at least 10 7.6 , preferably at least 10 8.0 and in particular at least 10 8.3 Pa and one Loss factor tanδ at 20 ° C of a maximum of 0.10, preferably a maximum of 0.06, wherein the storage modulus E 'and the loss factor with the Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMTA) of free films with a layer thickness of 40 ± 10 microns have been measured.
Der
bei einer Deformation eines viskoelastischen Materials wie z.B.
eines Polymers wieder zurückzugewinnende
Energieanteil (elastischer Anteil) wird durch die Größe des Speichermoduls
E' bestimmt, während der
bei diesem Vorgang aufgezehrte (dissipierte) Energieanteil durch
die Größe des Verlustmoduls
E'' beschrieben wird.
Die Module E' und
E'' sind von der Deformationsgeschwindigkeit
und der Temperatur abhängig. Der
Verlustfaktor tanδ ist
definiert als der Quotient aus dem Verlustmodul E'' und dem Speichermodul E'. tanδ lässt sich
mit Hilfe der Dynamisch-Mechanischen-Thermo-Analyse (DMTA) bestimmen
und stellt ein Maß für das Verhältnis zwischen
den elastischen und plastischen Eigenschaften des Films dar. Die
DMTA ist eine allgemein bekannte Meßmethode zur Bestimmung der
viskoelastischen Eigenschaften von Beschichtungen und beispielsweise
beschrieben in Murayama, T., Dynamic Mechanical Analysis of Polymeric
Materials, Elsevier, New York, 1978 und Loren W. Hill, Journal of
Coatings Technology, Vol. 64, No. 808, May 1992, Seiten 31 bis 33.
Die Verfahrensbedingungen bei der Messung von tanδ mit Hilfe
der DMTA werden_von Th. Frey, K.-H. Große Brinkhaus und U. Röckrath in
Cure Monitoring Of Thermoset Coatings, Progress In Organic Coatings
27 (1996), 59–66,
oder in der deutschen Patentanmeldung
Der Speichermodul E' kann vom Fachmann durch die Auswahl bestimmter mit aktinischer Strahlung härtbarer sowie gegebenenfalls physikalisch und/oder thermisch härtbarer Bestandteile, der Funktionalität der Bestandteile und ihres Anteils am erfindungsgemäß zu verwendenden Stoffgemisch eingestellt werden.Of the Memory module E 'can by the skilled artisan by selecting certain actinic radiation curable ones and optionally physically and / or thermally curable Ingredients, functionality the constituents and their proportion of the invention to be used Be set mixture.
Der Speichermodul E' kann mit Hilfe von mit aktinischer Strahlung härtbaren Bestandteilen in der Regel dadurch eingestellt werden, dass Art und Menge der Bestandteile vorzugsweise so gewählt werden, dass pro g Festkörper des Stoffgemischs 0,5 bis 6,0, bevorzugt 1,0 bis 4,0 und besonders bevorzugt 2,0 bis 3,0 mEqu an mit aktinischer Strahlung aktivierbaren Bindungen vorliegen.Of the Memory module E 'can with the aid of actinic radiation curable components in the Usually be adjusted by the type and amount of ingredients preferably chosen so be that per g of solids of the substance mixture 0.5 to 6.0, preferably 1.0 to 4.0 and especially preferably 2.0 to 3.0 meq of actinic radiation activatable Bindings are present.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter Festkörper die Summe der Bestandteile eines Stoffgemischs verstanden, die das hieraus hergestellte gehärtete Material aufbauen.in the Under the present invention is under solid state the Sum of the constituents of a mixture understood that from this manufactured hardened Build up material.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer mit aktinischer Strahlung aktivierbaren Bindung eine Bindung verstanden, die bei Bestrahlen mit aktinischer Strahlung reaktiv wird und mit anderen aktivierten Bindungen ihrer Art Polymerisationsreaktionen und/oder Vernetzungsreaktionen eingeht, die nach radikalischen und/oder ionischen Mechanismen ablaufen. Beispiele geeigneter Bindungen sind Kohlenstoff-Wasserstoff-Einzelbindungen oder Kohlenstoff-Kohlenstoff-, Kohlenstoff-Sauerstoff-, Kohlenstoff-Stickstoff-, Kohlenstoff-Phosphor- oder Kohlenstoff-Silizium-Einzelbindungen oder -Doppelbindungen. Von diesen sind die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen besonders vorteilhaft und werden deshalb erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugt verwendet. Der Kürze halber werden sie im folgenden als „Doppelbindungen" bezeichnet.in the The scope of the present invention is under a with actinic Radiation activatable bond understood a bond at Irradiation with actinic radiation becomes reactive and with others activated bonds of their type polymerization reactions and / or Crosslinking reactions that after radical and / or ionic Mechanisms expire. Examples of suitable bonds are carbon-hydrogen single bonds or carbon-carbon, carbon-oxygen, carbon-nitrogen, Carbon-phosphorus or carbon-silicon single bonds or double bonds. Of these, the carbon-carbon double bonds are particularly advantageous and therefore become very particular according to the invention preferably used. The brevity In the following, they are referred to as "double bonds".
Besonders bevorzugte Doppelbindungen enthaltende Verbindungen sind Acrylatgruppen enthaltende Verbindungen.Especially preferred double bond containing compounds are acrylate groups containing compounds.
Die Stoffgemische können Säuregruppen enthalten. Sofern diese verwendet werden, sind sie in einer Menge von mehr als 0,05, bevorzugt mehr als 0,08, besonders bevorzugt mehr als 0,15 und insbesondere mehr als 0,2 mEqu/g Festkörper vorhanden. Dabei soll die vorhandene Menge an Säuregruppen 15, bevorzugt 10, besonders bevorzugt 8 und insbesondere 5 mEqu/g Festkörper nicht überschreiten.The Mixtures of substances can acid groups contain. If used, they are in abundance of more than 0.05, preferably more than 0.08, more preferably more than 0.15 and especially more than 0.2 meq / g of solids. In this case, the existing amount of acid groups 15, preferably 10, particularly preferably not exceed 8 and in particular 5 meq / g of solids.
Sofern sie verwendet werden, werden die Säuregruppen vorzugsweise aus der Gruppe, bestehend aus Carboxylgruppen, Phosphonsäuregruppen, Sulfonsäuregruppen, sauren Phosphatestergruppen und sauren Sulfatestergruppen, insbesondere Carboxylgruppen, ausgewählt.When used, the acid groups are preferably selected from the group consisting of selected from carboxyl groups, phosphonic acid groups, sulfonic acid groups, acidic phosphate ester groups and acidic sulfate ester groups, especially carboxyl groups.
Die stoffliche Zusammensetzung der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendenden Stoffgemische ist nicht kritisch, sondern es können alle üblichen und bekannten, mit aktinischer Strahlung, insbesondere UV-Strahlung, sowie gegebenenfalls physikalisch und/oder thermisch härtbaren Stoffgemische verwendet werden.The Material composition of the inventive method to be used mixtures of substances is not critical, but it can all the usual and known, with actinic radiation, in particular UV radiation, and optionally physically and / or thermally curable Mixtures are used.
Geeignete
Bestandteile solcher Stoffgemische, die geeigneten Stoffgemische
selbst und die Verfahren zu ihrer Herstellung sind beispielsweise
aus der deutschen Patentanmeldung
Besondere Vorteile bietet das erfindungsgemäße Verfahren, wenn es mit Stoffgemischen durchgeführt wird, die mindestens eine radikalisch vernetzbare oder härtbare Komponente enthält, die
- (i) ein oder mehrere Oligo- und/oder ein oder mehrere Polyurethan(meth)acrylate enthält und
- (ii) im statistischen Mittel mehr als eine olefinisch ungesättigte Doppelbindung pro Molekül,
- (iii) ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 1.000 bis 10.000 Dalton,
- (iv) einen Doppelbindungsgehalt von 1,0 bis 5,0 Doppelbindungen pro 1.000 g radikalisch vernetztbarer Komponente,
- (v) im statistischen Mittel pro Molekül > 1 Verzweigungspunkt,
- (vi) 5 bis 50 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Komponente, cyclische Strukturelemente und
- (vii) mindestens ein aliphatisches Strukturelement mit mindestens 6 Kohlenstoffatom in der Kette
- (i) one or more oligo- and / or one or more polyurethane (meth) acrylates containing and
- (ii) on average more than one olefinically unsaturated double bond per molecule,
- (iii) a number average molecular weight of 1,000 to 10,000 daltons,
- (iv) a double bond content of 1.0 to 5.0 double bonds per 1000 g of radically crosslinkable component,
- (v) in statistical average per molecule> 1 branch point,
- (vi) 5 to 50 wt .-%, each based on the weight of the component, cyclic structural elements and
- (vii) at least one aliphatic structural element having at least 6 carbon atoms in the chain
Bevorzugt enthält die radikalisch vernetzbare Komponente mindestens 50 Gew.%, besonders bevorzugt mindestens 70 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt mindestens 80 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Festkörpergehalt der radikalisch vernetztbaren Komponente, eines oder mehrerer Oligourethan(meth)acrylate und/oder eines oder mehrerer Polyurethan(meth)acrylate. Insbesondere besteht die radikalisch vernetzbare Komponente zu 100% aus einem oder mehreren Oligourethan(meth)acrylaten und/oder einem oder mehreren Polyurethan(meth)acrylaten.Prefers contains the radically crosslinkable component is at least 50% by weight, especially preferably at least 70% by weight and most preferably at least 80% Wt .-%, in each case based on the solids content of the free radical crosslinkable component, one or more oligourethane (meth) acrylates and / or one or more polyurethane (meth) acrylates. In particular exists the radically crosslinkable component to 100% of one or more Oligourethan (meth) acrylates and / or one or more polyurethane (meth) acrylates.
