DE19600147A1 - Verfahren zur Lackierung von Gegenständen unter Verwendung strahlungshärtbarer Pulverlacke - Google Patents
Verfahren zur Lackierung von Gegenständen unter Verwendung strahlungshärtbarer PulverlackeInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lackierung
von Gegenständen mit Polymerisate enthaltenden Pulverlacken, die
auf die Oberfläche des zu lackierenden Substrates aufgebracht,
aufgeschmolzen und durch UV-Strahlung vernetzt werden.
Unter strahlungshärtbaren Pulverlacken versteht man im allgemei
nen feinteilige, bei Lagerung nicht zusammenbackende (blockfeste)
Pulver organischer Polymerer, die in der Regel elektrostatisch
aufladbar sind, in einem elektrischen Feld auf Substrate auf
gesprüht oder durch andere Methoden, z. B. Wirbelsintern auf das
zu lackierende Substrat aufgebracht werden. Auf den Substraten
werden die Pulver durch Erhitzen geschmolzen, dadurch in glatte
Überzüge überführt und dann durch eine photochemisch initiierte
Reaktion vernetzt.
Bei Pulverlacken sind sowohl teilweise vernetzende als auch rein
thermoplastisch aufschmelzbare Lacke im Einsatz. Für Anwendungen,
bei denen hohe Anforderungen an Wetterbeständigkeit, Kratzfestig
keit, Korrosionsschutz, Elastizität und Glanzhaltung gestellt
werden, z. B. bei der Automobillackierung kommen nur vernetzende
Systeme in Frage; rein thermoplastisch aufgesinterte Pulver kön
nen diesen Forderungen nicht genügen. Zur Vernetzung der z.Z.
eingesetzten Pulverlacke werden fast ausschließlich thermisch ge
startete Reaktionen der polymeren Lackbindemittel mit sich selbst
oder einem zugesetzten Vernetzer benutzt. Als Beispiele solcher
thermisch aktivierter Vernetzungsreaktionen seien genannt die Re
aktion von einpolymerisierten Epoxydgruppen mit festen Dicarbon
säureanhydriden wie Phthalsäureanhydrid (vgl. z. B.
US-A-3 919 347) oder von einpolymerisierten Hydroxylgruppen mit
blockierten Isocyanaten.
Ein Hauptproblem der Pulverlacke ist ihr, im Vergleich zu Flüs
sigsystemen, schlechter Verlauf. Dieser schlechtere Verlauf wird
dadurch verursacht, daß es bei thermisch aktivierten Systemen
nicht möglich ist, den Aufschmelzvorgang scharf von der Vernet
zungsreaktion zu trennen; schon beim Aufschmelzen setzt auch eine
Vernetzungsreaktion ein, die zur Viskositätserhöhung führt, so
daß eine für optimalen Verlauf wünschenswerte niedrige Viskosität
nicht erreicht wird oder zwar erreicht wird, nicht aber für eine
ausreichend lange Zeit erhalten bleibt. Dieses Problem kann nicht
durch die Verwendung von Polymeren mit niedrigem Schmelzpunkt ge
löst werden, weil aus solchen Polymeren hergestellte Pulverlacke
bei der Lagerung zusammenbacken, d. h. sie haben keine ausrei
chende Blockfestigkeit.
Es gab deshalb schon Versuche, den Schmelzvorgang von der Vernet
zungsreaktion zu trennen, d. h. eine nicht thermisch aktivierte
Reaktion für den Vernetzungsvorgang zu verwenden. Dafür wurden
Bindemittel mit im wesentlichen acrylischen Doppelbindungen in
Kombination mit Photoinitiatoren vorgeschlagen. Diese Mischungen
sollten zunächst bei ausreichend hoher Temperatur aufgeschmolzen
und dann durch Bestrahlung mit UV-Licht vernetzt werden.
Auch auf diesem Wege gelingt es jedoch nur unvollkommen, die
thermische Vernetzung vom Aufschmelzprozeß zu trennen, weil die
acrylischen Doppelbindungen auch thermisch polymerisieren können.
Weitere Probleme ergeben sich wegen der thermisch startbaren Po
lymerisation der Doppelbindungen bei der Herstellung der Pulver,
bei der in der Regel Schmelzprozesse, d. h. höhere Temperaturen
notwendig sind.
Aus den europäischen Patentanmeldungen EP-A-346 734,
EP-A-367 054, EP-A-377 199, EP-A-395 990, EP-A-417 564,
EP-A-448 741, EP-A-458 164 und EP-A-486 897 sind spezielle aroma
tische Ketone bekannt, die sich zur Herstellung von UV-vernetzba
ren Klebstoffen, besonders Haftklebstoffen eignen. Eine Verwen
dung des Prinzips zur Trennung von Schmelz- und Vernetzungsprozeß
bei Pulverlacken ist diesen Schriften nicht zu entnehmen.
In der DE-A-24 36 186 wird die Herstellung von UV-vernetzbaren
Pulverlacken aus Polymeren mit 0,5 bis 3,5 polymerisierbaren C-C-
Doppelbindungen pro 1000 Molgewicht beschrieben. Diese Polymeren
werden in Pulver überführt, mit ggf. 0,1% bis 0,5% Photo
initiatoren gemischt auf die zu lackierenden Substrate aufge
bracht, geschmolzen und dann durch Einwirkung von ionisierender
oder UV-Strahlung vernetzt. Wasserstoffabstraktion als Vernet
zungsprinzip wird hier jedoch nicht erwähnt.
Die US-A 3 926 639 bezieht sich auf polymere Verbindungen, abge
leitet von Benzophenoncarbonsäuren, als Stoffe mit eingebauten
Photoinitiatoren. Diese sind, wenn sie Doppelbindungen enthalten,
autophotopolymerisierbar oder können auch als polymere Photo
initiatoren mit z. B. acrylisch ungesättigten Stoffen wie Pen
taerythrittriacrylat verwendet werden. Wasserstoffabstraktion als
Vernetzungsprinzip und Pulverlacke werden hier jedoch nicht er
wähnt.
Die US-A-4 129 488 und US-A-4 163 810 beziehen sich auf UV-ver
netzbare Pulverlacke auf Basis von ethylenisch ungesättigten Po
lymeren, bei denen ggf. auch chemisch an die Polymeren gebundene
Photoinitiatoren enthalten sein können, wobei die Polymeren nach
einem speziellen Blockschema aufgebaut sind. Auch hierin wird
Wasserstoffabstraktion als Vernetzungsprinzip für im wesentlichen
doppelbindungsfreie Lacke nicht erwähnt.
