AT253089B - Verfahren zur Herstellung von Polyvinylchlorid-Einschichtüberzügen hoher Schichstärke - Google Patents

Description

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   Verfahren zur Herstellung von Polyvinylchlorid-Einschichtüberzügen hoher Schichtstärke 
Wegen seiner chemischen und mechanischen Widerstandsfähigkeit wird Polyvinylchlorid in grossem Umfang in Form von Lacken, Beschichtungen oder sonstigen Überzügen zum Oberflächenschutz verwendet. Um einen wirksamen Oberflächenschutz zu erreichen, muss die Schutzschicht gut an dem Untergrund haften. Bekanntlich ist jedoch die Haftung von Polyvinylchlorid auf den verschiedensten Untergründen schlecht. 



   Bei Polyvinylchloridlacken versuchte man diesen Nachteil durch die Verwendung von Polyvinylchloridmischpolymerisaten zu beheben. Zum Beispiel erreicht man durch eine eingebaute Maleinsäurekomponente bei einem gleichzeitig anwesenden Anteil an Polyvinylacetat einen besseren Verbund. Derartige Systeme haben aber den Nachteil, dass nur eine verhältnismässig dünne Schichtstärke von einigen 10   tu   erzielt werden kann und ausserdem durch die   Mischpolymerisatkomponente   eine erhebliche Verminderung der Chemikalien-und Lösungsmittelbeständigkeit verursacht wird. Ferner führt die oft verlangte Pigmentierung zu einer bedeutenden Verschlechterung der Haftung. Schliesslich ist auch ein Nachteil darin zu sehen, dass in vielen Fällen geruchstarke und kräftigwirkende Lösungsmittel wie Ketone verwendet werden müssen. 



   Mit Plastisolen sind zwar hohe Schichtstärken erzielbar. Bei dem erforderlichen Einbrennprozess erfolgt jedoch ein Ausschwitzen der in Plastisolen zwangsläufig in verhältnismässig hohem Prozentsatz enthaltenen Weichmacher. Dies führt insbesondere bei Metallen zu einer ausserordentlich schlechten Haftung. Auch Organosole, die einen geringeren Weichmachergehalt haben, zeigen gleiches Verhalten. 



   Bisher war es daher stets erforderlich, zunächst Haftgründe sehr spezifischer Art aufzutragen. 



   Beide Systeme, Plastisole wie Haftgründe, werden heute bei den zur Verfügung stehenden Stoffen üblicherweise bei Temperaturen eingebrannt, die allgemein zwischen 140 und 180 C liegen. Niedrigere   Temperaturen sind für die Gelierung   unzureichend, höhere Temperaturen bewirken auch bei extrem hochsiedenden Weichmachern eine zu hohe Flüchtigkeit, die Hand in Hand geht mit beginnender Zersetzung des thermisch verhältnismässig instabilen Polyvinylchlorids. Auch durch Steigerung der   Stabilisatormenge   konnte bei den beträchtlichen Gelierzeiten der Zerfall nicht ganz verhindert werden. Eine Temperaturerhöhung üblicher Systeme war daher unter den heute gegebenen Verhältnissen ohne Vorteil. 



   Andere Möglichkeiten der direkten Haftungsvermittlung sind bisher nicht bekannt. Zusätze der verschiedensten Art brachten kein brauchbares Ergebnis. 



   Im Gegensatz zu den bisherigen Erkenntnissen und Erwartungen wurde nun gefunden, dass man Polyvinylchlorid selbst bei reduziertem Stabilisatorgehalt (bezogen auf die betreffende Temperatur und den angewendeten Stabilisator) auch bei Temperaturen über   210 C   einbrennen kann, wenn man die beginnende Zersetzung, d. h. also die Radikalbildung durch HCl-Abspaltung zu einer Vernetzungsreaktion ausnutzt, die nicht nur einem Zerfall und der Verkohlung entgegenwirkt, sondern auch bei geeigneten Bin- 

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 dungspartnern zu einer Reaktionsbrücke zwischen dem Beschichtungspolyvinylcblorid und dem Untergrund, insbesondere bei Metallen, führt. 



   Zur Bewirkung dieser Reaktionen werden Stoffe zugesetzt, die bei den erwähnten Temperaturen reaktiv sind, d. h. mit-CH-CH-Radikalen vernetzen, wobei der abgespaltene HC1 teils katalytischwirkt und/oder vom System anderweitig wieder aufgenommen wird, teils auch in bekannter Weise von Stabilsatoren abgefangen wird. 



   Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von   Polyvinylchlorid-Einschichtüberzügen   hoher Schichtstärke, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ohne Grundierung bei Temperaturen oberhalb
2100C eine   Polyvinylchloridbeschichtungsmasse   eingebrannt wird, die Zusätze enthält, welche die beginnende Zersetzung, d. h. die Radikalbildung durch   Hui-Abspaltung   zu einer Vernetzungsreaktion ausnutzen, wobei der abgespaltene   HCI   gegebenenfalls katalytisch wirkt und vom System wieder aufgenommen bzw. unschädlich gemacht wird, u. zw.

   einzeln oder in Kombination Stoffe wie doppelbindungshaltige   Acryl- und Methacrylverbindungen,   Allylabkömmlinge, Isocyanate, Äthoxylinharze, ungesättigte Glykole, Harnstoff- und Melaminprodukte, Polyamidverbindungen, Phenolkörper, enolisierbare Stoffe wie höhermolekulare Ketosäuren bzw. mit mehrbasischen Säuren veresterte Ketoalkohole oder Ketonharze. Mit Vorteil werden die genannten Zusatzstoffe in Gewichtsmengen von 1 bis   300/0,   vorzugsweise 5 bis   10go,   bezogen auf die fertige Auftragsmasse, angewendet. 



   Der erwähnte Reaktionsmechanismus bzw. das Verfahren ist nicht auf Lösungen bzw. Dispersionen beschränkt, sondern kann in gleicher Weise bei Trockenmischungen, Agglomeraten oder Granulaten angewendet werden, die im Aufschmelzverfahren aufgebracht werden. 



     Für die Zusammenstellung der   Überzugsmasse können neben andern mit Vorteil Rezepturen verwendet werden, gemäss welchender Kunststoff in einer nichtlösenden, allenfalls oberflächlich anquellenden Flüssigkeit oder einem solchen Flüssigkeitsgemisch suspensiert wird. Nach dem Auftragen lässt man die Flüssigkeit abdunsten und vollendet den Beschichtungsvorgang durch eine Wärmebehandlung, die durch Schmelzfluss einen zusammenhängenden Überzug schafft. 



   Für den Erfolg des Verfahrens ist es ohne Bedeutung, ob man als Beschichtungsunterlage z. B. Eisen oder Aluminium oder die haftungsmässig sehr schwierigen Buntmetalle wie Kupfer oder Messing verwendet. In allen diesen Fällen wird eine erstklassige Haftung erzielt. 



   Massgeblich für den haftungsgebenden Effekt ist abgesehen vom Rezepturaufbau die Wechselwirkung zwischen Polyvinylchlorid und der Vernetzungskomponente. Sonstige Zusätze erstrecken sich auf bekannte und übliche Beimengungen wie Harze, Lösungsmittel, Nichtlöser, Weichmacher, Stabilisatoren, Netzmittel, Mattierungsmittel, Verdickungsmittel, Farbstoffe, Effektmittel, Extender usw. 



   Ein derartiges Beschichtungssystem gestattet im Einschichtauftrag das Aufbringen klarer, lasierend eingefärbter oder beliebig pigmentierter Überzüge bis zu einer Dicke von 500   au   und mehr, ohne dass irgendwelche Verbundschwierigkeiten auftreten, wobei vorausgesetzt ist, dass die betreffenden Rohstoffe die erwähnte Temperatur aushalten. Selbstverständlich kann, sofern noch höhere Schichtdicken verlangt werden, auch ein mehrmaliger Auftrag erfolgen. 



   Zum Auftrag kann jede in der Lackierungstechnik übliche Arbeitsweise wie z. B. Spritzen, Fluten, Tauchen, Giessen und Walzen, gegebenenfalls auch elektrostatische Aufbringung, angewendet werden. Die Einbrennzeiten richten sich nach der Zusatzkomponente bzw. nach deren Reaktionszeit und bewegen sich im allgemeinen zwischen 15 und 20 min. 



   Nach dem Verfahren kann man Kunststoffbeschichtungen herstellen, die ausgezeichnete Härte mit hoher Elastizität verbinden und zudem hohen Glanz,   Abriebfestigkeit, Porendichte   und Chemikalienbeständigkeit aufweisen. 



     DerartigeKunststoffüberzüge sind   z. B. geeignet für Haushaltsgeräte, Büromaschinen, Verpackungen, Bandbleche, Galvanogestelle, Fliesen, Drahtkörbe   und-geflechte, Verkehrsschilder   usw. 



   Zur Erläuterung der Erfindung werden anschliessend einige Beispiele angegeben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Im Rahmen der gegebenen Lehre und der dem Fachmann geläufigen Technik kann eine Vielzahl von-auf die jeweils vorliegenden Anwendungsfälle abge- 
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   - RezepturenPVC-Einschichtmaterial wird mit Verdünnungsmittel auf Spritzviskosität eingestellt. Das spritzfertig eingestellte Material wird dann mit derHandspritzpistole mit einem Spritzdruck von 3 bis 5 atü und einer Düsenweite von 1, 5 bis 4 mm verarbeitet. Bei dieser Verarbeitung werden zirka   2 - 4   Spritzkreuzgänge aufgetragen. Das aufgespritzte PVC-Einschichtmaterial wird entweder mit oder ohne Ablüftzeit in einem 

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Cmalen Eigenschaften. Nach dem Abkühlen des beschichteten und gesinterten Objektes kann dann die Härte, die Haftung, der Glanz, der Farbton und die Schichtstärke gemessen und beurteilt werden. Auf senkrechten Flächen kann mit einer Schichtstärke bis zu 1 mm ohne   Abrutsch-und   Laufgefahr aufgespritzt werden. 



     Beispiel 2 :   Verarbeitung im Giessverfahren. 



   PVC-Einschichtmaterial wird mit Verdünnungsmittel auf die gewünschte Giessviskosität eingestellt. 



  Danach wird das Material mit der Giessmaschine verarbeitet. Die Verarbeitungsviskosität liegt zwischen 50 - 150 sec, gemessen mit dem 4 mm DIN-Becher. Die Schlitzbreite des Giesskopfes, die Bandgeschwindigkeit sowie der Pumpdruck müssen je nach gewünschter Auflagestärke variiert werden. Es können beim Giessen Schichtstärken bis zu 500   ; j   erzielt werden. Nachdem die Objekte auf diese Weise beschichtet worden sind, erfolgt entweder mit oder ohne Ablüftzeit die Sinterung in einem z. B. elektrisch be- 
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 der Sinterung und Abkühlung des beschichteten Objektes kann dann die Haftung, der Glanz, die Härte, der Farbton und die erzielte Schichtstärke gemessen und beurteilt werden. 



   Beispiele für Rezepturen sind :
1. PVC-Einschichtspritzmasse weiss
Einbrennbedingungen 15 min bei 2150C 
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<tb> 
<tb> 45% <SEP> Suspensions-PVC, <SEP> K-Wert <SEP> 70
<tb> 10% <SEP> Octylstearat
<tb> 131o <SEP> Ketonharz, <SEP> Erweichungspunkt <SEP> 900C
<tb> 5% <SEP> Epoxyharz, <SEP> Epoxywert <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> 15% <SEP> Titandioxyd <SEP> RM <SEP> (z. <SEP> B.

   <SEP> Rutil)
<tb> 7% <SEP> Dekalin
<tb> 4% <SEP> Solventnaphtha
<tb> 1% <SEP> Barium-Cadmium-Stabilisator
<tb> 
 
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<tb> 
<tb> 4Clo <SEP> Emulsions-PVC, <SEP> K-Wert <SEP> 65
<tb> 5% <SEP> Butylolest
<tb> l <SEP>   <SEP> o <SEP> Chlorparaffin <SEP> 70 <SEP> fest
<tb> 15% <SEP> Phenolformaldehydharz, <SEP> Erweichungspunkt <SEP> 70 <SEP> C <SEP> 
<tb> 20% <SEP> Chromoxydgrün
<tb> 6% <SEP> Tetralin
<tb> 3, <SEP> 5% <SEP> Dekalin <SEP> 
<tb> 0, <SEP> 5% <SEP> Organozinn-Stabilisator <SEP> 
<tb> 
 3.

   PVC-Einschicht-Schmelz-Beschichtungsmasse rot
Einbrennbedingungen 20 min bei 2100C 
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<tb> 
<tb> 50% <SEP> Suspensions-PVC, <SEP> K-Wert <SEP> 75
<tb> 10% <SEP> Isocyanat, <SEP> z. <SEP> B. <SEP> Desmodur <SEP> AP <SEP> stabil
<tb> 12% <SEP> Eisenoxydrot
<tb> 4% <SEP> Alkylphenolharz
<tb> 13% <SEP> Chlordiphenylharz
<tb> 10% <SEP> Dinonylphthalat
<tb> 1% <SEP> schwefelhaltiger <SEP> Organozinn-Stabilisator.
<tb> 
 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Polyvinylchlorid-Einschichtüberzüge hoher Schichtstärke, dadurch gekennzeichnet, dass ohne Grundierung bei Temperaturen oberhalb 2100C eine Polyvinylchloridbeschichtungsmasse eingebrannt wird, die Zusätze enthält, welche die beginnende Zersetzung, <Desc/Clms Page number 4> d. h. die Radikalbildung durch HCl-Abspaltung zu einer Vernetzungsreaktion ausnutzen, wobei der abgespaltene HC1 gegebenenfalls katalytisch wirkt und vom System wieder aufgenommen bzw. unschädlich gemacht wird, u. zw.

   einzeln oder in Kombination Stoffe wie doppelbindungshaltige Acryl- und Methacrylverbindungen, Allylabkömmlinge, Isocyanate, Äthoxylinharze, ungesättigte Glykole, Harn- stoff- und Melaminprodukte, Polyamidverbindungen, Phenolkörper, enolisierbare Stoffe wie höhermole- kulare Ketosäuren bzw. mit mehrbasischen Säuren veresterte Ketoalkohole oder Ketonharze.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Zusatzstoffe in Gewichtsmengen von 1 bis 300/0, vorzugsweise 5 - 100/0, bezogen auf die fertige Auftragsmasse, angewendet werden.