Bevorzugt enthält die radikalisch vernetzbare Komponente außerdem maximal 50 Gew.-%, besonders bevorzugt maximal 30 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt maximal 20 Gew.-%, wie Monomere, bevorzugt aber Oligomere und/oder Polymere, insbesondere Polyester(meth)acrylate, Epoxy(meth)acrylate, (meth)acrylfunktionelle (Meth)Acrylcopolymere, Polyether(meth)acrylate, ungesättigte Polyester, Amino(meth)acrylate, Melamin(meth)acrylate und/oder Silikon(meth)acrylate, bevorzugt Polyester(meth)acrylate und/oder Epoxy(meth)acrylate und/oder Polyether(meth)acrylate. Bevorzugt sind dabei Polymere, die zusätzlich zu den Doppelbindungen noch Hydroxyl-, Carboxyl-, Amino- und/oder Thiol-Gruppen enthalten. In den allermeisten Fällen erübrigt sich die Verwendung der weiteren radikalisch vernetzbaren BestandteilePrefers contains the radically crosslinkable component also more than 50 wt .-%, more preferably not more than 30% by weight and most preferably not more than 20% by weight, such as monomers, but preferably oligomers and / or polymers, in particular Polyester (meth) acrylates, epoxy (meth) acrylates, (meth) acrylic functional (Meth) acrylic copolymers, polyether (meth) acrylates, unsaturated polyesters, Amino (meth) acrylates, melamine (meth) acrylates and / or silicone (meth) acrylates, preferably polyester (meth) acrylates and / or epoxy (meth) acrylates and / or Polyether (meth) acrylates. Preference is given to polymers which in addition to the double bonds still hydroxyl, carboxyl, amino and / or thiol groups contain. In most cases Needless the use of the other radically crosslinkable components
Bevorzugt enthält dabei die radikalisch vernetzbare Komponente weniger als 5 Gew.-%, bevorzugt weniger als 1 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der radikalisch vernetztbaren Komponente, und insbesondere im wesentlichen keine nachweisbaren, freien Isocyanatgruppen.Prefers contains while the free-radically crosslinkable component less than 5 wt .-%, preferably less than 1 wt .-%, each based on the weight the radically crosslinkable component, and in particular substantially no detectable, free isocyanate groups.
Außerdem ist es bevorzugt, dass die radikalisch vernetzbare Komponente eine Mischung verschiedener Oligo- und/oder Polyurethan(meth)acrylate, die auch unterschiedliche Doppelbindungsgehalte, Molekulargewichte, Doppelbindungsäquivalentgewichte, Gehalt an Verzweigungspunkten und Gehalt an cyclischen sowie längerkettigen aliphatischen Strukturelementen und unterschiedlichen Gehalt an Carbamat-, Biuret-, Allophanat-, Amid- und/oder Harnstoffgruppen aufweisen können, enthält.Besides that is it is preferred that the radically crosslinkable component is a mixture various oligo- and / or polyurethane (meth) acrylates, which also different double bond contents, molecular weights, double bond equivalent weights, Content of branching points and contents of cyclic and long-chain aliphatic structural elements and different content Carbamate, biuret, allophanate, amide and / or urea groups can have contains.
Diese Mischung kann dabei dadurch erhalten werden, dass unterschiedliche Oligo- bzw. Polyurethan(meth)acrylate gemischt werden, oder dass bei der Herstellung eines entsprechenden Oligo- bzw. Polyurethan(meth)acrylates gleichzeitig unterschiedliche Produkte entstehen.These Mixture can be obtained in that different Oligo- or polyurethane (meth) acrylates are mixed, or that in the preparation of a corresponding oligo- or polyurethane (meth) acrylate at the same time different products are created.
Zur Erzielung einer guten Vernetzung werden bevorzugt radikalisch vernetzbare Komponenten mit einer hohen Reaktivität der funktionellen Gruppen eingesetzt, besonders bevorzugt radikalisch vernetzbare Komponenten, die als funktionelle Gruppen acrylische Doppelbindungen enthalten.to Achieving good crosslinking is preferably radically crosslinkable Components with a high reactivity of the functional groups used, particularly preferably radically crosslinkable components, which contain acrylic double bonds as functional groups.
Die Urethan(meth)acrylate können in dem Fachmann bekannter Weise aus isocyanatgruppenhaltiger Verbindung und mindestens einer Verbindung, die gegenüber Isocyanatgruppen reaktive Gruppen enthält, durch Mischen der Komponenten in beliebiger Reihenfolge, gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur, hergestellt werden.The Urethane (meth) acrylates can in a manner known to those skilled in the art from isocyanate group-containing compound and at least one compound reactive toward isocyanate groups Contains groups Mix the components in any order, if necessary at elevated Temperature, are produced.
Bevorzugt wird dabei die Verbindung, die gegenüber Isocyanatgruppen reaktive Gruppen enthält, zu der isocyanatgruppenhaltigen Verbindung zugegeben, bevorzugt in mehreren Schritten.Prefers becomes the compound that is reactive towards isocyanate groups Contains groups, added to the isocyanate group-containing compound, preferably in several steps.
Insbesondere werden die Urethan(meth)acrylate erhalten, indem das Di- oder Polyisocyanat vorgelegt wird und daraufhin mindestens ein Hydroxyalkyl(meth)acrylat oder Hydroxyalkylester anderer olefinisch ungesättigter Carbonsäuren zugegeben wird, wodurch zunächst ein Teil der Isocyanatgruppen umgesetzt wird. Nachfolgend wird ein Kettenverlängerungsmittel aus der Gruppe der Diole/Polyole und/oder Diamine/Polyamine und/oder Dithiole/Polythiole und/oder Alkanolamine zugegeben und so die restlichen Isocyanatgruppen mit dem Kettenverlängerungsmittel umgesetzt.Especially For example, the urethane (meth) acrylates are obtained by the di- or polyisocyanate and then at least one hydroxyalkyl (meth) acrylate or hydroxyalkyl esters of other olefinically unsaturated carboxylic acids will, by what, first a part of the isocyanate groups is reacted. Below is a Chain extender from the group of diols / polyols and / or diamines / polyamines and / or Added dithiols / polythiols and / or alkanolamines and so the remaining Isocyanate groups reacted with the chain extender.
Außerdem ist es möglich, die Urethan(meth)acrylate herzustellen durch Umsetzung eines Di- oder Polyisocyanates mit einem Kettenverlängerungsmittel und anschließende Umsetzung der restlichen freien Isocyanatgruppen mit mindestens einem olefinisch ungesättigten Hydroxyalkylester.Besides that is it is possible to prepare the urethane (meth) acrylates by reacting a di- or polyisocyanates with a chain extender and subsequent reaction the remaining free isocyanate groups with at least one olefinic unsaturated Hydroxyalkyl.
Selbstverständlich sind auch sämtliche Zwischenformen dieser beiden Verfahren möglich. Beispielsweise kann ein Teil der Isocyanatgruppen eines Diisocyanates zunächst mit einem Diol umgesetzt werden, anschließend kann ein weiterer Teil der Isocyanatgruppen mit dem olefinisch ungesättigten Hydroxyalkylester und im Anschluß hieran können die restlichen Isocyanatgruppen mit einem Diamin umgesetzt werden.Of course they are also all Intermediate forms of these two methods possible. For example, can a portion of the isocyanate groups of a diisocyanate with a diol can be implemented, then another part the isocyanate groups with the olefinically unsaturated hydroxyalkyl ester and following this can the remaining isocyanate groups are reacted with a diamine.
In der Regel wird die Reaktion bei Temperaturen zwischen 5 und 100°C, bevorzugt zwischen 20 bis 90°C und besonders bevorzugt zwischen 40 und 80°C und insbesondere zwischen 60 und 80°C durchgeführt.In As a rule, the reaction at temperatures between 5 and 100 ° C, preferred between 20 to 90 ° C and more preferably between 40 and 80 ° C and especially between 60 and 80 ° C carried out.