In der EP-A-286 549 werden photostrukturierte Leiterplatten die
in einem speziellen Verfahren unter Verwendung bekannter UV-ver
netzbarer Lacke hergestellt werden, beschrieben. Als UV-vernetz
bare Polymere werden zwei Klassen genannt: Epoxydharze, die mit
UV-aktivierbaren Initiatoren kationisch polymerisiert werden, und
ethylenisch, bevorzugt acrylisch ungesättigte Polymere, die mit
den für solche Systeme bekannten UV-Initiatoren polymerisiert
werden. Auch hierin werden weder Wasserstoffabstraktion als Ver
netzungsprinzip noch auf diesem Vernetzungsprinzip beruhende
Pulverlacke erwähnt.
In der EP-A-0 237 312 werden ethylenisch ungesättigte Massen zur
Herstellung von strahlenvernetzbaren Leiterplatten beschrieben,
die zur Verbesserung der Haftung Anteile mit dicyclopentadienyl
artigen Strukturen enthalten. Die Vernetzung erfolgt dabei über
die Doppelbindungen. Wasserstoffabstraktion als Vernetzungsprin
zip ist hier jedoch nicht erwähnt.
In keiner der angeführten Druckschriften werden Verbindungen der
allgemeinen Formeln (A) und (B) gemäß der vorliegenden Anmeldung
erwähnt.
Die Patentschriften GB 2 010 248, DE 25 41 641, DE 26 35 122,
DE 26 35 123, DE 26 41 662, DE 27 57 375 und DE 27 57 420 betref
fen strahlenhärtbare Bindemittel für Druckfarben, bei denen
Cyklopentadien-Harze mitverwendet werden; Strahlenvernetzbarkeit
wird jedoch in allen Fällen durch die Einführung von radikalisch
polymerisierbaren Doppelbindungen, in der Regel Acryldoppelbin
dungen, erreicht. Es erfolgt kein Hinweis auf Systeme, die über
Wasserstoffabstraktion vernetzbar sind, jedoch keine leichtpoly
merisierbaren Doppelbindungen enthalten, wobei im Sinne der vor
liegenden Erfindung unter leichtpolymerisierbaren Doppelbindungen
z. B. (Meth)acryl-, Vinyl- oder Allylgruppierungen verstanden wer
den. Pulverlacke werden darin ebenfalls nicht erwähnt.
Die vorliegende Erfindung löst die oben angeführten Probleme der
bekannten UV-härtenden Pulverlacke durch die Anwendung eines Ver
netzungsprinzips, das thermisch nicht aktivierbar ist, weil es
keine leichtpolymerisierbaren Doppelbindungen enthält und auf der
bekannten wasserstoffabstrahierenden Wirkung von photochemisch
angeregten Phenonabkömmlingen und anderer zur Wasserstoff
abstraktion befähigter Strukturen beruht.
Dieses Prinzip bei UV-vernetzbaren Pulverlacken zur strikten
Trennung des Aufschmelzvorganges von der Vernetzungsreaktion zu
verwenden, ist neu und führt zu überraschenden technischen Vor
teilen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Lac
kierung von Gegenständen mit Polymerisate enthaltenden Pulverlac
ken, die auf die Oberfläche des zu lackierenden Substrates aufge
bracht, aufgeschmolzen und durch UV-Strahlung vernetzt werden,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Polymerisate Copolymeri
sate aus
- (a) mindestens einem Monomeren der allgemeinen Formel (I)
CH₂=C(R¹)-CO-OR² (I)mitR¹ = H oder CH₃ und
R² = H, CnH2n+₁ mit n = 1 bis 30, ein alicyclischer, araliphatischer oder heterocyclischer Rest, ein Hydroxyalkyl-, Alkoxyalkyl-, Glycidyl- oder Aminoalkyl rest,
oder der allgemeinen Formel (II)CH₂=C(R¹)-CO-NR³R⁴ (II)mit R¹ = H oder CH₃ und
wobei R³ und R⁴ untereinander gleich oder verschieden sein können und für H, CH₂OH, CnH2n+₁ mit n = 1 bis 30 oder CH₂OR⁵ mit R⁵ = CmH2m+1 mit m = 1 bis 12 stehen,
und - (b) mindestens einer copolymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten organischen Verbindung der allgemeinen For mel (A) worin R′ und R′′ untereinander gleich oder verschieden sein können und für H, CnH2n+₁ mit n = 1 bis 6, Cycloalkyl, Aryl oder Aralkyl stehen und R′′′ für einen Acryloyl-, Methacryloyl-, Eth acryloyl- oder Cinnamoylrest steht, wobei diese Verbindung teil weise durch eine oder mehrere weitere von (a) verschiedene copolymerisierbare ethylenisch ungesättigte organische Verbindungen ersetzt sein kann,
eingesetzt werden und im Pulverlack zusätzlich ein Photoinitiator
oder Photoinitiatorsystem enthalten ist.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden
als Copolymerisate solche eingesetzt, die neben den Komponenten
(a) und (b) zusätzlich eine Komponente (c) einpolymerisiert ent
halten, wobei die Komponente
- (c) mindestens ein copolymerisierbare ethylenisch ungesättigtes, im triplettangeregten Zustand zur Wasserstoffabstraktion be fähigtes aromatisches oder teilaromatisches Keton ist. In diesem Fall erübrigt sich im allgemeinen der Zusatz eines Photoinitiators oder Photoinitiatorsystems.
Bevorzugt sind Copolymerisate, die als Komponente (b) organische
Verbindungen der allgemeinen Formeln (A) einpolymerisiert enthal
ten, insbesondere Copolymerisate die als Komponente (b) Dihydro
dicyclopentadienylacrylat, Dihydrodicyclopentadienylmethacrylat,
Dihydrodicyclopentadienylethacrylat oder Dihydrodicyclopentadie
nylcinnamat einpolymerisiert enthalten.
Bevorzugt sind weiterhin Copolymerisate die Glastemperaturen zwi
schen 20°C und 140°C aufweisen, insbesondere solche, die als Kom
ponente (a) zumindest teilweise eine Verbindung aus der Gruppe
Isobornylacrylat, Isobornylmethacrylat, Isobornylethacrylat, Iso
bornylcinnamat, Adamantanacrylat, Adamantanmethacrylat, Adaman
tanethacrylat sowie Adamantancinnamat einpolymerisiert enthalten.
Bevorzugt für das erfindungsgemäße Verfahren sind insbesondere
Copolymerisate, die als Komponente (a) Acryl- oder Methacryl
säurealkylester mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen im Alkylrest oder
deren Gemische mit Glycidyl(meth)acrylat und/oder (Meth)acryl
säure, sowie solche, die als Komponente (b) neben Verbindungen
der allgemeinen Formel (A) Styrol, 4-tert.-Butylstyrol und/oder
1-Methylstyrol einpolymerisiert enthalten.
