CS218522B1

CS218522B1 - Náíěrmé hmoty tvrditslné zářením na bázi syntetických polymeru

Info

Publication number: CS218522B1
Application number: CS684781A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Vlcek; Jaroslav Kitzler; Petr Teply; Karel Hajek; Vladimir Vachl; Milos Hrkal
Original assignee: Jaroslav Vlcek; Jaroslav Kitzler; Petr Teply; Karel Hajek; Vladimir Vachl; Milos Hrkal
Priority date: 1981-09-17
Filing date: 1981-09-17
Publication date: 1983-02-25

Abstract

Vynález se týká nátěrových hmot tvrditelných zářením na bázi syntetických polymerů, organických rozpouštědel, aditlv, případně také pigmentů a/nebo .plniv a inertních rozpouštědel. Obsahují nenasycený polyester o stupni nenasycenosti 5 až 12, epoxyakrylátový polymer o stupni nenasycenosti 2 až 5 a dále reaktivní vinylické monomery, fotoiniciátor a případně pigmenty a/nebo plniva a inertní rozpouštědla.

Description

Vynález se týká nátěrových hmot tvrditélmých zářením na bázi specifikovaného nenasyceného polyesteru, epoxyakrylátu, reaktivních vinylických rozpouštědel, fotoiniciátorů a případně dalších složek. Jsou určeny pro< povrchovou úpravu dřevěných a celulózových máteriálů a vytvrzují se všemi technickými zdroji ultrafialového záření, zejména impulsním ultrafialovým zářením.

Pro povrchovou úpravu dřevěných podkladů se v průmyslové praxi používá celá řada systémů nátěrových hmot. Nejčastěji se upravují dýhované dřevovláknité desky, v poslední době 1 materiály s nalepenou celul-ózovou fólií pojenou aminopryskyřicemi. Tyto podklady se upravují nejčastěji nitrocelulóizovými, akrylátovými, polyuretanovými nebo polyesterovými nátěrovými hmotami. Zpúsoib povrchové úpravy zahrnuje většinou tmelení, nanesení základní či podkladové vrstvy a konečnou úpravu vrchním lakem či emailem, přičemž je nezbytné broušení mezi nanášením jednotlivých vrstev. U některých systémů je nezbytné broušení a leštění konečné vrchní vrstvy. Počet nanášených vrstev je závislý na struktuře podkladu a na obsahu sušiny v nátěrové hmotě. U některých systémů je nezbytné přisoušení, což je časově i energeticky náročné a zvyšuje to i nároky na pracovní plochu. Pokrokem proto bylo použití laků na báizi nenasycených polyesterových pryskyřic vytvrzovaných redóx-systémem. Některé novější aplikace tohoto systému jsou uvedeny v čs. AO 182 860. Je rovněž známo, že použije-li se jako zdroje záření xenonové impulsní lamjpy, lze vytvrzovat nátěry ve velmi krátkých dobách. Např. vytvrzení nátěru na báizi alkydových pryskyřic o tloušťce 30 μπι během 15 až 16 s uvádí pat. NSR 2 019 270. Zde je zároveň uveden popis zdroje — impulsy či oZařovací doby jsou kolem 1.10“³ s a mezi nimi jsou relativně dlouhé přestávky, takže se dosahuje frekvence 10 až 60 Hz. Polyesterové laky se dají vytvrzovat jen při použití fotoiniciátorů (pat. NSR číslo 1604149), přičemž vytvrzení nastane v několika minutách i u nátěrů o* tloušťce do 1 milimetru. Inhibující vliv kyslíku lze stejně jako u redox-sysitémiu potlačit přídavkem parafinů nebo použitím speciálních polyesterových pryskyřic ( pat. NSR 2 113 998 a 2 617 828). Namísto zdroje ultrafialového záření l.ze použít i svazek elektronových paprsků.

U všech uváděných sy'stémů je nutné, aby pro tak rychlé vytvrzení měla pojivová báže vysokou nenasycenost. To znamená nezbytnost vysoké koncentrace maleinátových, fumarátových či akrylátových vazeb. Taková pojivá potom rychle vytvrzují, ale nátěry mají špatné viskoelastické vlastnosti, což se projevuje zejména jejich praskáním při prudkém střídání teplot.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje předložený vynález, jehož předmětem jsou nátěrové hmoty tvrditelné zářením na bázi syntetických polymerů, organických rozpouštědel, aditiv, případně též pigmentů, plniv .a inertních rozpouštědel. Podstata vynálezu spočívá v tom, že hmoty sestávájí z 25 až 700 hmot. dílů nenasyceného polyesteru o štupni nenasycenosti 5 až 12, 50 až 350 hmot. dílů epoxyakrylátového polymeru o stupni nenasycenosti 2 až 5, 25 až 500 hmot. dílů reaktivních vinylických rozpouštědel a 5 až 60 hmot. dílů fotoiniciátorů. Dále případně obsahují až 500 hmot. dílů pigmentů á/nebo plniv a až 800 hmot. dílů inertních rozpouštědel ze skupiny zahrnující aromatické uhlovodíky, alifatické alkoholy, ketony a estery monokarboxylových kyselin. Použitý nenasycený polyester o stupni n-emasycenosti 5 až 12 je chemicky modifikován 3 až 40 °/o trimetylolpropandiallyléteru. Obsažený epoxyakrylátový polymer je na bázi epoxidových pryskyřic dlaňového typu o molekulové hmotnosti 385 až 1000 a kyseliny akrylové a/nebo metakrylové. Jako reaktivní vinylické rozpouštědlo obsahují směs Styrenu a/nebo vlnyltoluenu s 2 až 3 funkčními akrylovými či metakrylovými estery 2 až 4 mocných alkoholů.

Při zachování složení nátěrových hmot v rozsahu předmětu vynálezu lze připravit hmoity různých druhů: tmely, plníce pórů, základní či podkladové nátěrové hmoty lesklé, polomatné, matné a emaily. Všechny lze vytvrzovat ultrafialovým zářením, zvláště impulsním ultrafialovým zářením nebo svazkem elektronů. Připravené nátěry mají v závislosti na složení velmi dobré viskoelasfické vlastnosti umožňující jak mezioperační úpravy (broušení), tak i výborné odolnosti nátěrů, a to i při střídání teplot.

Pro' přípravu nátěrových hmot podle vy-~ nálezu lze použít typy nenasycených polyesterů, které vyhovují specifikaci, i typy modifikované. Osvědčily se zejména polyestery na bázi kyseliny fialové, isoftalové, tetráhydroftalové, hexahydrofťalové, adipové, fumarové, maleinanhydridu, etylénglýkolu, propylenglykolu, dletylénglykolu a neopentylglykolu. K modifikaci lze použít jednosytných kyselin, jako například kyselina benzoová, p-terc.butylbenzoová, nebo jednomocných alkoholů, jako například isobutanolu, butanolu, 2-etylhexanolu, cyklohexanolu apod. Z epoxyakrylátů jsou vhodné typy na bázi epoxidových pryskyřic dlaňového typu s mol. hmotností od 380 až 2000, kyseliny akrylové, metákrylové, maleinanhydridu s přídavkem ftalanhydridu, kyseliny adipové apod. Nenasycené polyestery i epoxyakrylátové polymery je výhodné používat ve formě 40 až ,80% hmot. roztoků ve vinylických reaktivních rozpouštědlech.

Jako fotoiniciátory lze použít aromatické ketony, zejména benzofenon, étery benzoinu (například isopropyl-, isoibutyléte-r), benzyl dialkyl kutaly (například benzyldimetylketal), deriváty acetof enonu (napři218522 klad 2,2-dieitoxyacetofenon j, Michlerův keton, tioxantony (například 2-chlor othioxantonj, sulfochloridy (například p-toluensulf ochlorid ), sulfidy (například p,p-ditolyldisulfid) apod. Rozpad fotolniciátorů a vznik radikálů iniciujících polymeraci bývá urychlován přítomností alkoholů, éterů a hlavně aminů (například N,N-metyldietanolaminu).

V nátěrových hmotách tvrditelných zářením se používá řada vinylických reaktivních rozpouštědel. Nejčastěji používanými jsou styren a jeho deriváty (například a-metylstyrenj, estery kyseliny akrylové a metakrylové s jedno- a víceíunkčními alkoholy (například 2-ethylhexylakrylátem, trimetylolpropantriakrylátem, hexandioldiakrylátem, néopentylyglykoldiakrylátem). Vedle těchto,-rozpouštědel, bezprostředně ovlivňujících chemickou strukturu vytvrzených nátěrů, se používají i tzv. inertní rozpouštědla jako, aromatické uhlovodíky (například toluen )_r alkoholy (například isopropanol), estery monokariboxylových kyselin (například butylacetátj, ketony (například metyletylketon) apod.

V plnicích a tmelech jsou jako plniva nejčastěji využívány materiály obsahující kysličník křemičitý ať již v krystalické formě (křemenné moučky], nebo i amorfní (aerosilyj. Pigmentované nátěrové hmoty se formulují převážně jako bílé za použití titanové zinkové běloby.

Průběh tvorby nátěru a jeho konečné vlastnosti lze ovlivnit řadou aditiv, jako jsou •roztoky esterů a éterů nitrocelulózy, roztoky silikonových pryskyřic a akrylových. kopolymerů. Pro povrchovou úpravu nábytku se velmi často používá matných laků. Požadovaného stupně matu se u těchto materiálů dosahuje pomocí matovacích prostředků na bázi polyetylénu, kysličníku křemičitého', polypropylenu, steairáitů zinku, hliníku, hořčíku a vápníku.

Nátěrové hmoty se nanášejí stříkáním, navalováním a poléváním v jedné, anebo více vrstvách v množství podle typu povrchové úpravy. Po vytvrzení se mezi jednotlivými vrstvami provádí broušení.

Pokud jsou v předmětu vynálezu i v příkladech provedení specifikovány polyestery a epoxyakryláty stupněm nenasycenosti, rozumí se tím počet reaktivních dvojných vazeb obsažených v 1000 g vzorku. Dále uváděné specifikace či hodnoty vlastností jsou hodnoceny podle:

ČSN 67 3053 Zasychání nátěrových hmot ČSN 67 3075 Stanovení povrchové tvrdosti nátěrových filmů tužkami ČSN 67 3063 Vizuální hodnocení lesku nátěrů

Brousitelnošt — podle stupnice používané

SZ 216

Obsah dvojných vazeb — metodou podle

Lucás-Pressmanna

VZhled nátěru — vizuální podle SZ 216 ,

Některá konkrétní provedení předmětu vynálezu jsou uvedena v následujících příkladech, které však nijak neomezují rozsah vynálezu.

Přikladl

Plnič pórů pro povrchovou úpravu dýhovaných nábytkových dílců . .

Nenasycený polyester o stupni ' .

nenasycenosti 8, čísle kyselosti 30 mg KOH/g na bázi : maleinanhydritíu, kyseliny ftalové, etylénglykolu a propylenglykolu, chemicky modifikovaný 13,5% trimetylolpropan-

diallyléteru Epoxyakrylátový polymer a stupni nenasycenosti 5, čísle kyselosti 8 mg KOH/g na bázi technického ' dianbisglycidyléteru	210	hmot. dílů
a kyseliny akrylové	180	hmot. dílů
Styren	315	hmot. dílů
Benzoinbutyléter	15	hmot. dílů
Křemenná moučka	250	hmot. dílů
Koloidní kysličník
křemičitý	30	hmot. dílů

Nátěrová hmota se získá smísením předem připravených roztoků nenasyceného v reaktivních vinylických monomerech. Pak se přidají plniva, nejlépe ve formě pasty (disperze plniv v části pojivá), zbytek reaktivních monomerů a na konec- se dodá fotoiniciátor. Vše še důkladně . zhomogenizuje rychloběžným míchadlem a disperguje se na třecím zařízení. Tato nátěrová hmota se nanáší válcem v množství 30 až 40 g/m². Vytvrzování impulsním ultrafialovým zářením (5 zářičů, posuv 14,5 m/ňiin).

Zasychání

B 5 po průchodu vytvrzovacím zařízením. Tvrdost tužkou st. 6.

Birousitelnost st. 1.

P ř í k 1 a d 2

Laik polyesterový lesklý

Nenásycený polyester podle příkladu 1 200 hmot. dílů

Epoxyakrylátový polymer podle příkladu 1 330 hmot. dílů

Nenasycený polyester· o stupni nenasycenosti 5‘, Čísle kyselosti 40 mg KOH/g na bázi maleinanhydridu, kyseliny ftalové a propylenglykolu 10 hmot. dílů

Styren 438 hmot. dílů

Silikonová pryskyřice 2 hmot. díly

Benzyldimethylketal 20 hmot. dílů

21S 5 22

Nátěrová hmota se vyrábí homogenizací jednotlivých složek intenzívním mícháním, nanáší se poléváním na podklad upravený napr. plničem pórů a obroušený, v množství 200 až 250 g/m².

Vytvrzování impulsním ultrafialovým zářením (4 zářiče, posuv 15 m/min).

Zasychání: B 5 po průchodu vytvrzovacím zařízením

Tvirdost tužkou: st. 7

Brousitelnost: st. 1

Vzhled nátěru: hladký, slitý

Lesk: st. 2

Příklad 3 t

zování impulsním ultrafialovým Zářením {5 zářičů, posuv 5,5 m/min).

Zasychání: B 5 po průchodu vytvrzovacím zařízením

Tvrdost tužkou: st. 8

Vzhled: hladký, slitý

Lesk: st. 4

Přikládá

Email bílý polévací

Lák polyesterový matný polévací

Nenasycený polyester podle příkl. 1 140

Epoxyakrylátový polymer o stupni nenasycenosti 3, čísle íkyšeloSti 12 mg ΚΌΗ/g, na bázi středněmolekulární epoxidové pryskyřice dianového typu 60

Koloidní kysličník křemičitý 100 hmot.

dílů

Nenasycený polyester

podle příkl. 1	35	hmot.
Epoxyakrylátový polymer
podle příkl. 1	210	hmot.
2-etylhexylakrylát	100	hmot.
Třimetylolpropantriakrylát	345	hmot.
Kysličník titaničitý	250	hmot.
Styren	15	hmot.
Metylthioxanton	20	hmot.
N,N-metyldietanolamin	25	hmot.

dílů dílů dílů dílů dílů dílů dílů dílů

5°/o roztok nitrocelulózy 148

Silikonový olej 2

Etylacetát 300

Butylacetát 100

Styren 140

Benzyldimetylketal 10 hmot.

hmot.

dílů dílů dílů díly dílů dílů dílů dílů

Nátěrové hmota se připravuje podle příkladu 2, nanáší se poléváním na upravený podklad v množství 80 až 100 g-'m². VytvrNátěrová hmota se připravuje tak, že část pojivá naředěná reaktivními vinylickými monomery se použije pro přípravu pigmentové pasty, která se důkladně zhomogenizuje s ostatními složkami podle receptury. Aplikace nátěrové hmoty se provádí podle příkladu 3.

Zasychání: B 5 průchodu vytvrzovacím zařízením

Tvrdost tužkou: st. 8

Vzhled: hladký, slitý

Lesk: st. 2

Claims

1; Nátěrové hmoty tvrditelné zářením na bázi syntetických polymerů, organických rozpouštědel, aditiv, případně též pigmentů, plniv a inertních rozpouštědel, vyznačující se tím, že sestávají z 25 až 700 hmot. dílů nenasyceného polyesteru o stupni nenasycenosti 5 až 12, 50 až 350 hmot. dílů epoxyakrylátového polymeru o stupni nenasycenosti 2 až 5, 25 až 500 hmot. dílů reaktivních vlnylických rozpouštědel, 5 až 60 hmot. dílů fotoiniciátoru, případně až 500 hmot. dílů pigmentu a/nebo plniv a až 800 hmot. dílů inertních rozpouštědel, zejména ze skupiny zahrnující aromatické uhlovodíky, alifatické alkoholy, ketony a estery monokarboxylových kyselin.

2'. Nátěrové hmoty podle bodu 1 vyznavynAlezu čující se tím, že obsahují nenasycený polyester o stupni nenasycenosti 5 až 12 chemicky modifikovaný 3 až 40 % trimetylolpropandiallyléteru.

3. Nátěrové hmoty podle bodů 1 a 2 vyznačující se tím, že obsahují epoxyakrylátový polymer na bázi epoxidových pryskyřic dianového typu a molekulové hmotnosti 385 až 1000 a kyseliny akrylové a/nebo .metakrylové.

4. Nátěrové hmoty podje bodů 1, 2, 3 vyznačující se tím, že jako reaktivní vinylické rozpouštědlo obsahují směs styrenu a/ /nebo vinyltoluenu s 2 až 3 funkčními akrylovými či metakrylovými estery 2 až 4mocných alkoholů.