Bevorzugt wird dabei unter wasserfreien Bedingungen gearbeitet. Wasserfrei bedeutet dabei, dass der Wassergehalt im Reaktionssystem nicht mehr als 5 Gew.-% beträgt, bevorzugt nicht mehr als 3 Gew.-% und besonders bevorzugt nicht mehr als 1 Gew.-%. Insbesondere liegt der Wassergehalt unterhalb der Nachweisgrenze.Prefers is worked under anhydrous conditions. anhydrous means that the water content in the reaction system is no longer is 5% by weight, preferably not more than 3% by weight, and more preferably not more than 1 Wt .-%. In particular, the water content is below the detection limit.
Um eine Polymerisation der polymerisationsfähigen Doppelbindungen zurückzudrängen, wird bevorzugt unter einem sauerstoffhaltigen Gas gearbeitet, besonders bevorzugt Luft oder Luft-Stickstoff-Gemische.Around to suppress a polymerization of the polymerizable double bonds, is preferably worked under an oxygen-containing gas, especially preferably air or air-nitrogen mixtures.
Als sauerstoffhaltiges Gas können bevorzugt Luft oder ein Gemisch aus Sauerstoff oder Luft und einem unter den Einsatzbedingungen inerten Gas verwendet werden. Als inertes Gas können Stickstoff, Helium, Argon, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Wasserdampf, niedere Kohlenwasserstoffe oder deren Gemische verwendet werden.When oxygen-containing gas can preferably air or a mixture of oxygen or air and a be used under the inert gas conditions. As inert Gas can Nitrogen, helium, argon, carbon monoxide, carbon dioxide, water vapor, lower hydrocarbons or mixtures thereof are used.
Der Sauerstoffgehalt des sauerstoffhaltigen Gases kann beispielsweise zwischen 0,1 und 22 Vol.-%, bevorzugt von 0,5 bis 20 betragen, besonders bevorzugt 1 bis 15, ganz besonders bevorzugt 2 bis 10 und insbesondere 4 bis 10 Vol.-%. Selbstverständlich können, falls gewünscht, auch höhere Sauerstoffgehalte eingesetzt werden.Of the Oxygen content of the oxygen-containing gas, for example between 0.1 and 22% by volume, preferably from 0.5 to 20, especially preferably 1 to 15, very particularly preferably 2 to 10 and in particular 4 to 10% by volume. Of course can, if desired, also higher Oxygen levels are used.
Die Reaktion kann auch in Gegenwart eines inerten Lösemittels durchgeführt werden, z.B. Aceton, Iso-butyl-methylketon, Methylethylketon, Toluol, Xylol, Butylacetat oder Ethoxyethylacetat.The Reaction can also be carried out in the presence of an inert solvent, e.g. Acetone, isobutyl methyl ketone, methyl ethyl ketone, toluene, xylene, Butyl acetate or ethoxyethyl acetate.
Durch Auswahl der Art und Menge an eingesetztem Di- und/oder Polyisocyanat, Kettenverlängerungsmittel und Hydroxyalkylester werden dabei die weiteren Kenngrößen der Urethan(meth)acrylate, wie z.B. Doppelbindungsgehalt, Doppelbindungsäquivalentgewicht, Gehalt an Verzweigungspunkten, Gehalt an cyclischen Strukturelementen, Gehalt an aliphatischen Strukturelementen mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen, an Biuret-, Allophanat-, Carbamat-, Harnstoff- bzw. Amidgruppen u. ä. gesteuert.By Selection of the type and amount of di- and / or polyisocyanate used, Chain extender and hydroxyalkyl esters are the other characteristics of the Urethane (meth) acrylates, e.g. Double bond content, double bond equivalent weight, Content of branching points, content of cyclic structural elements, Content of aliphatic structural elements having at least 6 carbon atoms, on biuret, allophanate, carbamate, urea or amide groups u. Ä. Controlled.
Durch die Auswahl der jeweils eingesetzten Mengen an Di- oder Polyisocyanat und Kettenverlängerungsmittel sowie durch die Funktionalität des Kettenverlängerungsmittels ist es ferner auch möglich, Urethan(meth)acrylate herzustellen, die neben den ethylenisch ungesättigten Doppelbindungen noch andere funktionelle Gruppen, beispielsweise Hydroxyl-, Carboxylgruppen, Aminogruppen und/oder Thiolgruppen o.ä. enthalten.By the selection of the amounts of di- or polyisocyanate used in each case and chain extenders as well as through the functionality of the chain extender it is also possible To produce urethane (meth) acrylates, in addition to the ethylenically unsaturated Double bonds still other functional groups, for example Hydroxyl, carboxyl groups, amino groups and / or thiol groups or the like contain.
Insbesondere, wenn die Urethan(meth)acrylate in wässrigen Stoffgemischen eingesetzt werden sollen, wird ein Teil der in den Reaktionsgemischen vorhandenen freien Isocyanatgruppen noch mit Verbindungen umgesetzt, die eine isocyanatreaktive Gruppe, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl-, Thiol- und primären und sekundären Aminogruppen, insbesondere Hydroxylgruppen, sowie mindestens eine, insbesondere eine, Säuregruppe, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Carboxylgruppen, Sulfonsäuregruppen, Phosphorsäuregruppen und Phosphonsäuregruppen, insbesondere Carboxylgruppen, enthalten. Beispiele geeigneter Verbindungen dieser Art sind Hydroxyessigsäure, Hydroxypropionsäure oder Gamma-Hydroxybuttersäure, insbesondere Hydroxyessigsäure (Glykolsäure).Especially, when the urethane (meth) acrylates used in aqueous mixtures become part of the existing in the reaction mixtures free isocyanate groups are still reacted with compounds containing a isocyanate-reactive group, preferably selected from the group consisting from hydroxyl, thiol and primary and secondary Amino groups, in particular hydroxyl groups, and at least one, especially one, acid group, preferably selected from the group consisting of carboxyl groups, sulfonic acid groups, phosphoric acid groups and phosphonic acid groups, in particular carboxyl groups. Examples of suitable compounds of this type are hydroxyacetic acid, hydroxypropionic or gamma-hydroxybutyric acid, in particular hydroxyacetic (Glycolic acid).
Für das erfindungsgemäße Verfahren können die Stoffgemische in den unterschiedlichsten physikalischen Zuständen und dreidimensionalen Formen vorliegen.For the inventive method can the substance mixtures in the most different physical conditions and three-dimensional shapes exist.
So können die Stoffgemische bei Raumtemperatur fest oder flüssig bzw. fließfähig sein. Sie können aber auch bei Raumtemperatur fest und bei höheren Temperaturen fließfähig sein, wobei sich vorzugsweise thermoplastisches Verhalten zeigen. Insbesondere können sie konventionelle, organische Lösemittel enthaltende Stoffgemische, wässrige Stoffgemische, im wesentlichen oder völlig lösemittel- und wasserfreie flüssige Stoffgemische (100%-Systeme), im wesentlichen oder völlig lösemittel- und wasserfreie feste Pulver oder im wesentlichen oder völlig lösemittelfreie Pulversuspensionen (Pulverslurries) sein. Außerdem können die Dual-Cure-Stoffgemische Einkomponentensysteme, in denen die Bindemittel und die Vernetzungsmittel nebeneinander vorliegen, oder Zwei- oder Mehrkomponentensysteme, in denen die Bindemittel und die Vernetzungsmittel bis kurz vor der Applikation getrennt voneinander vorliegen, sein.So can the mixtures at room temperature solid or liquid or be flowable. But you can also be solid at room temperature and flowable at higher temperatures, preferably showing thermoplastic behavior. Especially can they are conventional, organic solvents containing mixtures, aqueous Mixtures of substances, essentially or completely solvent and water-free liquid mixtures (100% systems), essentially or completely solvent- and water-free solids Powder or substantially or completely solvent-free powder suspensions (Powder slurries). Furthermore can the dual-cure mixtures one-component systems in which the Binder and the crosslinking agents are present side by side, or Two- or multi-component systems in which the binders and the crosslinking agents separated until shortly before application be present.
Methodisch weist die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Stoffgemische keine Besonderheiten auf, sondern erfolgt durch das Vermischen und Homogenisieren der vorstehend beschriebenen Bestandteile mit Hilfe üblicher und bekannter Mischverfahren und Vorrichtungen wie Rührkessel, Rührwerksmühlen, Extruder, Kneter, Ultraturrax, In-line-Dissolver, statische Mischer, Mikromischer, Zahnkranzdispergatoren, Druckentspannungsdüsen und/oder Microfluidizer vorzugsweise unter Ausschluss von aktinischer Strahlung. Die Auswahl der für einen gegebenen Einzelfall optimalen Methode richtet vor allem sich nach dem physikalischen Zustand und der dreidimensionalen Form, den das Stoffgemisch haben soll. Soll beispielsweise ein thermoplastisches Stoffgemisch in der bevorzugten Form einer Folie oder eines Laminats vorliegen, kommt insbesondere die Extrusion durch eine Breitschlitzdüse für die Herstellung des Stoffgemischs und dessen Formgebung in Betracht.methodical shows the preparation of the substance mixtures to be used according to the invention no special features on, but is done by mixing and Homogenizing the above-described ingredients using conventional and known mixing methods and devices such as stirred tanks, Agitator mills, extruders, Kneader, Ultraturrax, in-line dissolver, static mixer, micromixer, Sprocket dispersers, pressure relief nozzles and / or Microfluidizer preferably excluding actinic radiation. The selection the for a given individual case optimal method is mainly aimed according to the physical state and the three-dimensional shape, which should have the substance mixture. For example, if a thermoplastic A mixture of substances in the preferred form of a film or a laminate in particular, the extrusion comes through a slot die for the production the mixture and its shape into consideration.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Stoffgemische zur Herstellung von gehärteten Materialien, insbesondere duroplastischen Materialien, verwendet, die unterschiedlichsten Verwendungszwecken dienen.in the Framework of the method according to the invention are the mixtures for the production of hardened materials, in particular thermoset materials, used the most diverse Serve purposes.