Komponente (c) ist vorzugsweise in einer Menge von 10 bis
50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (a), (b)
und (c), einpolymerisiert. Bevorzugte Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen auch darin, daß die Copoly
merisate mit oder ohne radikalliefernde Polymerisationsinitiato
ren nach der Methode der Hochtemperaturpolymerisation in Substanz
oder in Gegenwart von Lösungsmitteln und Entfernung des Lösungs
mittels nach üblichen Methoden hergestellt worden sind.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens be
steht darin, daß die Copolymerisate in Lösung polymerisiert wer
den und aus den Lösungen, gegebenenfalls nach Zugabe von Pigmenten
und Hilfsstoffen, durch Sprühtrocknung die Lackpulver herge
stellt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht auch darin, solche Copolymerisate einzusetzen, die als
Komponente (c) mindestens ein copolymerisierbares, ethylenisch
ungesättigtes, im triplettangeregten Zustand zur Wasserstoffabstraktion
befähigtes Acetophenon- und/oder Benzophenonderivat
einpolymerisiert enthalten, das keine Phenylgruppe mit einer
freien Hydroxylgruppe in ortho-Stellung zur Carbonylgruppe des
Phenongrundkörpers aufweist.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Pulverlacke können durch elek
trostatisches Versprühen, Wirbelsintern oder nach einer anderen
für die Verarbeitung von Pulverlacken üblichen Methode auf die
Oberfläche des zu lackierenden Substrates aufgebracht, dort durch
Erwärmen aufgeschmolzen und nach Ausbildung eines glatt verlau
fenen noch flüssigen Überzugs durch UV-Strahlung vernetzt werden.
Weiter kann die UV-Bestrahlung auch nach teilweisem oder voll
ständigem Abkühlen der vorher aufgeschmolzenen Überzüge erfolgen.
Die Copolymerisate können vor ihrer Weiterverarbeitung zu Pulver
lacken auch noch mit festen ethylenisch ungesättigten monomeren,
oligomeren oder polymeren Stoffen in einem Mischungsverhältnis
von 90 : 10 bis 10 : 90 abgemischt werden.
Die Copolymerisate können auch Doppelbindungen enthalten oder ne
ben den einpolymerisierten intrinsischen UV-Photoinitiatoren (c)
zusätzlich weitere übliche UV-Photoinitiatoren sowie gegebenen
falls zusätzlich übliche UV-Stabilisatoren enthalten.
Zu den Aufbaukomponenten der für das erfindungsgemäß Verfahren
einzusetzenden Copolymerisate ist im einzelnen folgendes aus zu
führen.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymerisate enthalten als
Komponente
- (a) mindestens ein Monomer der allgemeinen Formel (I)
CH₂=C(R¹)-CO-OR² (I)mit R¹ = H oder CH₃ und
R² = H, CnH2n+₁ mit n = 1 bis 30, ein alicyclischer, aromatischer, araliphatischer oder heterocyclischer Rest, ein Hydroxyalkyl-, z. B. mit 1 bis 4 C-Atomen im Hydroxyalkylrest, Alkoxyalkyl-, z. B. mit 1 bis 4 C-Atomen im Alkoxy- und 1 bis 4 C-Atomen im -alkylrest, Glycidyl- oder Aminoalkylrest, z. B. mit 1 bis 4 C-Atomen,
oder der allgemeinen Formel (II)CH₂=C(R¹)-CO-NR³R⁴ (II)mit R¹ = H oder CH₃ und
wobei R³ und R⁴ untereinander gleich oder verschieden sein können und für H, CH₂OH, CnH2n+₁ mit n = 1 bis 30 oder CH₂OR⁵ mit R⁵ = CnH2m+1 mit m = 1 bis 12 stehen, einpolymeri siert.
Als Komponente (a) sind beispielsweise geeignet die Ester der
Acrylsäure und Methacrylsäure mit aliphatischen, cykloalipha
tischen, araliphatischen und aromatischen Alkoholen mit 1 bis 30,
vorzugsweise 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, z. B.
Methyl-(meth-)acrylat, Ethyl-(meth-)acrylat,
Propyl-(meth-)acrylat, Isopropyl-(meth-)acrylat, n-Bu
tyl-(meth-)acrylat, Isobutyl-(meth-)acrylat, tert.-Bu
tyl-(meth-)acrylat, Amyl-(meth-)acrylat, Isoamyl-(meth-)acrylat,
Hexyl-(meth-)acrylat, 2-Ethylhexyl-(meth-)acrylat,
Decyl-(meth-)acrylat, Undecyl-(meth-)acrylat,
Dodecyl-(meth-)acrylat, Tridecyl-(meth-)acrylat, Cyclo
hexyl-(meth-)acrylat, Methylcyclohexyl-(meth-)acrylat,
Benzyl-(meth-)acrylat, Phenoxyalkyl(meth)acrylat, Tetrahydro
furfuryl-(meth-)acrylat, Furfuryl-(meth-)acrylat und die Ester
der 3-Phenylacrylsäure und deren verschiedenen Isomerieformen,
z. B. Methylcinnamat, Ethylcinnamat, Butylcinnamat, Benzylcinna
mat, Cyclohexylcinnamat, Isoamylcinnamat, Tetrahydrofurfurylcin
namat, Furfurylcinnamat, Acrylsäure, Methacrylsäure, 3-Phenyla
crylsäure, Hydroxyalkyl-(meth-)acrylate, wie Ethylglykol
mono-(meth-)acrylat, Butylglykolmono(meth-)acrylat, Hexandiol
mono-(meth-)acrylat, Glycolether-(meth-)acrylate, wie Methoxye
thylglykolmono(meth-)acrylat, Ethyloxyethylglykol
mono-(meth-)acrylat, Butyloxyethylglykolmono-(meth-)acrylat Phe
nyloxyethylglykolmono-(meth-)acrylat, Glycidylacrylat, Glycidyl
methacrylat sowie Amino-(meth-)acrylate, wie 2-Amino
ethyl-(meth-)acrylat. Geeignete Verbindungen der allgemeinen For
mel (II) sind beispielsweise (Meth)acrylamide, wie Acrylamid,
Methacrylamid, Methylolacrylamid, Methylolmethacrylamid.
Eine weitere Verbesserung der Lichtempfindlichkeit wird durch
Mitverwendung von Isobornylacrylat, Isobornylmethacrylat, Isobor
nylethacrylat, Isobornylcinnamat, Adamantanacrylat, Adamantanme
thacrylat, Adamantanethacrylat sowie Adamantancinnamat in den
verschiedenen Isomerieformen in den Monomeren (a) erreicht.
Monomere (a), die außer der Doppelbindung noch weitere funktio
nelle Gruppen tragen, können für eine zusätzliche thermisch akti
vierbare Vernetzungsreaktion verwendet werden und sind dann in
Anteilen von 10 bis 40% der Monomeren (a) vorhanden. In der Re
gel werden sie aber in untergeordneten Mengen eingesetzt und ver
bessern dann z. B. die Haftung, die elektrostatische Auflad
barkeit, das Fließverhalten der Pulver und die Oberflächenglätte.
Abkömmlinge der 3-Phenylacrylsäure verbessern weiter als einge
baute Stabilisatoren die Witterungsbeständigkeit der Lackierun
gen.
Komponente (a) ist im erfindungsgemäß einzusetzenden Copoly
merisat im allgemeinen in Mengen von 20 bis 80, vorzugsweise 40
bis 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (a) +
(b) + (c) einpolymerisiert.
Bei Komponente (b) handelt es sich erfindungsgemäß um copoly
merisierbare, ethylenisch ungesättigte organische Verbindungen
der allgemeinen Formel (A)
worin R′ und R′′ untereinander gleich oder verschieden sein können
und für H, CnH2n+1 mit n = 1 bis 6, Cycloalkyl, z. B. mit 5 oder 6
C-Atomen, Aryl, z. B. Phenyl, oder Aralkyl, z. B. mit 7 bis 9 C-
Atomen, stehen und R′′′ für einen Acryloyl-, Methacryloyl, Eth
acryloyl- oder Cinnamoylrest, oder auch für einen von Malein
säure, Fumarsäure bzw. Crotonsäure abgeleiteten Rest steht, wobei
diese Verbindungen teilweise durch eine oder mehrere weitere von
(a) verschiedene copolymerisierbare ethylenisch ungesättigte or
ganische Verbindungen ersetzt sein können.
Beispiele für Verbindungen der allgemeinen Formel (A) sind:
Durch die Mitverwendung von Verbindungen der allgemeinen Formel
(A) erhöht sich überraschenderweise die Lichtempfindlichkeit
Lacke ganz außergewöhnlich.
Weiter eignen sich als Komponente (b) Dihydrodicyclopentadienyl
ethacrylat und Dihydrodicyclopentadienylcinamat. Ebenfalls von
Bedeutung ist das in Anteilen mit Acrylestern copolymerisierbare
Addukt aus Dicyclopentadien, Maleinsäureanhydrid und Wasser sowie
die Ester dieses Addukts mit mono- oder polyfunktionellen Alkoho
len.
Als Komponente (b) gegebenenfalls weiterhin mitzuverwendende von
Komponente (a) verschiedene copolymerisierbare ethylenisch unge
sättigte organische Verbindungen (b) eignen sich beispielsweise
radikalisch polymerisierbaren besonders radikalisch mit Kompo
nente (a) copolymerisierbare Monomere, wie Styrol, 1-Methyl
styrol, 4-tert.Butylstyrol, 2-Chlorstyrol, Vinylester von Fett
säuren mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie Vinylacetat, Vinyl
propionat, Vinylether von Alkanolen mit 2 bis 20 Kohlenstoff
atomen, wie Vinylisobutylether, weiter Vinylchlorid, Vinyliden
chlorid, Vinylalkylketone, Diene wie Butadien und Isopren sowie
Ester der Malein- und Crotonsäure. Geeignete gegebenenfalls mit
zuverwendende Monomere (b) sind auch cyclische Vinylverbindungen
wie Vinylpyridin, 2-Methyl-1-vinylimidazol, 1-Vinylimidazol,
5-Vinylpyrrolidon und N-Vinylpyrrolidon. Auch allylisch ungesät
tigte Monomere können eingesetzt werden, wie z. B. Allylalkohol,
Allylalkylester, Monoallylphthalat und Diallylphthalat. Weiter
kommen auch Acrolein und Methacrolein und polymerisierbare Iso
cyanate in Frage.
Die Komponente (b) ist im erfindungsgemäß einzusetzenden Copoly
merisat im allgemeinen in Mengen von 5 bis 80, vorzugsweise 20
bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (a) +
(b) + (c) einpolymerisiert.
Von besonderer Bedeutung sind Komponenten (Monomere) (a) oder
auch (b), die besonders leicht abstrahierbare Wasserstoffatome
tragen; das sind besonders Monomere mit folgenden Gruppen: Isoal
kylgruppen mit 3 bis 12 C-Atomen, wie Isopropyl-, Isobutyl oder
Ethylhexylgruppen, Aminoisoalkylgruppen mit 3 bis 12 C-Atomen,
wie Diisopropylaminoethyl-, N-Isobutylisopropylaminoalkyl, Cy
cloisoalkylgruppen mit 5 bis 8 C-Atomen, wie Methylcyclohexyl-,
Isopropylcyclohexyl-, Cycloalkyl-, Furfuryl- und Tetrahydrofur
furylgruppen, weiter Furfuryl-, Tetrahydrofurfuryl-, p-Menthyl-,
Terpin-, und Thymolgruppen, oder Gruppierungen der folgenden For
meln
worin
n=2 oder 3
und
R¹² = H, geradkettiges Alkyl mit 1 bis 15 Kohlenstottatomen, ver zweigtes Alkyl mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen, durch Halogen, wie z. B. Cl, F, Br substituiertes geradkettiges oder ver zweigtes Alkyl, wie z. B. -C-(CF₃) oder Isopropyl,
R¹³ = Alkyl mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Isopropyl, Isobutyl oder Isoamyl, Aryl, wie z. B. Isoamylphenyl, durch Halogen, wie z. B. F, Cl oder Br, substituiertes Alkyl mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen, durch Halogen, wie z. B. F, Cl, Br substituiertes Aryl.
n=2 oder 3
und
R¹² = H, geradkettiges Alkyl mit 1 bis 15 Kohlenstottatomen, ver zweigtes Alkyl mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen, durch Halogen, wie z. B. Cl, F, Br substituiertes geradkettiges oder ver zweigtes Alkyl, wie z. B. -C-(CF₃) oder Isopropyl,
R¹³ = Alkyl mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Isopropyl, Isobutyl oder Isoamyl, Aryl, wie z. B. Isoamylphenyl, durch Halogen, wie z. B. F, Cl oder Br, substituiertes Alkyl mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen, durch Halogen, wie z. B. F, Cl, Br substituiertes Aryl.
Mit solchen Monomeren kann die Lichtempfindlichkeit der
erfindungsgemäßen Lacke ebenfalls erhöht werden.
Bei Komponente (c) handelt es sich um copolymerisierbare,
ethylenisch ungesättigte, vor und/oder nach der Polymerisation im
triplettangeregten Zustand zur Wasserstoffabstraktion befähigte
aromatische oder teilaromatische Ketone. Besonders geeignet sind
Stoffe mit folgenden Strukturformeln:
in der
R⁶ -CH₃ oder -C₆H₅ und
R⁷ -H oder -CH₃ bedeuten,
R⁶ -CH₃ oder -C₆H₅ und
R⁷ -H oder -CH₃ bedeuten,
in der
R⁸ -CnH2n+1 mit n=1 bis 3 oder -C₆H₅
R⁸ -CnH2n+1 mit n=1 bis 3 oder -C₆H₅
R¹⁰ -H oder -CnH2n+1 mit n=1 bis 8 und
R¹¹ -CnH2n+1 mit n=1 bis 4 bedeuten
R¹¹ -CnH2n+1 mit n=1 bis 4 bedeuten
Bevorzugt sind solche Komponenten (c), die sich vom Benzophenon
ableiten, insbesondere solche, bei denen die ethylenisch ungesät
tigte Gruppe von der Benzophenongruppe durch einen molekularen
Spacer nach dem Schema
Ketongruppe . . . Spacer . . . . . . ethylenisch ungesättigte Gruppe
getrennt ist.
Solche besonders bevorzugten Komponenten (c) sind z. B. durch die
oben angeführten Strukturformeln (VIII), (XVII), (XX), (XXI),
(XXII), (XXIII), (XXIV), (XXV), (XXVI), (XXVII), (XXVIII),
(XXXIX), (XL), (XLII) und (XLIII) wiedergegeben.
Komponente (c) kann im erfindungsgemäß zu verwendenden Copoly
merisat in Mengen von 5 bis 80, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-%,
bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (a) + (b) + (c) ein
polymerisiert sein.
Die Auswahl der zu kombinierenden Monomeren (a) bis (c) erfolgt
zweckmäßigerweise so, daß die Pulverlacke gut lagerstabil, d. h.
vor allem blockfest und applizierfähig, d. h. gut elektrostatisch
versprühbar werden und die durch UV-Licht ausgehärteten Lacke den
gestellten Anforderungen genügen. Diese Anforderungen können
recht unterschiedlich sein, so werden z. B. für klare Decklacke
von Metallicklackierungen bei Automobilen höchste Vergilbungs-
und Witterungsbeständigkeit, Kratzfestigkeit und Glanzhaltung bei
hoher Härte gefordert. Bei einem coilcoat-Lack, d. h. einem Lack,
mit dem Blechbahnen lackiert, dann aufgewickelt und später unter
Verformung weiterverarbeitet werden, kommt es auf höchste
Elastizität und Haftung an. Auch der Preis der Monomeren kann ein
Auswahlkriterium sein, wenn für bestimmte Anwendungen keine hohe
Qualität der Lackierungen, dafür aber ein niedriger Preis gefor
dert wird.
Es ist z. B. bekannt, daß Styrol und Methylmethacrylat "harte"
Monomere sind, die die Glasübergangstemperatur und den Erwei
chungspunkt der Polymeren und die Härte der Lackierungen erhöhen,
während Butylacrylat, Ethylhexylacrylat und Tridecylacrylat als
"weiche" Monomere diese Eigenschaften erniedrigen, dafür aber die
Elastizität verbessern. Weiter ist auch bekannt, daß untergeord
nete Anteile an (Meth-)Acrylsäure oder (Meth-)Acrylamid die Haf
tung verbessern.
Diese Grundprinzipien bei der Auswahl und Mischung von Monomeren
zur Einstellung von Basiseigenschaften bei Lacken, sind dem Poly
merchemiker und Lackfachmann bekannt.
Da der Anteil an Komponenten (b) der allgemeinen Formel (A) un
mittelbar die Vernetzungsdichte beeinflußt, ist es zweckmäßig,
den dem vorgesehenen Verwendungszweck angepaßten optimalen Anteil
durch Versuche zu ermitteln.
Weitere Bestandteile der Monomermischungen können darauf zielen,
neben der Vernetzung durch Wasserstoffabstraktion über die Mono
meren (c) auch die UV-Vernetzung von Doppelbindungen als weitere
Vernetzungsreaktion mitzuverwenden. Die dazu notwendigen Doppel
bindungen können z. B. dadurch in die Polymeren eingeführt werden,
daß einpolymerisierte (Meth-)Acrylsäure mit Glycidylmethacrylat
oder einpolymerisiertes Glycidylmethacrylat mit (Meth-)Acrylsäure
umgesetzt wird, oder bevorzugt einpolymerisierte Hydroxy
alkyl-(meth)acrylate mit Acrylsäureanhydrid oder Methacrylsäure
anhydrid umgesetzt werden.
Die Copolymerisate können auch neben den einpolymerisierten, in
trinsischen, zur H-Abstraktion befähigten UV-Photoinitiatoren (c)
zusätzlich weitere übliche UV-Photoinitiatoren sowie gegebenen
falls zusätzlich übliche UV-Stabilisatoren enthalten.
Die Herstellung der Polymerisate kann auf bekannte Weise durch
thermisch und/oder mit radikalbildenden Initiatoren gestartete
radikalische Polymerisation in Lösung oder in Substanz erfolgen,
wobei zur Steuerung des Molekulargewichts der Polymeren auch Reg
ler zugegeben werden können.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht auch darin, daß die Copolymerisate mit oder ohne radikal
liefernde Polymerisationsinitiatoren nach der Methode der Hoch
temperaturpolymerisation unter Druck in Substanz oder in Gegen
wart von Lösungsmitteln hergestellt werden.
Im Falle der Polymerisation im Lösemittel wird dieses danach nach
üblichen Methoden entfernt.
Gut geeignet ist vor allem die Substanzpolymerisation bei hoher
Temperatur in kontinuierlichen Reaktoren. Die Notwendigkeit der
Entfernung eines Hilfslösemittels entfällt dabei. Weiter ist es
möglich, in die Austragsvorrichtung des Reaktors oder einen un
mittelbar dahintergeschalteten Extruder Hilfsstoffe, Pigmente und
andere Stoffe zur Komplettierung gebrauchsfertiger Pulverlacke
einzuarbeiten und so in einem Prozeß gebrauchsfertige Pulverlacke
zu erzeugen.
Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung der Lack
pulver ist es, die Polymerisate zunächst in Lösung herzustellen
und die Lösungen gegebenenfalls zu pigmentieren, mit weiteren In
itiatoren, Verlaufshilfsmitteln und sonstigen Hilfsmitteln zu
versetzen und dann das Lösemittel nach dem Verfahren der Sprüh
trocknung zu entfernen.
Die Polymerisationstechnik und die Gewinnung von Lackpulvern aus
den Polymerisaten ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfin
dung.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Pulverlacke können durch elek
trostatisches Versprühen, Wirbelsintern oder nach einer anderen
für die Verarbeitung-von pulverlacken üblichen Methode auf die
Oberfläche des zu lackierenden Substrates aufgebracht, dort durch
Erwärmen aufgeschmolzen und nach Ausbildung eines glatt verlau
fenen noch flüssigen Überzugs durch UV-Strahlung vernetzt werden.
Weiter kann die UV-Bestrahlung auch nach teilweisem oder voll
ständigem Abkühlen der vorher aufgeschmolzenen Überzüge erfolgen.
Für optimale Filmbildung aus den pulvern bei relativ niedrigen
Temperaturen ist es erwünscht, Polymere mit relativ niedrigem Mo
lekulargewicht und mit einer schmalen Molekulargewichtsverteilung
zu verwenden.
Gut geeignet, unter dem Aspekt einer optimalen Filmoberfläche,
sind Polymere mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht n zwi
schen 1000 und 20000, bevorzugt zwischen 1500 und 8000, ins
besondere zwischen 2000 und 6000.
Ein weiterer Aspekt ist die Molekulargewichtsverteilung, d. h. der
Quotient aus zahlenmittlerem (n) und dem gewichtsmittleren (g)
Molekulargewicht, der für besten Verlauf unter 4 betragen sollte.
Um speziellen anwendungstechnischen Aspekten Rechnung zu tragen,
z. B. hohe Standfestigkeit an senkrechten Flächen einzustellen,
kann aber auch beliebig davon abgewichen werden.
Die Herstellung von Lackpulvern aus den erfindungsgemäßen Polyme
risaten kann nach dem bekannten Stand der Technik, wie er z. B.
"Powder Coatings", Chemistry and Technology Tosko Aleksandar Mi
sev, Verlag John Wiley and Sons, Chichester (1991) (insbesondere
Seiten 224-227) zu entnehmen ist, erfolgen.
Weitere Zusätze zu den Monomermischungen der Komponenten (a) +
(b) + (c) können darauf zielen, neben der Vernetzung durch Was
serstoffabstraktion über die Monomeren (c) auch die UV-Vernetzung
von Doppelbindungen als Co-Vernetzung mitzuverwenden. Die dazu
notwendigen Doppelbindungen können, wie bereits oben erwähnt,
z. B. dadurch in die Polymeren eingeführt werden, daß einpolymeri
sierte (Meth-)Acrylsäure mit Glycidylmethacrylat oder einpoly
merisiertes Glycidylmethacrylat mit (Meth-)Acrylsäure umgesetzt
wird.
Weiter können auch Bestandteile der Monomermischungen enthalten
sein, die darauf gerichtet sind, neben der Vernetzung durch UV-
Licht eine thermisch gestartete Co-Vernetzung zu ermöglichen.
Dazu geeignet sind z. B. Glycidylmethacrylat, das mit Fremdver
netzern, wie polyfunktionellen Carbonsäuren oder Carbonsäure
anhydriden, reagieren kann oder freie Carboxylgruppen aus ein
polymerisierter (Meth)-acrylsäure, die mit Polyepoxydharzen ver
netzt werden können. Auch die thermische Vernetzung über einpoly
merisierte Methylolierungsprodukte und Methylolether von
(Meth-)acrylamid sind zur thermischen Co-Vernetzung geeignet.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung kann auch sein, zusätzliche
Vernetzungen über einen nicht erfindungsgemäßen, bekannten Mecha
nismus mitzuverwenden, der unabhängig ist von dem erfindungs
gemäßen Mechanismus der direkten Wasserstoffabstraktion. Dazu
kommen sowohl lichtaktivierte als auch thermisch aktivierte Me
chanismen in Frage. Ziel dabei ist es, sich durchdringende Netz
werke zu erzeugen, die verbesserte Lackeigenschaften aufweisen.
Beispielsweise können den erfindungsgemäßen Copolymerisaten auch
nicht erfindungsgemäße, doppelbindungstragende Harze zugemischt
werden, um so eine Co-Vernetzung über Doppelbindungen zu errei
chen. Solche Harze können z. B. nach US-A-4 064 161 oder
DE-A-24 36 186 auf der Basis von Polymerisaten, die Glycidylmeth
acrylat enthalten und mit Acrylsäure umgesetzt werden, erhalten
werden. Weiter können den erfindungsgemäßen Lacken nicht
erfindungsgemäße Lacke zugemischt werden, die einpolymerisierte
Epoxidgruppen tragen und mit Polycarbonsäuren vernetzbar sind.
In der Regel reicht die vernetzende Wirkung der Komponente (c)
für eine gute Vernetzung unter UV-Licht aus. Diese Stoffe sind
auf Grund ihrer molekularen Struktur befähigt, durch UV-Absorp
tion in einen triplettangeregten Zustand überzugehen und durch
Wasserstoffabstraktion eine Vernetzung zu bewirken. Zur Optimie
rung der UV-Vernetzung und zur Anpassung an das Spektrum der ver
fügbaren UV-Quelle können aber noch weitere übliche und bekannte
UV-Absorber und Photoinitiatoren, wie Benzoinether, Benzophenon
verbindungen, Benzoinphosphinoxide und Thioxanthone mitverwendet
werden.
Weiterhin können die Pulverlacke übliche Hilfsmittel nach dem
Stand der Technik enthalten, wie z. B. Katalysatoren für eine Co
vernetzung, Verlaufsverbesserer, Antikratermittel, Haftungsver
besserer u. a.
Die in den Beispielen angegebenen Teile und Prozente sind, soweit
nicht anders angegeben, Gewichtsteile und Gewichtsprozente.
Die Durchführung der Versuche erfolgte in einem Raum mit UV-
freier Beleuchtung.
In einem Rührkolben (Fassungsvermögen 2 Liter) mit Zulauftrich
ter, Thermometer, Rückflußkühler und leichter Stickstoffspülung
wurden
400 g Isobutanol vorgelegt und auf Rückfluß erhitzt; unter Rüh
ren wurde dann bei ca. 105-108°C innerhalb einer Stunde
mit gleichbleibender Geschwindigkeit eine Mischung von
270 g Methylmethacrylat
300 g Dihydrodicyclopantadienylacrylat
200 g Styrol
50 g 2-Ethylhexylacrylat
30 g Acrylsäure
150 g der Verbindung der Strukturformel (XVII) mit R¹=H und
30 g tert.-Butylperoctoat zugegeben.
270 g Methylmethacrylat
300 g Dihydrodicyclopantadienylacrylat
200 g Styrol
50 g 2-Ethylhexylacrylat
30 g Acrylsäure
150 g der Verbindung der Strukturformel (XVII) mit R¹=H und
30 g tert.-Butylperoctoat zugegeben.
20 Minuten nach Ende der Zugabe wurden weitere
10 g tert.-Butylperoctoat innerhalb von 15 Minuten zugetropft,
noch 3 Stunden bei 105-108°C nachpolymerisiert und dann
abgekühlt.
Es entstand eine viskose Harzlösung, aus der unter leichtem Va
kuum der Hauptteil des Lösemittels abdestilliert wurde. Die
resultierende Restlösemittel enthaltende Harzschmelze wurde dann
in porzellanschalen, die mit Aluminiumfolie ausgelegt waren, aus
gegossen und im Vakuumtrockenschrank bei 80°C 48 Stunden getrock
net.
Auf den Folien resultierte danach ein spröd-hartes Harz, das
durch Klopfen weitgehend von den Folien abgeschlagen und in einer
Labormühle mit Messerflügelmahlwerk gemahlen wurde. Die Grobteile
wurden mit einem Sieb mit Maschenweite 100 µm entfernt.
K-Wert (DIN 53726): 15,7 (1%ige Lösung in Essigester)
Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, aber mit einer folgenderma
ßen geänderten Zusammensetzung der Monomeren im Zulauf:
170 g Methylmethacrylat
300 g Dihydrodicyclopentadienylacrylat
150 g Isobornylmethacrylat
150 g Styrol
50 g 2-Ethylhexylacrylat
30 g Acrylsäure
150 g der Verbindung der Strukturformel (XVII) mit R¹=H.
300 g Dihydrodicyclopentadienylacrylat
150 g Isobornylmethacrylat
150 g Styrol
50 g 2-Ethylhexylacrylat
30 g Acrylsäure
150 g der Verbindung der Strukturformel (XVII) mit R¹=H.
Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, aber mit einer folgenderma
ßen geänderten Zusammensetzung der Monomeren im Zulauf:
170 g Methylmethacrylat
300 g Dihydrodicyclopentadienylacrylat
150 g Isobornylmethacrylat
150 g Styrol
50 g 2-Ethylhexylacrylat
30 g Acrylsäure
150 g der Verbindung der Strukturformel (XVII) mit R¹=H.
300 g Dihydrodicyclopentadienylacrylat
150 g Isobornylmethacrylat
150 g Styrol
50 g 2-Ethylhexylacrylat
30 g Acrylsäure
150 g der Verbindung der Strukturformel (XVII) mit R¹=H.
Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, aber mit einer folgenderma
ßen geänderten Zusammensetzung der Monomeren im Zulauf:
400 g Methylmethacrylat
300 g Dihydrodicyclopentadienylacrylat
200 g Styrol
20 g Butylacrylat
50 g 2-Ethylhexylacrylat
30 g Acrylsäure
300 g Dihydrodicyclopentadienylacrylat
200 g Styrol
20 g Butylacrylat
50 g 2-Ethylhexylacrylat
30 g Acrylsäure
Nach Beendigung der Polymerisation wurden beim Abkühlen
50 g Benzophenon
zugegeben und unter Rühren in der Polymerisatlösung aufgelöst.
Die weitere Aufarbeitung zu einem Pulver erfolgte wie bei Bei
spiel 1.
Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, aber mit einer folgenderma
ßen geänderten Zusammensetzung der Monomeren im Zulauf:
250 g Methylmethacrylat
300 g Dihydrodicyclopentadienylacrylat
150 g Isobornylmethacrylat
200 g Styrol
50 g 2-Ethylhexylacrylat
30 g Acrylsäure.
300 g Dihydrodicyclopentadienylacrylat
150 g Isobornylmethacrylat
200 g Styrol
50 g 2-Ethylhexylacrylat
30 g Acrylsäure.
Nach Beendigung der Polymerisation wurden beim Abkühlen
50 g Benzophenon
zugegeben und unter Rühren in der Polymerisatlösung aufgelöst.
Die weitere Aufarbeitung zu einem Pulver erfolgte wie bei Bei
spiel 1.
Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, aber mit einer folgenderma
ßen geänderten Zusammensetzung der Monomeren im Zulauf:
470 g Methylmethacrylat
200 g Styrol
150 g 2-Ethylhexylacrylat
50 g Acrylsäure
150 g der Verbindung der Strukturformel (XVII) mit R¹=H.
200 g Styrol
150 g 2-Ethylhexylacrylat
50 g Acrylsäure
150 g der Verbindung der Strukturformel (XVII) mit R¹=H.
Es wurde also kein Dihydrdicyclopentadienylacrylat mitverwendet.
Die Anteile an Methylmethacrylat und Ethylhexylacrylat wurden er
höht. Durch diese Mischung wurde die Härte (TG, gemessen mit DSC)
des Copolymerisates an die der Copolymerisate der anderen Bei
spiele angepaßt, um so die Vergleichbarkeit zu verbessern, obwohl
die Härte für die erfindungsgemäße Verbesserung der Lichtempfind
lichkeit nicht wesentlich ist.
Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, aber mit einer folgenderma
ßen geänderten Zusammensetzung der Monomeren im Zulauf:
270 g Methylmethacrylat
300 g Isobornylmethacrylat
200 g Styrol
50 g 2-Ethylhexylacrylat
30 g Acrylsäure
150 g der Verbindung der Strukturformel (XVII) mit R¹=H.
300 g Isobornylmethacrylat
200 g Styrol
50 g 2-Ethylhexylacrylat
30 g Acrylsäure
150 g der Verbindung der Strukturformel (XVII) mit R¹=H.
Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, aber mit einer folgenderma
ßen geänderten Zusammensetzung der Monomeren im Zulauf:
270 g Methylmethacrylat
200 g Styrol
300 g Isobornyacrylat
50 g 2-Ethylhexylacrylat
30 g Acrylsäure
150 g der Verbindung der Strukturformel (XVII) mit R¹=H.
200 g Styrol
300 g Isobornyacrylat
50 g 2-Ethylhexylacrylat
30 g Acrylsäure
150 g der Verbindung der Strukturformel (XVII) mit R¹=H.
Die Pulver sind in Isopropanol und Aceton klar löslich, d. h.
nicht vernetzt. Zur Prüfung wurden die Pulver mit einer Rakel mit
200 µm Spaltbreite auf ein Prüfblech aufgebracht. Man erhält so
eine lockere, gleichmäßige Pulverschicht auf dem Blech. Die
Blechtafeln wurden dann auf einen Heiztisch gelegt, der auf 140°C
vorgeheizt war. Nach 3 Minuten waren die Pulver zu einer glatten
gleichmäßigen Harzschicht zusammengeschmolzen. Mit einem kleinen
Spatel waren diese Schmelzen als viskose Flüssigkeiten rührbar.
Der Heiztisch wurde dann unter eine dosierte Quecksilbermittel
drucklampe mit breitbandigem UV-Licht geschoben. Nach der Belich
tung wurden die Probeplatten vom Heiztisch genommen und abkühlen
lassen. Die resultierenden Lackschichten haben dann eine Schicht
dicke von ca. 70 µm. Nach dem Abkühlen wurden auf die belichteten
und die während der Belichtung abgedeckten Felder der Tafeln zur
Prüfung der Acetonfestigkeit für 5 Minuten acetonfeuchte Wat
tebäusche aufgelegt.
In Reihenversuchen wurde die Belichtungsenergie (mJ/cm²) bestimmt,
bei der die Harze im belichteten Bereich nicht mehr vom Aceton
angegriffen wurden; es wurde maximal mit 10 000 mJ/cm² belichtet.
Beispiel 1 zeigt die doppelbindungsfreie Vernetzung über die Kom
ponente (b) in Verbindung mit einer einpolymerisierten im tri
plettangeregten Zustand zur Wasserstoffabstraktion befähigten
Benzophenonverbindung (c).
Beispiele 2 und 3 zeigen die Steigerung der Lichtempfindlichkeit
durch die Mitverwendung von Stoffen wie Isobornyl(meth)acrylat.
Beispiel 4 zeigt die doppelbindungsfreie Vernetzung über die Kom
ponente (b) in Verbindung mit einem zugesetzten Photoinitiator
(Benzophenon).
Beispiel 5 zeigt die Steigerung der Lichtempfindlichkeit im Ver
gleich zu Beispiel 4 durch die Mitverwendung von Stoffen wie Iso
bornyl(meth)acrylat.
Die Vergleichsbeispiele entsprechen dem vorbekannten Stand der
Technik, wie er den zitieren europäischen Patenten zu entnehmen
ist. Sie zeigen, daß ohne Komponente (b) eine für Pulverlacke
ausreichend gute UV-Vernetzung nicht erreicht wird, auch nicht
bei Anwendung technisch nicht mehr sinnvoller Belichtungsenergie.
Claims (16)
1. Verfahren zur Lackierung von Gegenständen mit Polymerisate
enthaltenden Pulverlacken, die auf die Oberfläche des zu lac
kierenden Substrates aufgebracht, aufgeschmolzen und durch
UV-Strahlung vernetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als
Polymerisate Copolymerisate aus
- (a) mindestens einem Monomeren der allgemeinen Formel I
CH₂=C(R¹)-CO-OR² (I)mit R¹ = H oder CH₃ und
R² = H, CnH2n+₁ mit n = 1 bis 30, ein
alicyclischer, araliphatischer oder hetero
cyclischer Rest, ein Hydroxyalkyl-, Alkoxy
alkyl-, Glycidyl- oder Aminoalkylrest,
oder der allgemeinen Formel (II)CH₂=C(R¹)-CO-NR³R⁴ (II)mit R¹ = H oder CH₃ und
wobei R³ und R⁴ untereinander gleich oder verschieden sein können und für H, CH₂OH, CnH2n+₁ mit n = 1 bis 30 oder CH₂OR⁵ mit R⁵ = CmH2m+1 mit m = 1 bis 12 stehen,
und - (b) mindestens einer copolymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten organischen Verbindung der allgemeinen For mel (A) worin R′ und R′′ untereinander gleich oder verschieden sein können und für H, CnH2n+1 mit n = 1 bis 6, Cyclo alkyl, Aryl oder Aralkyl stehen und R′′′ für einen Acryloyl-, Methacryloyl-, Ethacryloyl- oder Cinnamoylrest steht, wobei diese Verbindung teilweise durch eine oder mehrere weitere von (a) verschiedene copolymerisierbare ethylenisch ungesättigte organische Verbindungen ersetzt sein kann, eingesetzt werden
und im Pulverlack zusätzlich ein Photoinitiator oder Photo
initiatorsystem enthalten ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Copolymerisat neben den Komponenten (a) und (b) zusätzlich
eine Komponente (c) einpolymerisiert enthält, wobei die Kom
ponente
- (c) mindestens ein copolymerisierbares ethylenisch ungesät tigtes, im triplettangeregten Zustand zur Wasserstoffabstraktion befähigtes aromatisches oder teilaromatisches Keton ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im
Pulverlack kein zusätzlicher Photoinitiator oder Photoinitia
torsystem enthalten ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß als Komponente (b) Dihydrodicyclopenta
dienylacrylat, Dihydrodicyclopentadienylmethacrylat, Dihydro
dicyclopentadienylethacrylat oder Dihydrodicyclopentaddienyl
cinnamat eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Copolymerisate Glastemperaturen zwi
schen 20°C und 140°C aufweisen.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß im Copolymerisat als Komponente (a) zu
mindest teilweise eine Verbindung aus der Gruppe Isobornyla
crylat, Isobornylmethacrylat, Isobornylethacrylat, Isobornyl
cinnamat, Adamantanacrylat, Adamantanmethacrylat, Adamantane
thacrylat sowie Adamantancinnamat einpolymerisiert ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Copolymerisate als Komponente (a)
Acryl- oder Methylacrylsäurealkylester mit 1 bis 10 Kohlen
stoffatomen im Alkylrest oder deren Gemische mit
Glycidyl(meth) acrylat und/oder (Meth)acrylsäure einpolymeri
siert enthalten.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß in den Copolymerisaten als Korn
teilweise Styrol, 4-tert.-Butylstyrol und/oder 1-Methylstyrol
einpolymerisiert sind.
9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den
Copolymerisaten Komponente (c) in einer Menge von 10 bis
50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (a),
(b) und (c), einpolymerisiert ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Copolymerisate in Lösung polymeri
siert werden und aus den Lösungen, gegebenenfalls nach Zugabe
von Pigmenten und Hilfsstoffen, durch Sprühtrocknung die
Lackpulver hergestellt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Copolymerisate als Komponente (c) min
destens ein copolymerisierbares, ethylenisch ungesättigtes im
triplettangeregten Zustand zur Wasserstoffabstraktion befä
higtes Acetophenon- und/oder Benzophenonderivat einpolymeri
siert enthalten, das keine Phenylgruppe mit einer freien
Hydroxylgruppe in ortho-Stellung zur Carbonylgruppe des
Phenongrundkörpers aufweist.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pulverlacke durch elektrostatisches
Versprühen, Wirbelsintern oder nach einer anderen für die
Verarbeitung von Pulverlacken üblichen Methode auf die Ober
fläche des zu lackierenden Substrates aufgebracht, dort durch
Erwärmen aufgeschmolzen und nach Ausbildung eines glatt ver
laufenen noch flüssigen Überzugs durch UV-Strahlung vernetzt
werden oder nach teilweisem oder vollständigem Abkühlen mit
UV-Strahlen vernetzt werden.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Copolymerisate vor ihrer Weiterverar
beitung zu Pulverlacken mit festen ethylenisch ungesättigten
monomeren, oligomeren oder polymeren Stoffen in einem Mi
schungsverhältnis von 90 : 10 bis 10 : 90 abgemischt werden.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Copolymerisate C-C-Doppelbindungen
enthalten.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pulverlacke zusätzlich übliche UV-
Stabilisatoren enthalten.
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Owner name: BASF COATINGS AG, 48165 MUENSTER, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |