CH449963A - Neue, härtbare Kompositionen - Google Patents

Neue, härtbare Kompositionen

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CH449963A
CH449963A CH641965A CH641965A CH449963A CH 449963 A CH449963 A CH 449963A CH 641965 A CH641965 A CH 641965A CH 641965 A CH641965 A CH 641965A CH 449963 A CH449963 A CH 449963A
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CH641965A
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Daniel Dr Porret
Paul Dr Zuppinger
Knecht Eduard
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Ciba Geigy
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F283/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
    • C08F283/01Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to unsaturated polyesters

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Description


  



  Neue, härtbare Kompositionen    Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind    neue, härtbare Kompositionen, die sich für die Herstellung von Formk¯rpern   einschliesslich    Flächengebilden eignen, und die   dadurch gekemzaichnet    sind, dass sie (a) einen ungesättigten Polyester einer a,   j6-ungesättigten    CarbonsÏure, (b) als zusätzliches Vernetzungsmittel eine Verbindung, die   mindesbens einmal die Gruppie-      rung   
EMI1.1     
 enthält, worin   Zt    einen Rest der Formel
EMI1.2     
 oder der Formel
EMI1.3     
 oder der Formel
EMI1.4     
   bedeutet, wobei Rl für    ein Wasserstoffatom, ein Chloratom oder eine Methylgruppe steht,

   A1 den durch Abtrennung der beiden Hydroxylgruppen erhaltenen Rest eines   zweiwertian Alkohols bedeutet, und    A2 den durch Abtrennung der drei Hydroxylgruppen erhaltenen Rest eines dreiwertigen Alkohols bedeutet und   (c)    ein organisches Peroxyd als   Härtungskatalysa-    tor enthalten.



   Die   erfindungsgemässen härtbaren Kompositionen    können ferner Härtungsbeschleuniger, wie   insbeson-    dere lösliche   Schwermetallsalze,    z. B. l¯sliche Kobaltsalze oder Vanadiumsalze enthalten.



   Die   erfindungsgemässen Kompositioneln können      ausserdem eine polymerisierbare    monomere Verbindung, wie z. B. Styrol enthalten.



   Bevorzugt verwendet man als Vernetzungsmittel (b) Verbindungen der Formel
EMI1.5     
 worin die Reste Z1, Za und   Z3    je die gleiche Bedeutung haben wie der Rest   Z,    in Formel   (I).    Solche Verbindungen sind teils bekannte, teils neue   Verbindun-    gen. Sie können hergestellt werden durch Umsetzung von   Triacrylylperhydrotriazin    in alkalischem Medium mit Allylalkohol,   2-Chlorallylalkohol    cder   Methallylal-    kohol bzw. Monoäthern zweiwertiger   Akohole,    wie z. B. ¯thylenglykol, 1, 3-Propandiol oder 1, 4-Butan  diol, oder Diäthern dreiwertiger Alkohole,    wie z. B.



  Glycerin oder Trimethylolpropan, mit Allylalkohol, 2-Chlorallylalkohol oder Methallylalkohol. 



   Bevorzugt werden in den   erfindungsgemässen    Kompositionen als Komponente (b) Derivate des Allylalkohols verwendet.



   Man kann als   Vemetzungskomponente    aber auch Verbindungen verwenden, in welchen in obiger Formel (II) nur ein einziger oder zwei der Reste   Zt,    Z2 bzw.



  Zs die Bedeutung von   Zt    in Formel   (I)    besitzen, während die übrigen Reste Z andere organische Reste bedeuten können, z. B. Alkyl-,   Aryl-oder    Alkylarylreste, die entweder unsubstituiert sind, oder die reaktive,   vemetzungsfähige    Atome oder Gruppen, wie z. B.



     Chloratome, Hydroxyl-, Carboxyl-, Nitril-, primare    oder sekundäre Amingruppen,   Glycidyl-oder      Chlor-      hydringruppen,    nicht endständige C-C-Doppelbindungen oder konjugierte C=C-Doppelbindungen enthalten.



  Genannt seien speziell Verbindungen, wo einer der Reste Z der Rest eines einkondensierten ungesäigten Polyesterharzes ist.



   Als Vernetzungsmittel (b) kommen ferner auch solche in Frage, die mehr als eine Gruppierung der Formel (I) im Molekül enthalten. Genannt seien   beispiels-    weise die Verbindungen der Formel
EMI2.1     
 worin   Zj, Z ;' und Zg, Z/die    gleiche Bedeutung    g    haben wie der Rest   Zt    in Formel   (I)    und worin As den durch Abtrennung der beiden Hydroxylgruppen erhaltenen Rest eines zweiwertigen Alkohols oder zweiwertigen Phenols darstellt.



   Solche Verbindungen können z. B. hergestellt werden, indem man zunächst zwei Mol Triacrylylperhy  drotriazin    mit 1 Mol eines   Dialkohols,    wie   Athylengly-    kol, kondensiert, und   anschliessend    weiter z. B. mit Allylalkohol umsetzt.



   Homologe Verbindungen mit drei und mehr   Grup-    pierungen der Formel (I) sind analog durch Umsetzung von drei und   mehr Mol Triacrylylperhydrotriazin    mit 1 Mol eines drei-oder   hQherwertigen Polyalkohols,    wie Glycerin, und   anschliessende    Reaktion mit z. B. Allylalkohol zugänglich.



   Die als Komponente (a) in den erfindungsgemässen Kompositionen enthaltenen   a, ss-ungesättigten Polyester    sind insbesondere solche, die sich von mehrwertigen Alkoholen, wie Äthylenglykol, Propandiol, Butandiol, Glycerin, Trimethylolpropan oder Pentaerythrit, sowie von   a, 3-ungesättigten Dicarbonsäuren,    wie Fumarsäure oder Maleinsäure, gegebenenfalls in Kombination mit gesättigten Dicarbonsäuren, wie Phthalsäure oder   Bemsteinsäure    oder Adipinsäure ableiten.



   Als geeignete organische Peroxyde, die als HÏrtungskatalysator (c) in den erfindungsgemässen   Kom-    positionen n enthalten sind, seien z. B. genannt : Benzolperoxyd, MethylÏthylketon-peroxyd,   tert.-Butylhydro-    peroxyd,   Di-tert.-butylperoxyd    oder   Hydroxycyclohexyl-      hydroperoxyd.   



   Gewünschtenfalls setzt man ferner polymerisierbare Monomere, wie Styrol oder Diallylphthalat zu.



   Als Härtungsbeschleuniger können gewünschtenfalls lösliche Metallsalze, z. B.   Vanadiumsalze,    wie Vanadiumphosphonate, ferner   Eisen-,    Nickel-und insbesondere Kobaltsalze höherer organischer Säuren, wie Co-Octoat oder Co-Naphthenat mitverwendet werden.



  Ein Zusatz derartiger Metall-Beschleuniger   ist insbe-    sondere dann empfehlenswert, wenn die   Kompositio-    nen zur Herstellung von Überzügen, Lackfilmen u. dgl. dienen, die in Gegenwart von Luftsauerstoff zur   Aus-    härtung gebracht werden, weil in diesem Falle die   Polymerisationshärtung    in der Masse durch einen zu  sätzlichen,      oxydativen Trocknungsprozess    an der Oberfläche unterstützt und verbessert wird.



   Den   erfindungsgemässen    härtbaren Kompositionen können ferner auch organische Lösungsmittel   und/oder    modifizierende Zusätze, wie Weichmacher, organische oder anorganische F llstoffe, VerstÏrkungsmittel, flammhemmende Substanzen oder Pigmente zugesetzt werden.



   Die erfindungsgemässen Kompositionen können zur Herstellung von Formkörpern, wie z. B. Giessk¯rpern,   Presskörpern, Laminaten, oder Flächengebilden,    wie z. B. Verklebungen, ¯berz gen, Lackfilmen dienen.



   In den nachfolgenden Beispielen bedeuten Prozente Gewichtsprozente. Die Temperaturen sind in   Celsius-    graden angegeben.



   Zur Herstellung von härtbaren Kompositionen in den Bespielen wurden folgende Allyläther verwendet :    A llyläther 1   
Ein Gemisch aus 324 g   Triacrylylperhydrotriazin,    307 g Allylalkohol und 2 g 30  /oiger wässeriger   Natri-    umhydroxydl¯sung wird unter ständigem Rühren während 2 Stunden auf   40  erhitzt.    Nach 30 und 60 Minu  ten    werden je   0,    5g 30    /oige    wässerige   Natriumhydr-    oxydlösung zuge, geben. Nach   11/2    Stunden ist das Tri  acrylylperhydrotriazin    vollständig gelöst.

   Nach beendigter Reaktion wird die   Löung    abgekühlt und mit 0, 5 g   30'Veiger    Salzsäure zu einem pH von 6, 5 bis 7 neutralisiert. Der überschüssige Allylalkohol wird dann unter Partialvakuum abdestilliert und zur ckgewonnen.



  Durch Filtration mit Hilfe von aktiver Erde wird das Produkt zuletzt von   Salzspuren    befreit. Man erhÏlt 541 g einer r farblosen, klaren Flüssigkeit   (=    Allyläther    r      I).    Sie enthält 6, 9 Doppelbindungen pro kg, was   97 O/o    der Theorie entspricht, und besteht im wesentlichen aus dem   Triallyläther    der Formel 
EMI3.1     
    Allyläther 11    Ein Gemisch aus 100 g Triacrylylperhydrotriazin, 217 g   Glycerin-1,    3-diallylÏther und   1    g 30%ige wÏsserige Natriumhydroxydl¯sung werden unter ständigem Rühren während 90   Minuten auf 60  erhitzt.    Nach 60 Minuten werden noch 3 Tropfen 30%ige wÏsserige   Natriumhydrox, ydlösun,

   g zugegeben.    Nach beendigter Reaktion wird das Produkt abgekühlt und mit einigen Tropfen konzentrierter Salzsäure zu pH 7 neutralisiert.



  Nachher wird das. Produkt mittels 5 g   aktiver Erde fil-    triert.   Anschliessend    wird unter hohem Vakuum von Spuren flüchtiger Anteile befreit. Man bekommt zuletzt 291 g einer farblosen Flüssigkeit (= Allyläther   II).   



  Diese enthält 7, 97   Doppelbindungen/kg,    was, 98,   5 O/o    der Theorie entspricht, und besteht im wesentlichen aus dem   Hexaallyläther    der Formel
EMI3.2     
    Beispiel I   
Zu 50 g eines unter der geschützten Markenbezeichnung     Stratyl    A 228¯ der Firma St. Gobain im Handel erhÏltllichen ungesÏttigten Polyesters, der als 70%ige L¯sung in Monostyrol vorliegt, werden 15g AllylÏther I (100 %ig) zugegeben. Dieses Harzgemisch wird mit 7, 5   g einer Lösung von Kobaltoctoat    in Styrol (enthaltend 1% Kobalt-Metall) versetzt. Als Verlaufsmittol werden femer 0, 7 g einer 20 %igen L¯sung von   Cellulosetacetobutyrat in Äthylacetat und weitere    16, 8 g Styrol als   Verdünnungsmittel    zugesetzt.

   An  scMiessead    wird mit 1, 35 g   tert.-Butylhydroperoxyd    katalysiert. Bei Raumtemperatur weist obige Lack Komposition eine Gebrauchsdauer von ca. 2 Stunden auf. Daraus   hergestetite    Lacküberzüge sind bei   Raum-    temperatur (20¯C, 65% Raumfeuchtigkeit) nach ca. 2 Stunden staubtrocken und erreichen eine PendelhÏrte nach Persoz von 285 Sekunden nach einem Tag bzw.



  345 Sekunden nach 7 Tagen. Diese Lackfilme zeichnen sich aus durch   eine klebfreie Oberfläche, hoho    Wasserbeständigkeit, gute Füllkraft und vorzügliche Verlaufseigenschaften. Unter sonst gleichen Bedingungen, aber ohne Zusatz von Allyläther I resultieren stark   klebrige Überzüge, die nach einem Tag eine Pen-      delhärte    nach Persoz von nur   185    Sekunden bzw. nach 7 Tagen eine Pendelhärte von nur 221 Sekunden   auf-    weisen.



   Beispiel 2
Es wird eine   Lackkomposition    analog wie im Beispiel   1    hergestellt mit dem Unterschied, dass anstelle von   Allylätber    I die gleiche Menge   Allyläther    II eingesetzt wird. Die erhaltenen Lackfilme   zeigen ähnliehe    Eigenschaften bzw.   Prüfwerte    wie im Beispiel 1.



   Beispiel 3
76, 2   g eines unter    der geschützten   Markenbezeich-    nung ¸Stratyl 228 Ao der Firma St. Gobain im Handel erhältlichen, ungesättigten Polyesters, der als 70%ige Lösung in   Monostyrol    vorliegt, werden mit 4,76 g Styrol monomer und 19, 04 g Allyläther I gemischt und mit 2, 48 g einer   50"/oigen Losung    von MethylÏthylketonperoxyd in Dibutylphthalat und d 0, 5 ml einer durch Auflösen von   Vanadiumpentoxyd    in   Toluolphosphon-    säure in Gegenwart von Styrol   erhaltenen Vanadium-    Sikkativ-Lösung mit einem Gehalt von   1  /o Vanadum-    metall, katalysiert und in   Aluminiumtuben    (140X40X11 mm) vergossen.

   Dieselben werden wÏhrend ca. 2 Stunden in ein Wasserbad von   Raumtempe,    ratur gestellt ; während dieser Zeit   gelatiniert    das Harz unter WÏrmeabfuhr. Bei einer ersten Versuchsserie werden die Giesslinge bei 120  während 16 Stunden gehÏrtet. In einer zweiten Versuchsserie werden die Giesslinge nach der HÏrtung wÏhrend 14 Tagen einer WÏrmealterung bei 120¯ unterworfen.



   Es resultieren klare, durchsichtige,   leicht grünlich-    gelblich gefärbte   Giesskotper    mit folgenden,   mechani-      schen Eigenschaften    :
HÏrtung bei Alterung bei    120     während   120     während
16 Stunden 14 Tagen Durchbiegung *) (VSM) in   mm 2,    9 3, 7 Biegefestigkeit (VSM) in kg/mm2 4, 1 5, 4   Schlagbiegefestigkeit    (VSM) in cmkg/cm2 1, 5 2, 4 Mechanische Formbeständigkeit in der Wärme nach Martens (DIN)   in  C    67 66 Kaltwasseraufnahme während 4 Tagen bei Raumtemperatur in% 0, 64 0, 65  *) Durchbiegung gemessen in mm im Biegeversuch nach  (VSM) ; Pr fk¯rperdimensionen 60 X 10 X 4 mm. 



   Beispiel 4
Es wird eine   Giessharz-Komposition analog    wie im Beispiel 3 hergestellt, nur mit dem Unterschied, dass anstelle von Allyläther I eine gleiche Menge   Allyläther    II eingesetzt wird. Die mechanischen Eigenschaften der Giesskörper nach der Härtung und der Wärmealterung sind die folgenden :

  
HÏrtung bei Alterung bei    120     während   120     während    16 Stunden 14 Tagen    Durchbiegung *) (VSM) in   mm 4,    4 4, 3 Biegefestigkeit (VSM) in   kg/mm2    5, 8 5, 8 Schlagbiegefestigkeit (VSM) in cmkg/cm2 1, 4 2, 5 Mechanische Formbeständigkeit in der Wärme nach Martens   (DIN)      in  C    45 45 Kaltwasseraufnahme während 4 Tagen bei Raumtemperatur   in"/e    1, 02 0, 73 *) Durchbiegung gemessen in mm im Biegeversuch nach (VSM) ;   Prüfkörperdimensionen    60 X 10 X 4 mm.



   Versuch    1    g   Allyläther    I wird mit 0, 1 ml einer Lösung von Co-Octoat in Chloroform (enthaltend   l"/o Co-Metall)    sikkativiert und mit Chloroform auf total 10   ml    aufgefüllt und gemischt. Nun wird   1      ml    dieser Lösung, d.   h,.    ca. 100 Milligramm Allyläther I auf einer   gewogen, en    Glasplatte   (120 x 90 x I    mm) auf eine Fläche von ca.



     100cm2 gleichmässig verteilt    und im Vakuum-Exsikkator während 30 Minuten bei gutem   Wasserstrahlva-    kuum bis zur Gewichtskonstanz vom Lösungsmittel befreit. Durch kontinuierliche Wägung auf einer   Präzi-    sionswage wird nun die Sauerstoffaufnahme an dem ca.



  10, u dicken Film kontrolliert. Nach 15 Stunden ist das Optimum erreicht und aus der Gewichtszunahme ergibt sich, dass einerseits die Sauerstoffaufnahme 8, 25% betrÏgt und dass anderseits ein nicht mehr klebriger Lackfilm resultiert, der nach weiteren 2 Tagen kratzfest und gegenüber Lösungsmitteln, wie Alkohol, Aceton, Toluol beständig ist.



   Wird im obigen Versuch anstelle von Allyläther I eine gleiche Menge   Allyläther    II eingesetzt, so beträgt die Sauerstoffaufnahme nach 15 Stunden 8,   73"/o    und es resultiert ebenfalls ein nicht klebriger Film, der ebenfalls nach 2 Tagen kratzfest ist und gegenüber Lösungsmitteln, wie Alkohol, Aceton, Toluol beständig ist.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Neue härtbare Kompositionen, die sich für die Herstellung von Formkörpern einschliesslich Flächengebil- den eignen, dadurch gekennzeichnet, dass sie a) einen ungesättigten Polyester einer α,¯-ungesÏt- tigten Carbonsäure, b) als zusätzliches Vernetzungsmittel eine Verbin dung, die mindestens einmal die Gruppierung EMI4.1 enthält, worin Z1 einen Rest der Formel EMI4.2 oder der Formel EMI4.3 oder der Formel EMI4.4 bedeutet, wobei R1 für ein Wasserstoffatom, ein Chloratom oder eine Methylgruppe steht, Ai den durch Abtrennung der beiden Hydroxylgruppen erhaltenen Rest eines zweiwertigen Alkohols bedeutet,
    und A2 den durch Abtrennung der drei Hydroxylgruppen erhaltenen Rest eines dreiwertigen Alkohols bedeutet, und c) ein organisches Peroxyd als Härtungskatalysator enthalten.
    UNTERANSPRtJCHE 1. Kompositionen gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Vemetzungsmittel (b) eine Verbindung der allgemeinen Formel EMI4.5 entalten, worin die Reste Zl, Z2 und Z3 je die gleiche Bedeutung haben wie der Rest Zt im Patenta- spruch.
    2. Kompositionen gemäss Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Vernetzungsmittel (b) den Triallyläther der Formel enthalten. EMI5.1
    3. Kompositionen gemäss Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Vernetzungs- mittel (b) den Hexaallyläther der Formel EMI5.2 enthalten.
    4. Kompositionen gemäss Patentanspruch und Unteransprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem einen Här, tungsbeschleuniger, wie insbeson- dere ein lösliches Schwermetallsalz enthalten.
    5. Kompositionen gemäss Unteranspruch 4. dadurch gekennzeichnet, dass sie als Härtungsbeschleu- niger ein l¯sliches Kobalt-oder Vanadiumsalz enthalten.
    6. Kompositionen gemäss Patentanspruch und Unteransprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem eine polymerisierbare monomere Verbin dung, wie Styrol, enthalten.
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