Bevorzugt handelt es sich bei den Stoffgemischen um Ausgangsprodukte für Formteile und Folien oder um Beschichtungsstoffe, Klebstoffe und Dichtungsmassen.Prefers If the mixtures are starting materials for moldings and foils or coatings, adhesives and sealants.
Bevorzugt handelt es sich bei den gehärteten Materialien um Formteile, Folien, Beschichtungen, Klebschichten und Dichtungen.Prefers are the hardened ones Materials around molded parts, foils, coatings, adhesive layers and seals.
Insbesondere werden die Beschichtungsstoffe als Elektrotrauchlacke, Füller, Steinschlagschutzgrundierungen, Unidecklacke, Wasserbasislacke und/oder Klarlacke, insbesondere Klarlacke, zur Herstellung farb- und/oder effektgebender, elektrisch leitfähiger, magnetisch abschirmender oder fluoreszierender Ein- oder Mehrschichtlackierungen, insbesondere farb- und/oder effektgebender Mehrschichtlackierungen, eingesetzt. Für die Herstellung der Mehrschichtlackierungen können die üblichen und bekannten Nass-in-nass-Verfahren und/oder Extrusionsverfahren sowie die üblichen und bekannten Lack- oder Folienaufbauten angewandt werden.Especially the coating materials are used as electrocoats, fillers, antistonechip primers, Solid-color topcoats, waterborne basecoats and / or clearcoats, in particular Clearcoats, for the production of color and / or effect, electrically conductive, magnetically shielding or fluorescent single or multi-layer coatings, in particular color and / or effect multicoat paint systems, used. For the preparation of the multicoat paint systems may be the customary and known wet-on-wet processes and / or Extrusion process and the usual and known paint or film structures are applied.
Zur Herstellung der gehärteten Materialien werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die erfindungsgemäß zu verwendenden Stoffgemische auf übliche und bekannte temporäre oder permanente Substrate appliziert.to Preparation of the cured Materials are used in the inventive method according to the invention Mixtures on usual and known temporary or permanent substrates applied.
Vorzugsweise werden für die Herstellung von Folien und Formteilen übliche und bekannte temporäre Substrate verwendet, wie Metall- und Kunststoffbänder und -folien oder Hohlkörper aus Metall, Glas, Kunststoff, Holz oder Keramik, die leicht entfernt werden können, ohne dass die aus den Stoffgemischen hergestellten Folien und Formteile beschädigt werden.Preferably be for the production of films and moldings conventional and known temporary substrates used, such as metal and plastic tapes and films or hollow bodies Metal, glass, plastic, wood or ceramics that are easily removed can be without the films and moldings produced from the mixtures damaged become.
Werden die Stoffgemische für die Herstellung von Beschichtungen, Klebstoffen und Dichtungen verwendet, werden permanente Substrate eingesetzt, wie Karosserien von Fortbewegungsmitteln, insbesondere Kraftfahrzeugkarosserien, und Teile hiervon, Bauwerke im Innen- und Außenbereich und Teile hiervon, Türen, Fenster, Möbel, Glashohlkörper, Coils, Container, Emballagen, Kleinteile, optische, mechanische und elektrotechnische Bauteile sowie Bauteile für weiße Ware. Die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Folien und Formteile können ebenfalls als permanente Substrate dienen.Become the mixtures for used the production of coatings, adhesives and seals, permanent substrates are used, such as bodies of locomotion, in particular motor vehicle bodies, and parts thereof, buildings indoors and outdoors and parts thereof, doors, windows, Furniture, Hollow glassware, Coils, containers, packaging, small parts, optical, mechanical and electrotechnical components and components for white goods. The with the aid of the method according to the invention produced films and moldings can also be used as permanent Serve substrates.
Methodisch weist die Applikation der im erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendenden Stoffgemische keine Besonderheiten auf, sondern kann durch alle üblichen und bekannten, für das jeweilige Stoffgemisch geeigneten Applikationsmethoden, wie z.B. Extrudieren, Elektrotauchlackieren, Spritzen, Sprühen, inklusive Pulversprühen, Rakeln, Streichen, Gießen, Tauchen, Träufeln oder Walzen erfolgen. Vorzugsweise werden Extrusions- und Spritzapplikationsmethoden angewandt. Bei der Applikation empfiehlt es sich, unter Ausschluss von aktinischer Strahlung zu arbeiten, um eine vorzeitige Vernetzung der Stoffgemische zu vermeiden.methodical has the application of to be used in the process according to the invention Mixtures no particularities on, but can by all usual and known, for the respective substance mixture suitable application methods, such as e.g. Extrude, electrocoating, spraying, spraying, inclusive Powder spraying, Doctoring, brushing, pouring, Diving, trickling or rolling done. Preferably, extrusion and spray application methods applied. In the application, it is recommended, under exclusion from actinic radiation to work, to premature networking to avoid the substance mixtures.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Stoffgemische in der Form von Folien, insbesondere in der Form von planaren Laminaten, umfassend mindestens eine Folie aus einem Stoffgemisch sowie gegebenenfalls mindestens eine Trägerfolie, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff, eingesetzt.In a preferred embodiment the method according to the invention the mixtures are in the form of films, especially in the shape of planar laminates comprising at least one film a mixture of substances and optionally at least one carrier film, preferably made of a thermoplastic material used.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Folien oder Laminate vor ihrer Härtung formgebend bearbeitet.In a particularly preferred embodiment the method according to the invention The films or laminates are processed shaping before curing.
Die formgebende Bearbeitung erfolgt vorzugsweise durch das Tiefziehen und/oder durch Hinterspritzen mit thermoplastischen Kunststoffen (»Injection Molding«) oder reaktiven Vorstufen von Kunststoffen (»Reaction Injection Molding«) in üblichen und bekannten Spritzgussmaschinen. Dadurch resultieren noch härtbare, geformte Folien oder Laminate auf entsprechend geformten Kunststoffsubstraten.The shaping processing is preferably carried out by deep drawing and / or by injection molding with thermoplastic materials ( "Injection Molding ") or reactive precursors of plastics ("Reaction Injection Molding") in conventional and known injection molding machines. This results in curable, shaped films or laminates on appropriately shaped plastic substrates.
Umfassen die härtbaren Folien oder Laminate mindestens eine thermoplastische Trägerfolie werden die Folien oder Laminate vorzugsweise derart mit den Substraten bzw. ihren Vorstufen verbunden, dass die Trägerfolien den UV-Strahlenquellen abgewandt sind.Include the curable ones Films or laminates at least one thermoplastic carrier film For example, the films or laminates are preferably so with the substrates or their precursors connected, that the carrier foils the UV radiation sources are averted.
Nach ihrer Applikation werden die Stoffgemische in der eingangs beschriebenen Weise gehärtet.To Their application, the mixtures in the above-described Way hardened.
Die resultierenden gehärteten Materialien, insbesondere die resultierenden Folien, Formteile, Beschichtungen, Klebschichten und Dichtungen, eignen sich hervorragend für das Beschichten, Verkleben, Abdichten, Umhüllen und Verpacken von Karosserien von Fortbewegungsmitteln, insbesondere Kraftfahrzeugkarosserien, und Teilen hiervon, Bauwerken im Innen- und Außenbereich und Teilen hiervon, Türen, Fenstern, Möbeln, Glashohlkörpern, Coils, Container, Emballagen, Kleinteilen, wie Muttern, Schrauben, Felgen oder Radkappen, optischen Bauteilen, mechanischen Bauteilen, elektrotechnischen Bauteilen, wie Wickelgüter (Spulen, Statoren, Rotoren), sowie Bauteilen für weiße Ware, wie Radiatoren, Haushaltsgeräte, Kühlschrankverkleidungen oder Waschmaschinenverkleidungen.The resulting hardened Materials, in particular the resulting films, molded parts, Coatings, adhesive layers and seals are ideal for the Coating, bonding, sealing, wrapping and packaging of bodies of means of locomotion, in particular motor vehicle bodies, and parts thereof, indoor and outdoor structures and parts thereof, doors, Windows, furniture, Hollow glassware, Coils, containers, packaging, small parts, such as nuts, screws, Rims or hubcaps, optical components, mechanical components, electrotechnical components, such as winding goods (coils, stators, rotors), as well as components for white Goods, such as radiators, appliances, refrigerator covers or Washing-machine casings.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet ganz besonderer Vorteile, wenn es zur Herstellung von Klarlackierungen verwendet wird.The inventive method offers very special advantages when it comes to the production of clearcoats is used.
Bei den Klarlackierungen handelt es sich üblicherweise um die äußersten Schichten von Mehrschichtlackierungen oder Folien bzw. Laminate, die wesentlich den optischen Gesamteindruck (Appearance) bestimmen und die Substrate und/oder die farb- und/oder effektgebenden Schichten von Mehrschichtlackierungen oder Folien bzw. Laminate vor mechanischer und chemischer Schädigung und Schädigung durch Strahlung schützen. Deswegen machen sich auch Defizite in der Härte, Kratzfestigkeit, Chemikalienbeständigkeit und der Stabilität gegenüber Vergilbung bei der Klarlackierung besonders stark bemerkbar. So aber weisen die in erfindungsgemäßer Verfahrensweise hergestellten Klarlackierungen nur eine geringe Vergilbung auf. Sie sind hoch kratzfest und zeigen nach dem Zerkratzen nur sehr geringe Glanzverluste. Insbesondere ist der Glanzverlust im Waschstraßensimulationstest nach Amtec/Kistler sehr gering. Gleichzeitig haben sie eine hohe Härte und eine besonders hohe Chemikalienfestigkeit. Nicht zuletzt weisen sie eine hervorragende Substrathaftung und Zwischenschichthaftung, insbesondere bei der Belastung mit einem Dampfstrahl, auf.at the clearcoats are usually the outermost ones Layers of multi-layer coatings or films or laminates, which essentially determine the overall visual impression (appearance) and the substrates and / or the color and / or effect layers of multi-layer coatings or films or laminates before mechanical and chemical damage and damage protected by radiation. That's why shortcomings in hardness, scratch resistance and chemical resistance also arise and stability across from Yellowing in the clearcoat particularly noticeable. So but have the inventive method produced clearcoats only a slight yellowing on. They are highly scratch-resistant and show very little after scratching low gloss losses. In particular, the loss of gloss is in the car wash simulation test to Amtec / Kistler very low. At the same time they have a high Hardness and a particularly high chemical resistance. Last but not least they have excellent substrate adhesion and intercoat adhesion, especially when exposed to a jet of steam on.
Herstellbeispiel 1Production Example 1
Die Herstellung eines radikalisch härtbaren oder vernetztbaren UrethanacrylatsThe production a radically curable or crosslinkable urethane acrylate
Es wurde ein Urethanacrylat aus den nachfolgend genannten Aufbaukomponenten hergestellt, indem hydriertes Bisphenol-A in 2-Hydroxyethylacrylat bei 60°C unter Rühren grob dispergiert wurde. Zu dieser Suspension wurden die Isocyanate, Hydrochinonmonomethylether, 1,6-di-tert.-Butyl-para-Kresol und Methylethylketon gegeben. Nach der Zugabe von Dibutylzinndilaurat erwärmte sich der Ansatz. Bei Innentemperatur von 75°C wurde mehrere Stunden gerührt, bis sich der NCO-Wert der Reaktionsmischung praktisch nicht mehr veränderte. Die gegebenenfalls nach der Umsetzung noch vorhandenen freien Isocyanatgruppen wurden durch Zugabe einer geringen Menge an Methanol umgesetzt.It was a urethane acrylate from the following structural components prepared by hydrogenated bisphenol-A in 2-hydroxyethyl acrylate at 60 ° C with stirring was coarsely dispersed. To this suspension were added the isocyanates, Hydroquinone monomethyl ether, 1,6-di-tert-butyl para-cresol and methyl ethyl ketone given. After the addition of dibutyltin dilaurate warmed the approach. At internal temperature of 75 ° C was stirred for several hours until the NCO value of the reaction mixture practically did not change any more. The optionally present after the reaction still free isocyanate groups were reacted by adding a small amount of methanol.
Aufbaukomponenten:Structural components:
- 104,214 g hydriertes Bisphenol-A (entsprechend 0,87 Äquivalenten Hydroxylgruppen);104.214 g of hydrogenated bisphenol-A (corresponding to 0.87 equivalents Hydroxyl groups);
- 147,422 g (entsprechend 0,77 Äquivalenten Isocyanatgruppen) Basonat® HI 100 der Firma BASF AG = handelsübliches Isocyanurat von Hexamethylendiisocyanat mit einem NCO-Gehalt von 21,5–22,5% (DIN EN ISO 11909);147.422 g (corresponding to 0.77 equivalents of isocyanate groups) Basonate ® HI 100 from BASF AG = Company commercial isocyanurate of hexamethylene diisocyanate with an NCO content of 21.5 to 22.5% (DIN EN ISO 11909);
- 147,422 g (entsprechend 0,77 Äquivalenten Isocyanatgruppen) Basonat® HB 100 der Firma BASF AG = handelsübliches Biuret von Hexamethylendiisocyanat mit einem NCO-Gehalt von 22–23% (DIN EN ISO 11909);147.422 g (corresponding to 0.77 equivalents of isocyanate groups) Basonate ® HB 100 from BASF AG = Company commercially available biuret of hexamethylene diisocyanate with an NCO content of 22-23% (DIN EN ISO 11909);
- 124,994 g (entsprechend 0,51 Äquivalenten Isocyanatgruppen) Vestanat® T1890 der Firma Degussa = handelsübliches Isocyanurat von Isophorondiisocyanat mit einem NCO-Gehalt von 11,7–12,3% (DIN EN ISO 11909);124.994 g (corresponding to 0.51 equivalents of isocyanate groups) Vestanat ® T1890 Degussa = commercial isocyanurate of isophorone diisocyanate having an NCO content of 11.7 to 12.3% (DIN EN ISO 11909);
- 131,378 g 2-Hydroxyethylacrylat (entsprechend 1,13 Äquivalenten Hydroxylgruppen),131.378 g of 2-hydroxyethyl acrylate (corresponding to 1.13 equivalents Hydroxyl groups),
- 0,328 g Hydrochinonmonomethylether (0,05% auf fest);0.328 g of hydroquinone monomethyl ether (0.05% on solid);
- 0,655 g 1,6-di-tert.-Butyl-para-Kresol (0,1% auf fest);0.655 g of 1,6-di-tert-butyl-para-cresol (0.1% on solid);
- Methylethylketon (70% Festkörper);Methyl ethyl ketone (70% solids);
- 0,066 g Dibutylzinndilaurat (0,01% auf fest);0.066 g of dibutyltin dilaurate (0.01% on solid);
- 4,500 g Methanol (entsprechend 0,14 Äquivalenten Hydroxylgruppen).4.500 g of methanol (corresponding to 0.14 equivalents of hydroxyl groups).
Das so erhaltene Urethanacrylat (radikalisch vernetztbare Komponente) wies folgende Kennzahlen auf:
- – im Mittel 2,2 ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen pro Molekül;
- – einen Doppelbindungsgehalt von 1,74 Doppelbindungen pro 1.000 g Urethanacrylat-Festkörper;
- – im Mittel 2,2 Verzweigungspunkte pro Molekül;
- – 25 Gew.-% cyclische Strukturelemente, bezogen auf den Festkörpergehalt des Urethanacrylats.
- - An average of 2.2 ethylenically unsaturated double bonds per molecule;
- A double bond content of 1.74 double bonds per 1000 g of urethane acrylate solids;
- On average 2.2 branch points per molecule;
- 25% by weight of cyclic structural elements, based on the solids content of the urethane acrylate.
Herstellbeispiel 2Production Example 2
Die Herstellung eines mit UV-Strahlung härtbaren KlarlacksThe production a curable with UV radiation clearcoat
In einem geeigneten Rührgefäß wurden 100,00 Gewichtsteile der oben beschriebenen organischen Lösung des Urethanacrylats des Herstellbeispiel 1 vorgelegt.In a suitable stirred vessel were 100.00 parts by weight of the above-described organic solution of Urethanacrylats of Preparation Example 1 submitted.
Zur Vorlage wurde innerhalb von 30 Minuten eine Mischung aus 1,0 Gewichtsteilen Tinuvin® 292 (handelsübliches HALS Lichtschutzmittel der Firma Ciba Specialty Chemicals auf Basis einer Mischung von Bis-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)sebacat und Methyl(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)sebacat), 2,0 Gewichtsteilen Tinuvin 400 (handelsübliches Lichtschutzmittel der Firma Ciba Specialty Chemicals auf Basis einer Mischung von 2-(4-((2-Hydroxy-3-dodecyloxypropyl)oxy)-2-hydroxyphenyl)-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin und 2-(4-((2-Hydroxy-3-tridecyloxypropyl)oxy)-2-hydroxyphenyl)-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin), 0,8 Gewichtsteilen Lucirin TPO-L (handelsüblicher Photoinitiator der Firma BASF Aktiengesellschaft auf Basis 2,4,6-Trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphinoxid), 2,40 Gewichtsteilen Irgacure® 184 (handelsüblicher Photoinitiator der Firma Ciba Specialty Chemicals auf Basis 1-Hydroxycyclohexyl-phenylketon) und 0,2 Gewichtsteilen Byk® 306 (handelsübliches Additiv der Firma Byk Chemie auf Basis eines polyethermodifizierten Polydimethylsiloxans) unter ständigem Rühren bei Raumtemperatur in 3-Butoxy-2-propanol gelöst und mit 3-Butoxy-2-propanol auf einen Festkörpergehalt von 48% eingestellt. Anschließend wurde die resultierende Mischung während 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt.To submit a mixture of 1.0 parts by weight Tinuvin ® was 292 (commercial HALS light stabilizer from Ciba Specialty Chemicals based on a mixture of bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl within 30 minutes) sebacate and methyl (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl) sebacate), 2.0 parts by weight of Tinuvin 400 (commercial light stabilizer from Ciba Specialty Chemicals based on a mixture of 2- (4 - ((2 -Hydroxy-3-dodecyloxypropyl) oxy) -2-hydroxyphenyl) -4,6-bis (2,4-dimethylphenyl) -1,3,5-triazine and 2- (4 - ((2-hydroxy-3-tridecyloxypropyl ) oxy) -2-hydroxyphenyl) -4,6-bis (2,4-dimethylphenyl) -1,3,5-triazine), 0.8 parts by weight of lucirin TPO-L (commercially available photoinitiator from BASF Aktiengesellschaft based on 2, 4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide), 2.40 parts by weight of Irgacure ® 184 (commercial photoinitiator from Ciba Specialty Chemicals, based on 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone) and 0.2 parts by weight of Byk ® 306 (commercially available Additive from Byk Chemie based on a polyether-modified polydimethylsiloxane) with constant stirring at room temperature in 3-butoxy-2-propanol dissolved and adjusted with 3-butoxy-2-propanol to a solids content of 48%. Subsequently, the resulting mixture was stirred for 30 minutes at room temperature.
Herstellbeispiel 3Production Example 3
Die Herstellung einer beschichteten, thermoplastischen TrägerfolieThe production of a coated, thermoplastic carrier film
Als Trägerfolie wurde eine thermoplastische Folie aus Luran® S 778 TE der Firma BASF Aktiengesellschaft einer Dicke von 800 μm verwendet. Die zu beschichtende Oberfläche der Trägerfolie wurde einer Coronavorbehandlung mit 0,5 Kilowatt unterzogen.The carrier film is a thermoplastic film of Luran ® S was 778 TE from BASF Aktiengesellschaft a thickness of 800 microns is used. The surface of the carrier film to be coated was subjected to a 0.5 kilowatt corona pretreatment.
Die Folie wurde einseitig mit einem Metallic-Wasserbasislack (Farbton: »Silbermetallic«) beschichtet. Der Basislack wurde mit Hilfe einer Kastenrakel einer Breite von 37 cm bei einer Bandgeschwindigkeit von 0,5 m/min auf die Trägerfolie appliziert. Die Applikation wurde bei einer schwachen Luftströmung von 0,2 m/s, einer konstanten Temperatur von 21 ± 1°C und einer konstanten relativen Luftfeuchte 65 ± 5% durchgeführt. Die Schichtdicke der resultierenden nassen Basislackschicht (erste Basislackschicht) betrug 100 μm. Die nasse erste Basislackschicht wurde während 3 Minuten bei diesen Bedingungen abgelüftet und anschließend bis zu einem Restgehalt an flüchtigen Substanzen von 4 Gew.-%, bezogen auf die erste Basislackschicht, getrocknet. Die resultierende konditionierte erste Basislackschicht einer Schichtdicke von ca. 20 μm wurde mit Kühlwalzen auf eine Oberflächentemperatur < 30°C eingestellt.The Film was coated on one side with a metallic water-based paint (color: "silver metallic"). Of the Basecoat was made with the aid of a box wiper of width 37 cm at a belt speed of 0.5 m / min on the carrier film applied. The application was carried out at a low air flow of 0.2 m / s, a constant temperature of 21 ± 1 ° C and a constant relative Humidity 65 ± 5% carried out. The layer thickness of the resulting wet basecoat layer (first Basecoat layer) was 100 μm. The wet first basecoat layer was left on for 3 minutes Conditions ventilated and subsequently up to a residual content of volatile Substances of 4% by weight, based on the first basecoat film, dried. The resulting conditioned first basecoat layer a layer thickness of about 20 microns was on with chill rolls a surface temperature <30 ° C is set.
Auf die konditionierte und temperierte erste Basislackschicht wurde derselbe Basislack unter den folgenden Bedingungen mit Hilfe eines Systems für die pneumatische Spritzapplikation aufgetragen:
- – Ausflussrate: 100 ml/min;
- – Luftdrücke: Zerstäuberluft: 2,5 bar; Hornluft: 2,5 bar;
- – Verfahrgeschwindigkeit der Düsen so hoch, dass eine Überlappung der Sprühstrahlen von 60% resultiert;
- – Abstand Düse – Folie: 30 cm.
- Outflow rate: 100 ml / min;
- - Air pressures: atomizing air: 2.5 bar; Horn air: 2.5 bar;
- - Traversing speed of the nozzles so high that an overlap of the sprays of 60% results;
- - Distance nozzle - foil: 30 cm.
Die Applikation wurde bei einer schwachen Luftströmung von 0,5 m/s (senkrechte Anströmung der Folie), einer konstanten Temperatur von 21 ± 1°C und einer konstanten relativen Luftfeuchte 65 ± 5% durchgeführt. Die Schichtdicke der resultierenden nassen Basislackschicht (zweite Basislackschicht) betrug 50 ± 2 μm. Die zweite Basislackschicht wurde unter diesen Bedingungen während 3 Minuten abgelüftet und anschließend bis zu einem Restgehalt an flüchtigen Substanzen von 4 Gew.-%, bezogen auf die zweite Basislackschicht, getrocknet. Dabei lagen die Lufttemperatur bei 90°C, die Luftfeuchte bei 10g/min und die Luftgeschwindigkeiten bei 10 m/s. Die resultierende konditionierte zweite Basislackschicht einer Schichtdicke von ca. 10 μm wurde mit Kühlwalzen auf eine Oberflächentemperatur < 30°C eingestellt.The Application was at a low air flow of 0.5 m / s (vertical inflow the film), a constant temperature of 21 ± 1 ° C and a constant relative Humidity 65 ± 5% carried out. The layer thickness of the resulting wet basecoat layer (second Basecoat layer) was 50 ± 2 μm. The second Basecoat was under these conditions during 3 Bleeding off minutes and then until to a residual content of volatile Substances of 4 wt .-%, based on the second basecoat layer, dried. The air temperature was 90 ° C, the humidity at 10g / min and the air speeds at 10 m / s. The resulting conditioned second basecoat layer of a layer thickness of about 10 microns was with chill rolls set to a surface temperature <30 ° C.
Auf
die konditionierte und temperierte zweite Basislackschicht wurde
mit Hilfe einer Kastenrakel einer Breite von 37 cm der mit UV-Strahlung
härtbare
Klarlack gem. Herstellbeispiel 2 aufgetragen. Die Applikation wurde
bei einer schwachen Luftströmung von
0,2 m/s, einer konstanten Temperatur von 21 ± 1°C und einer konstanten relativen
Luftfeuchte 65 ± 5%
durchgeführt.
Die Schichtdicke der resultierenden nassen Klarlackschicht betrug
120 μm.
Sie wurde unter den genannten Bedingungen während 6 Minuten abgelüftet und
anschließend
bis zu einem Restgehalt an flüchtigen
Substanzen von 2,5 Gew.-%, bezogen auf die Klarlackschicht, getrocknet.
Dabei lag die Lufttemperatur im Ofen bei 119°C für alle Trocknungsstufen. Die
resultierende getrocknete, aber noch nicht vollständig ausgehärtete Beschichtung
einer Schichtdicke von 60 μm
wurde mit Kühlwalzen
auf eine Oberflächentemperatur < 30°C eingestellt
und mit der in der
Die resultierende mehrschichtige Folie wurde zu einer Rolle gewickelt und in dieser Form bis zur weiteren Verwendung gelagert.The resulting multilayer film was wound into a roll and stored in this form until further use.
Beispiele 1 bis 3Examples 1 to 3
Die Herstellung von KunststoffformteilenThe production of plastic moldings
Es
wurden Kunststoffformteile nach der folgenden allgemeinen Vorschrift
hergestellt:
Die mehrschichtige Folie gem. Herstellbeispiel
3 wurde vorgeformt. Anschließend
wurde die transparente, noch nicht vollständig ausgehärtete Beschichtung nach Abziehen
der Schutzfolie mit UV-Strahlung vollständig vernetzt. Als Positivform
wurde ein Würfel
verwendet. Das resultierende vorgeformte Teil wurde in ein Formwerkzeug
eingelegt. Das Werkzeug wurde geschlossen, und der Würfel wurde
mit einem flüssigen
Kunststoffmaterial hinterspritzt.Plastic moldings were produced according to the following general instructions:
The multilayer film acc. Preparation Example 3 was preformed. Subsequently, the transparent, not yet fully cured coating was completely crosslinked after removal of the protective film with UV radiation. As a positive mold, a cube was used. The resulting preformed part was placed in a mold. The tool was closed and the cube was back-injected with a liquid plastic material.
Für die Bestrahlung wurde ein UV-Strahler der Firma Arccure eingesetzt (undotierte Quecksilberröhre). Dieser Strahler war so konstruiert, dass keine UV-Strahlung direkt auf das Kunststoffformteilen traf, sondern nur indirekt reflektierte Strahlung in zwei gebündelten Streifen. Für beide reflektierte Streifen konnten unterschiedliche Reflektoren eingesetzt werden, die das gesamte UV-Spektrum reflektierten ("breit"), den langwelligen Anteil des UV-Spektrums stärker auf die Kunststoffformteile reflektierten ("A + B") oder den kurzwelligen Anteil des UV-Spektrums stärker auf die Probe reflektierten ("C"). Bei den Beispielen 1 und 3 bis 6 wurde, in Durchlaufrichtung der Kunststoffformteile durch die UV-Belichtungsanlage gesehen, die Reflektoren-Anordnung: 1. "breit" und 2. "C", gewählt. Bei Beispiel 2 wurde die Reflektoren-Anordnung: 1. "A + B" und 2. "A + B", gewählt.For the irradiation a UV emitter from Arccure was used (undoped mercury tube). This Spotlight was designed so that no UV radiation directly on the plastic moldings met, but only indirectly reflected Radiation in two bundled Strips. For both reflected stripes could have different reflectors which reflected the entire UV spectrum ("wide"), the long-wavelength Proportion of the UV spectrum stronger on the plastic moldings reflected ("A + B") or the shortwave portion of the UV spectrum stronger reflected on the sample ("C"). In the examples 1 and 3 to 6, in the direction of passage of the plastic moldings through the UV exposure system seen, the reflectors arrangement: 1. "wide" and 2. "C", selected. In Example 2, the reflector arrangement: 1. "A + B" and 2. "A + B" was selected.
Die Kunststoffformteile wurden in einer sauerstoffabgereicherten Kohlendioxid-Atmosphäre bestrahlt.The Plastic moldings were irradiated in an oxygen depleted carbon dioxide atmosphere.
Die Tabelle gibt einen Überblick über die angewandten kürzesten Abstände zwischen UV-Strahlenquelle und Oberfläche der Klarlackschicht der Kunststoffformteile, den Sauerstoffgehalt der Atmosphäre über der Klarlackschicht, die spektrale Verteilung mit der dazugehörigen Dosis und Leistung sowie über die Kratzfestigkeit und Haftung der resultierenden Klarlackierungen der Kunststoffformteile. Tabelle: Die Härtung der Klarlackschichten mit UV-Strahlung und wichtige Eigenschaften der Klarlackierungen
- a) Abstand zwischen UV-Strahlenquelle und Oberfläche der Klarlackschicht;
- b) Sauerstoffgehalt der Atmosphäre oberhalb der Klarlackschicht;
- c), d) gemessen mit einem PowerPuck® der Firma EIT;
- e) Restglanz nach der Belastung im Waschstraßensimulationstest nach Amtec/Kistler mit Reinigung (Abwischen mit Waschbenzin);
- f) Dampfstrahltest;
- a) distance between the UV radiation source and the surface of the clearcoat film;
- b) oxygen content of the atmosphere above the clearcoat layer;
- c), d) as measured by a EIT Power Puck ® of the company;
- e) residual gloss after exposure in the car wash simulation test according to Amtec / Kistler with cleaning (wiping with benzine);
- f) steam jet test;
Bei dem Waschstraßensimulationstest wurde eine Laborwaschstraße der Firma Amtec Kistler verwendet (vgl. T. Klimmasch, T. Engbert, Technologietage, Köln, DFO, Berichtsband 32, Seiten 59 bis 66, 1997). Die Beanspruchung wurde durch Messen des Restglanzes der Probe nach dem Waschstraßensimulationstest und nachfolgendem Abwischen mit einem mit Waschbenzin getränktem Wischtuch bestimmt. Es wurden Restglanzgrade größer als 80% erreicht.at the car wash simulation test became a lab wash the company Amtec Kistler (see T. Klimmasch, T. Engbert, Technology Days, Cologne, DFO, Report Volume 32, pages 59 to 66, 1997). The stress was determined by measuring the residual gloss of the sample after the wash line simulation test and subsequent wiping with a wipe impregnated with benzine certainly. Residual gloss levels greater than 80% were achieved.
Für den Dampfstrahltest gem. der in der Fachwelt bekannten Prüfanweisung für die Daimler-Benz-Dampfstrahlprüfung wurde jeweils ein Andreaskreuz in die Klarlackierungen der Beispiele 1 bis 6 geritzt. Die geritzten Stellen wurden mit einem Wasserstrahl besprüht (Gerät der Firma Walter Typ LTA2; Druck: 67 bar; Wassertemperatur: 60°C; Abstand Düsenspitze/Prüfkörper: 10 cm; Belastungsdauer: 60 Sekunden; Geräteeinstellung: F 1).For the steam jet test gem. became known in the art test instructions for the Daimler-Benz steam jet test in each case a St. Andrew's cross in the clearcoats of Examples 1 scratched to 6. The scratches were made with a jet of water sprayed (Device the company Walter type LTA2; Pressure: 67 bar; Water temperature: 60 ° C; distance Nozzle tip / test specimen: 10 cm; Load duration: 60 seconds; Device setting: F 1).
Der Grad der Abplatzungen und Unterwanderungen wurde visuell beurteilt. In allen Fällen war das Ergebnis i. O. (in Ordnung).Of the Degree of flaking and sub-migration was assessed visually. In all cases the result was i. O. (okay).
Die Ergebnisse der Tabelle untermauern, dass die Klarlackierungen der Kunststoffformteile der Beispiele 1 bis 6 eine sehr gute Zwischenschichthaftung und eine hohe Kratzfestigkeit, insbesondere unter Praxisbedingungen, aufwiesen.The results of the table substantiate that the clearcoats of the plastic moldings of Examples 1 to 6 have a very good intercoat adhesion and a high scratch resistance, in particular under Pra xis conditions.
Ansonsten waren die Klarlackierungen der Kunststoffformteile der Beispiele 1 bis 6 brillant und wiesen einen sehr hohen Glanz (20°) nach DIN 67530 auf. Sie waren hart, flexibel, chemikalienbeständig und frei von störenden Vergilbungen.Otherwise were the clearcoats of the plastic moldings of the examples 1 to 6 brilliant and had a very high gloss (20 °) according to DIN 67530 on. They were tough, flexible, chemical resistant and free of disturbing Yellowing.
Claims (24)
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005024362A DE102005024362A1 (en) | 2005-05-27 | 2005-05-27 | Process for producing scratch-resistant hardened materials |
PCT/EP2006/062139 WO2006125723A1 (en) | 2005-05-27 | 2006-05-09 | Method for producing scratch-resistant cured materials |
EP06755083A EP1885773A1 (en) | 2005-05-27 | 2006-05-09 | Method for producing scratch-resistant cured materials |
CNA200680018536XA CN101184793A (en) | 2005-05-27 | 2006-05-09 | Method for producing scratch-resistant cured materials |
CA002606100A CA2606100A1 (en) | 2005-05-27 | 2006-05-09 | Method for producing scratch-resistant cured materials |
KR1020077027849A KR20080015417A (en) | 2005-05-27 | 2006-05-09 | Method for producing scratch-resistant cured materials |
MX2007010949A MX2007010949A (en) | 2005-05-27 | 2006-05-09 | Method for producing scratch-resistant cured materials. |
JP2008512797A JP2008545829A (en) | 2005-05-27 | 2006-05-09 | Method for producing a scratch-resistant cured material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005024362A DE102005024362A1 (en) | 2005-05-27 | 2005-05-27 | Process for producing scratch-resistant hardened materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005024362A1 true DE102005024362A1 (en) | 2006-11-30 |
Family
ID=36778319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102005024362A Ceased DE102005024362A1 (en) | 2005-05-27 | 2005-05-27 | Process for producing scratch-resistant hardened materials |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1885773A1 (en) |
JP (1) | JP2008545829A (en) |
KR (1) | KR20080015417A (en) |
CN (1) | CN101184793A (en) |
CA (1) | CA2606100A1 (en) |
DE (1) | DE102005024362A1 (en) |
MX (1) | MX2007010949A (en) |
WO (1) | WO2006125723A1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2198980A1 (en) * | 2008-12-09 | 2010-06-23 | Innovative Oberflächentechnologie GmbH | Polymer surfaces with high network density and corresponding production of same |
EP2198981A1 (en) * | 2008-12-10 | 2010-06-23 | Innovative Oberflächentechnologie GmbH | Method and apparatus for direct radiation-induced polymerisation and integration of acrylates and methacrylates |
WO2011070127A1 (en) * | 2009-12-09 | 2011-06-16 | Designquadrat Gbr | Mineral material |
EP2374547A1 (en) * | 2010-04-08 | 2011-10-12 | Co-Energy Engineering B.V. | Method and device for curing a coating |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130140710A (en) * | 2010-11-17 | 2013-12-24 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | Transparent protective plate, flat panel display, and method for producing flat panel display |
CN102218858A (en) * | 2011-03-28 | 2011-10-19 | 无锡市瑞莺合成革有限公司 | Multifunctional composite textile processing method |
CN103877826A (en) * | 2014-02-26 | 2014-06-25 | 金甲化工企业(中山)有限公司 | Method for removing formaldehyde in air |
JP2017155182A (en) * | 2016-03-04 | 2017-09-07 | 信越化学工業株式会社 | Photo-hardening method of silicone rubber surface, and silicone rubber molded body |
KR102211058B1 (en) * | 2018-07-27 | 2021-02-02 | 주식회사 엘지화학 | Infrared ray-reflecting film |
CN111413245B (en) * | 2020-04-07 | 2022-11-22 | 佛山市儒林化工有限公司 | Method for measuring solid content of UV irradiation metal printing coating |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3529800A1 (en) * | 1984-08-31 | 1986-03-06 | Bernhard St. Gallen Glaus | METHOD AND DEVICE FOR UV POLYMERIZING COATING MEASURES |
DE3600577A1 (en) * | 1986-01-10 | 1987-07-16 | Wangner Gmbh Co Kg Hermann | METHOD FOR MENDING DAMAGES IN PAPER MACHINE COVERS |
DE19818735A1 (en) * | 1998-04-27 | 1999-10-28 | Herberts Gmbh | Coating material cured using radiation used for repairing paint damage |
DE4336748C3 (en) * | 1992-11-17 | 2001-09-06 | Ciba Sc Holding Ag | Process for flash drying and curing, use of the process and suitable devices |
DE10044374A1 (en) * | 2000-09-08 | 2002-08-08 | Tesa Ag | Process for crosslinking polyacrylates |
DE10202565A1 (en) * | 2002-01-24 | 2003-08-07 | Basf Coatings Ag | Hardened materials, processes for their manufacture and their use |
DE10237950A1 (en) * | 2002-08-20 | 2004-03-11 | Tesa Ag | Polyacrylate contact adhesive useful for making adhesive tape comprises a base-reactive polyacrylate thermally crosslinked with a photochemically generated base |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2442879C3 (en) * | 1973-09-17 | 1978-12-14 | Nippon Paint Co., Ltd., Osaka (Japan) | Process for curing light-curable paints and coating compounds |
DE3527404C1 (en) * | 1985-07-31 | 1987-01-02 | Kurz Leonhard Fa | Process for producing a film having a textured lacquer layer |
DE19754621C2 (en) * | 1997-12-09 | 2002-03-21 | Mze Engineering Fuer Verfahren | Process for hardening and increasing the scratch resistance of radiation-hardened lacquer layers |
DE10336426A1 (en) * | 2003-08-08 | 2005-03-10 | Basf Coatings Ag | Method and device for coating colored and unsupported substrates with a transparent coating |
-
2005
- 2005-05-27 DE DE102005024362A patent/DE102005024362A1/en not_active Ceased
-
2006
- 2006-05-09 WO PCT/EP2006/062139 patent/WO2006125723A1/en not_active Application Discontinuation
- 2006-05-09 MX MX2007010949A patent/MX2007010949A/en unknown
- 2006-05-09 JP JP2008512797A patent/JP2008545829A/en active Pending
- 2006-05-09 CA CA002606100A patent/CA2606100A1/en not_active Abandoned
- 2006-05-09 CN CNA200680018536XA patent/CN101184793A/en active Pending
- 2006-05-09 KR KR1020077027849A patent/KR20080015417A/en not_active Application Discontinuation
- 2006-05-09 EP EP06755083A patent/EP1885773A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3529800A1 (en) * | 1984-08-31 | 1986-03-06 | Bernhard St. Gallen Glaus | METHOD AND DEVICE FOR UV POLYMERIZING COATING MEASURES |
DE3600577A1 (en) * | 1986-01-10 | 1987-07-16 | Wangner Gmbh Co Kg Hermann | METHOD FOR MENDING DAMAGES IN PAPER MACHINE COVERS |
DE4336748C3 (en) * | 1992-11-17 | 2001-09-06 | Ciba Sc Holding Ag | Process for flash drying and curing, use of the process and suitable devices |
DE19818735A1 (en) * | 1998-04-27 | 1999-10-28 | Herberts Gmbh | Coating material cured using radiation used for repairing paint damage |
DE10044374A1 (en) * | 2000-09-08 | 2002-08-08 | Tesa Ag | Process for crosslinking polyacrylates |
DE10202565A1 (en) * | 2002-01-24 | 2003-08-07 | Basf Coatings Ag | Hardened materials, processes for their manufacture and their use |
DE10237950A1 (en) * | 2002-08-20 | 2004-03-11 | Tesa Ag | Polyacrylate contact adhesive useful for making adhesive tape comprises a base-reactive polyacrylate thermally crosslinked with a photochemically generated base |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2198980A1 (en) * | 2008-12-09 | 2010-06-23 | Innovative Oberflächentechnologie GmbH | Polymer surfaces with high network density and corresponding production of same |
EP2198981A1 (en) * | 2008-12-10 | 2010-06-23 | Innovative Oberflächentechnologie GmbH | Method and apparatus for direct radiation-induced polymerisation and integration of acrylates and methacrylates |
WO2011070127A1 (en) * | 2009-12-09 | 2011-06-16 | Designquadrat Gbr | Mineral material |
EP2374547A1 (en) * | 2010-04-08 | 2011-10-12 | Co-Energy Engineering B.V. | Method and device for curing a coating |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2006125723A1 (en) | 2006-11-30 |
KR20080015417A (en) | 2008-02-19 |
CN101184793A (en) | 2008-05-21 |
JP2008545829A (en) | 2008-12-18 |
MX2007010949A (en) | 2007-11-07 |
EP1885773A1 (en) | 2008-02-13 |
CA2606100A1 (en) | 2006-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1181337B9 (en) | Coating material which can be thermally cured and hardened by actinic radiation and use thereof | |
EP1015131B1 (en) | Method for producing multi-layer paints | |
EP2890728B1 (en) | Polymer in multi-coat colour and/or effect paint system | |
EP1790673B1 (en) | Painted films | |
EP1885773A1 (en) | Method for producing scratch-resistant cured materials | |
EP1474247B1 (en) | Method for producing chromophoric and/or effect-producing multilayer coatings | |
DE19964282B4 (en) | Method for producing a color and / or effect multi-layer coating on a primed or unprimed substrate and multi-layer coatings that can be produced using the method | |
DE102006006100A1 (en) | Aqueous multi-component systems, process for their preparation and their use | |
EP2313210B1 (en) | Two layer coating system having improved intercoat adhesion | |
DE10048275C1 (en) | Multi-component system curable thermally and with actinic radiation and its use | |
DE3819627A1 (en) | UV-CARDABLE COATINGS FOR POLYCARBONATE FORMKOERPER | |
EP0965620B1 (en) | Weather resistant carbonate acrylate radiation-curable coating compositions | |
EP1809462B1 (en) | Method for producing molded parts, especially for use in automobile manufacture, and corresponding appropriate films comprising a coating | |
EP1828274A1 (en) | Multi-component systems, method for the production and use thereof | |
DE10202565A1 (en) | Hardened materials, processes for their manufacture and their use | |
EP1883661B1 (en) | Coating material method for production and use thereof for the production of adhesive tone and/or effect-generating coatings | |
WO2006048108A1 (en) | Method for producing moulded parts, in particular for use in the in car industry, and a film comprising a coating which is suitable therefor | |
EP1227895A2 (en) | Method for producing base varnish/clear varnish-two-coat varnishes and/or transparent sealing layers | |
DE102004018014A1 (en) | At least three components containing multicomponent system, process for its preparation and its use | |
WO2002050172A2 (en) | Foam laminate, method for production and use thereof | |
WO2007065707A2 (en) | Liquid thermally hardening mixtures method for production and use thereof | |
DE102005049521A1 (en) | Mouldings are produced by forming a film with a coating, applying pigmented and radically cross linkable coating agents, shaping and back injecting | |
EP1616925A1 (en) | Aqueous multicomponent system its preparation and use | |
DE19958726A1 (en) | Production of colored and-or decorative effect multi layer coatings, e.g. for painting cars, involves overcoating basecoat with clearcoat comprising special dual-cure aqueous polyurethane dispersion | |
DE10011644A1 (en) | Use of azide-functional silanes and oligosilanes as crosslinking agents in coating compositions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |