DE10027670A1

DE10027670A1 - Durch UV-Strahlung härtbare Beschichtungsmittel, Verfahren zur Herstellung von Überzügen aus diesen Beschichtungsmitteln und deren Verwendung

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Publication number: DE10027670A1
Application number: DE10027670A
Authority: DE
Original assignee: Votteler Lackfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Votteler Lackfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 2000-06-03
Filing date: 2000-06-03
Publication date: 2001-12-13
Also published as: AU2001274072A1; WO2001094478A3; WO2001094478A2; US20030176527A1; EP1290091A2

Abstract

Die Erfindung betrifft durch UV-Strahlung härtbare Beschichtungsmittel auf Acrylatbasis, die zur Beschichtung von Holzbauteilen geeignet sind. Das Beschichtungsmittel enthält 5 bis 80 Gew.-% Acrylatharze; 5 bis 75 Gew.-% eines Reaktivverdünners; 0,1 bis 5 Gew.-% eines Thixotropiermittels; 0,1 bis 10 Gew.-% eines Photoinitiators und 0,05 bis 20 Gew.-% Additive. Geschützt ist auch das Verfahren zur Herstellung von Überzügen. In diesem werden 4 bis 8 Schichten in einem Warmspritzverfahren auf vorkonfektionierte Holzteile aufgetragen und mittels UV-Strahlung gehärtet. DOLLAR A Wesentlich ist, daß die beschichteten Bauteile nach der Endhärtung emissionsarm sind und VOC-Werte (volatile organic compounds) von < 100 ppm aufweisen. Diese liegen weit unter den für die bekannten Polyesterlacke üblichen Werten.

Description

Die Erfindung betrifft durch UV-Strahlung härtbare Beschichtungsmittel, Verfahren zur Herstellung von Überzügen aus diesen Beschichtungsmitteln und deren Verwendung.

Bisher wurden für die flächige Beschichtung von Holzteilen, Folien, Bändern und dgl. oder von dreidimensionalen Gegenständen, wie z. B. Küchenmö beln, peroxidisch härtbare Polyesterlacke, beispielsweise paraffinhaltige Lacke auf Phthalsäureanhydridbasis oder paraffinfreie Lacke mit glänzender Oberfläche auf Allyletherbasis, eingesetzt. Die Schichten wurden nach übli chen Lackapplikationsverfahren wie Walzen, Gießen oder Spritzen aufgetra gen.

Auch für die Beschichtung von Holzbauteilen, die für das Interieur von Kraftfahrzeugen bestimmt sind, werden bisher peroxidisch härtbare Poly esterlacke auf Basis ungesättigter Polyester, verdünnt mit Styrol oder mit Verbindungen mit einer Vinylfunktion, verwendet. Die Viskositäten dieser Polyesterlacke werden, damit sie spritzfähig sind, auf eine Viskosität im Be reich von etwa 150 bis 250 mPa.s bei 21°C eingestellt. Die Polyesterlacke können durch Druckluftspritzen aufgetragen werden, wobei im Untermisch verfahren Polyester- und Peroxidkomponente gemischt und aus einem Topf verspritzt werden. Es ist auch möglich, in einem zweikomponentigen Spritz verfahren, Peroxidkomponente und Polyesterkomponente getrennt zur Pi stole zu führen und dort im Sprühstrahl zu untermischen. Die Holzunterlage wird für die Spritzlackierung durch Beizen, Grundieren, ggf. Patinieren und Isolieren vorbereitet. Nach dem Trocknen wird auf die so vorbereitete Unter lage die Polyesterlackschicht aufgespritzt.

Üblicherweise werden mehrere Schichten, vorzugsweise 4 bis 8 Schichten, in Dicken von etwa 150 bis 240 µm übereinander aufgetragen, damit Schichtdicken erhalten werden, die eine Nachbearbeitung der Gesamt schicht, beispielsweise durch Schleifen und Polieren, ermöglichen. Es ist erforderlich, daß die aufgespritzten Polyesterlacke thixotropieren, damit sie auch auf senkrechten Oberflächen haften. Zur Einstellung der Thixotropie enthalten sie anorganische und/oder organische Thixotropiermittel. Die ein zelnen Schichten werden durch UV-Strahlung zwischengeliert und zwi schengehärtet. Die Zwischengelierung und Zwischenhärtung erfolgt durch die aus der Peroxidkomponente durch UV-Strahlung freigesetzten Radikale und dauert, je nach Einstellung der Bestrahlung, für jede einzelne Schicht etwa 10 bis 30 Minuten. Die Schlußhärtung der Gesamtschicht erfolgt durch eine zusätzliche Bestrahlung mit einer Hochdruck- oder Mitteldruck- Quecksilberdampflampe.

Nach der Bestrahlung müssen die Teile drei bis vier Tage zwischengelagert werden, um die für die Nachbearbeitung erforderliche Endhärte zu erreichen. Beim Aushärten erhält man einen Volumenschwund von etwa 12 bis 17%. Der Gewichtsschwund liegt in derselben Größenordnung. Die hierbei schwindenden Teile, die in die Atmosphäre abgegeben werden, bestehen bei Polyester/Styrol-Systemen überwiegend aus Monostyrol oder aus Styro loxid, das während der Polymerisation aus Monostyrol entsteht. Beide Sub stanzen sind flüchtige organische Verbindungen, "volatile organic compo unds" (VOC), die im Sinne von VOC-Vorschriften unerwünscht sind. Ebenso unerwünscht ist Cyclohexanon, das aus dem zur Polymerisation eingesetz ten Cyclohexanonperoxid entsteht.

Je nach Polymerisationsablauf enthält die Polyesterschicht noch mehr oder weniger flüchtige Bestandteile, die ebenfalls allmählich abgegeben werden. Es handelt sich hierbei neben den obenerwähnten Substanzen um Phthalate und Lösungsmittelreste. Der VOC-Wert, als Maß für die flüchtigen Bestand teile, liegt für die obenerwähnten Glanzlacksysteme bei etwa 1500 ppm und für paraffinhaltige Polyesterlacke bei etwa 1700 bis 2200 ppm.

Umweltauflagen erfordern aber in Zukunft VOC-Werte von kleiner 100 ppm, was mit Polyesterlacken nicht erreichbar ist.

Es muß deshalb ein anderes Lacksystem gesucht werden, das diese Bedin gungen erfüllt. Als solches bietet sich ein UV-härtbares Acrylatlack-System an. Bisher sind strahlungshärtbare Acrylatlacke nach üblichen Lackapplikati onsverfahren, beispielsweise durch Dünnschichtauftrag mittels Walzen, auf getragen worden, wobei die Schichtdicken der aufgetragenen Schichten bei 5 bis 15 µm liegen. Auch diese Dünnschichten werden in mehreren Schich ten aufgetragen, zwischengeliert und teilweise sogar zwischengeschliffen. Das Zwischengelieren, das für die Haftung der nächsten Schicht notwendig ist, wird durch UV-Strahlung erzielt. Beim Dünnschichtauftrag durch Walzen hat man Viskositäten von etwa 300 bis 800 mPa.s eingestellt.

Für das Lackapplikationsverfahren durch Spritzen benötigt man niedrigere Viskositäten im Bereich von etwa 150 bis 250 mPa.s bei 21°C. Zum Sprit zen hat man Acrylate mit Lösemittelzusatz verwendet, um einen gewünsch ten Verlauf zu bekommen, um die Schichtdicke entsprechend niedrig zu halten, blasenfreie Schichten zu erhalten und, falls erwünscht, eine Mattie rung einstellen zu können. Bei der Verarbeitung von strahlungshärtbaren Lacken durch Spritzen wurden bisher Lösemittel verwendet, die weniger ge sundheitsschädlich sind. Reaktivverdünner, die in dieser Hinsicht wesentlich problematischer sind, wurden in der Regel nicht verwendet.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein flüssiges, mittels UV-Licht härtbares Beschichtungsmittel zu entwickeln, das eine gute Spritzfähigkeit, gute Filmeigenschaften im Endergebnis und einen niedrigen VOC-Wert aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein flüssiges, mittels UV- Strahlung härtbares Beschichtungsmittel, welches folgende Bestandteile enthält:
5-80 Gew.-% einer Mischung aus monomeren, oligomeren und polyme ren mehrfunktionellen, vernetzbaren Acrylaten und/oder Methacrylaten;
5-75 Gew.-% eines Reaktivverdünners;
0,1-5 Gew.-% eines Thixotropiermittels;
0,1-10 Gew.-% eines Photoinitiators und
0,05-20 Gew.-% Additive.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran sprüchen 2 bis 11.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Überzugs auf einer vorkonfektionierten Holzoberfläche, bei welchem das Beschich tungsmittel durch Warmspritzen bei 35 bis 80°C in mehreren Schichten mit einer Schichtdicke von 50 bis 800 µm aufgetragen und in jeder Schicht durch UV-Bestrahlung aufgeliert wird.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß das lackierte, gehärtete Holzbauteil fräsbar, schleifbar, polierbar und lichtbeständig, che mikalienbeständig und feuchtigkeitsbeständig ist. Was die Feuchtigkeitsbe ständigkeit angeht, wird eine 500 h Schwitzwasserlagerung (bei 40°C und 95% relativer Luftfeuchtigkeit) verlangt. Die wichtigste Eigenschaft ist, daß das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel emissionsarm ist, d. h. einen niedrigen VOC-Wert von < 100 ppm aufweist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der speziellen Beschreibung näher erläutert.

Die Erfindung betrifft durch UV-Licht härtbare Beschichtungsmittel, die Acry latharze als Lackrohstoffe verwenden. Die Bedeutung der Erfindung begrün det sich insbesondere darin, daß lösemittelfreie und emissionsarme Lacke eingesetzt werden, die zu einer Vielfalt von erwünschten Eigenschaften füh ren.

Das Beschichtungsmittel enthält etwa 5 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise etwa 10 bis 60 Gew.-%, mehrfunktioneller vernetzbarer Acrylate bzw. Methacryla te. Ausgangsmaterialien sind, je nach dem strukturellen Aufbau, Polyether-, Polyester-, Epoxid-, Urethan-, Melamin-, Siliconacrylate und/oder Methacry late und acrylierte und/oder methacrylierte Polyacrylate. Erfindungsgemäß bevorzugt wird ein Epoxidacrylat in einer Menge von 50 bis 80 Gew.-Teilen, welches ein Diglycidylether von Bisphenol A, umgesetzt mit zwei molaren Anteilen Acrylsäure, ist. Die Materialien umfassen alle Molekulargewichtsbe reiche zwischen Monomeren, Oligomeren und Polymeren und enthalten ggf. außer der Acrylatgruppe noch weitere funktionelle Gruppen. Die Molekular gewichte (im Gewichtsmittel) liegen in einem Bereich von etwa 500 bis 6000, wobei die Zusammensetzung so gewählt wird, daß eine Applikation durch Spritzen gewährleistet ist und genügend niedrigmolekulare Bestand teile vorhanden sind, damit sich eine Gesamtviskosität von 150 bis 250 mPa.s bei 21°C ergibt. Damit gute Filmeigenschaften des Endproduktes gewährleistet sind, müssen andererseits auch hochmolekulare Bestandteile vorhanden sein.

Das Beschichtungsmittel enthält etwa 5 bis 75 Gew.-% eines Reaktivverdün ners. Die Reaktivverdünner sind Monomere oder auch niedrigviskose Oligo mere, die flüchtige organische Lösungsmittel ersetzen. Sie weisen Moleku largewichte im Bereich von etwa 50 bis 500 auf. Die Reaktivverdünner, die radikalisch polymerisierbare Reste enthalten, sind gewählt aus der Gruppe von Acrylestern einfacher Alkohole, Hexandioldiacrylat, Hydroxymethyle thylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Polyethylenglykoldiacrylat, Trimethylolpro pantriacrylat, Dipropylenglykoldiacrylat, Tripropylenglykoldiacrylat oder Mi schungen derselben und Polyesteracrylaten. Styrolfreies ungesättigtes Acrylat und Polyesteracrylatharze sind beispielsweise unter den Handelsna men Laromer® und Sartomer® von BASF erhältlich.

Zur Einstellung der Thixotropie des Beschichtungsmittels werden etwa 0,1 bis 30 Gew.-% eines Thixotropiermittels auf der Basis von Siliciumdioxid zu gegeben. Erfindungsgemäß bevorzugt wird pyrogene Kieselsäure in einer Menge von 0,5 bis 1,5 Gew.-%. Das Thixotropiermittel geht mit den Harzen oder Harzkomponenten Van-der-Waals-Bindungen ein, die unter Einwirkung von mechanischen Kräften während der Verarbeitung eine Erniedrigung der Viskosität bewirken. Nach Aufhören der mechanischen Beanspruchung er folgt eine Rückstellung der Thixotropie, wodurch ein Ablaufen von senk rechten Oberflächen vermieden wird.

Weitere Bestandteile des Beschichtungsmittels sind Photoinitiatoren, die zu etwa 0,01 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-% zugesetzt werden. Es handelt sich hierbei um Verbindungen, die unter Einwirkung energiereicher Strahlung Startradikale bilden, die die Polymerisation des Beschichtungs mittels auslösen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbare UV- Iniatoren sind beispielsweise Benzoinether, Benzildimethylketal, Diethoxyacetophenon, Hydroxyketone Aminoketone, Benzophenone, ein Gemisch von Benzophenon und 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenylketon (Handelsname Irgacure® von Ciba Spezialitätenchemie, Basel), 2-Hydroxy- 2-methyl-1-phenyl-propan-1-on (Handelsname Darocur® von Ciba Speziali tätenchemie, Basel), Monoacylphosphinoxide und Bisacylphosphinoxide, oder Gemische derselben (Handelsname Lucirin® von BASF).

Dem Beschichtungsmittel werden auch übliche Additive zugesetzt. Unter solchen werden z. B. Zusätze zur Erhöhung der Kratzfestigkeit, Wärmebe ständigkeit und Lichtechtheit verstanden. Sie können wahlweise in Mengen von etwa 0 bis 20 Gew.-% enthalten sein. Zur Regulierung der Oberflächen spannung des Beschichtungsmittels und zur Einstellung guter Auftragsei genschaften werden oberflächenaktive Substanzen in Konzentrationen von 0,0001 bis 2 Gew.-% zugegeben, beispielsweise organische Siliconverbin dungen vom Polymethylsiloxan-Typ (Handelsname Baysilone® von Bayer).

Weitere gebräuchliche Additive sind Stabilisatoren oder Inhibitoren, welche potentielle Startradikale abfangen. Die verwendeten Mengen liegen in der Größenordnung von etwa 0 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise von 0 bis 8 Gew.-%. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbare Stabilisato ren oder Inhibitoren können Hydrochinon, Hydrochinon-monomethylether, p- Benzochinon, p-Tertiär-butylcatechol, Phenothiazin, 2,6-Di-tertiär butylhydroxytoluol, sterisch gehinderte Amine und Benzotriazol (Handelsname Tinuvin® von Ciba Spezialitätenchemie, Basel) sein.

Das Beschichtungsmittel der vorliegenden Erfindung ist ein Material, das keine Topfzeit im Sinne von Kurzlebigkeit hat. Erst durch die Einwirkung von UV-Strahlung wird durch UV-Initiatoren die Polymerisation ausgelöst. Das hat zur Folge, daß gespritztes Material, das beispielsweise auf das Trans portband gelangt, recyclebar ist und durch entsprechende Vorrichtungen rückgeführt werden kann. Aufgrund der Verwendung von funktionellen Re aktivverdünnern anstelle organischer Lösungsmittel erhält man beim Poly merisationsvorgang keinen Gewichtsschwund. Dies bedeutet, daß die wie dergewonnenen Materialien ohne größeren Aufwand der Wiederverwendung zugeführt werden können, und andererseits, daß der ausgehärtete Acrylat lack formstabil bleibt und später keine flüchtigen Produkte abgibt. Letzteres ist eine wesentliche Voraussetzung für niedrige VOC-Werte. Die Funktiona lität der Reaktivverdünner und damit ihre Vernetzerwirkung ist neben der Viskosität, der Verdünnerwirkung und Flüchtigkeit ein wichtiges Auswahlkri terium bei der Verwendung derselben. Wenn im Produkt Stabilisatoren von der Herstellung her verbleiben, dürfen die Lackeigenschaften nicht beein trächtigt werden. Aus dem Produkt emittiert werden allenfalls UV-Initiatoren, deren Spaltprodukte jedoch erst weit über 100°C aus dem Lack abgegeben werden.

Zur Verhinderung der Abgabe flüchtiger Bestandteile müssen die Reaktions bedingungen hinsichtlich Temperatur, Durchmischung usw., wie auch Stabi lisator- und UV-Initiatorsystem sorgfältig aufeinander abgestimmt werden. Temperaturen des Reaktionssystems von etwa 110 bis 130°C sollten nicht überschritten werden.

Die Verwendung funktioneller Reaktivverdünner ist eine wesentliche Voraus setzung für niedrige Werte flüchtiger organischer Verbindungen (VOC).

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

Es wird ein Beschichtungsansatz hergestellt, indem die nachstehenden Komponenten einfach unter Erwärmen (auf etwa 40°C) miteinander ver mischt werden, um die Auflösung dieser Komponenten zu gewährleisten. Der Ansatz hat eine Viskosität von etwa 550 mPa.s (gemessen bei 21°C).
60 Gew.-Teile Epoxidacrylat, MW: 2500;
20 Gew.-Teile Reaktivverdünner 1.6-Hexandioldiacrylat;
1 Gew.-Teil pyrogene Kieselsäure;
2 Gew.-Teile UV-Initiator bestehend aus einem Gemisch von Monoacyl phosphinoxid und Bisacylphosphinoxid;
0,1 Gew.-Teile Polymethylsiloxan;
1 Gew.-Teil Benzotriazol.

Beispiel 2

Es werden die Komponenten von Beispiel 1 verwendet, mit der Ausnahme, daß anstelle des Reaktivverdünners ein Gemisch aus 20 Gew.-Teilen Hexandioldiacrylat und 15 Gew.-Teilen Tripropylenglykoldiacrylat verwendet wird. Anstelle des UV-Initiators wird 1 Gew.-Teil eines Gemisches von Ben zophenon und 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenylketon verwendet. Der Beschich tungsansatz wird, wie in Beispiel 1 angegeben, zubereitet. Der Ansatz hat eine Viskosität von etwa 600 mPa.s (gemessen bei 21°C).

Beispiel 3

Es werden die Komponenten von Beispiel 1 verwendet, mit der Ausnahme, daß anstelle des Reaktivverdünners 35 Gew.-Teile eines Gemisches aus Hydroxymethylethylacrylat und Hydroxypropylacrylat verwendet werden. UV-Initiator ist 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on (Darocur®).

Der Beschichtungsansatz wird, wie in Beispiel 1 angegeben zubereitet. Der Ansatz hat eine Viskosität von etwa 580 mPa.s (gemessen bei 21°C).

Beispiel 4

Es werden die Komponenten von Beispiel 1 verwendet, mit der Ausnahme, daß anstelle des Reaktivverdünners 20 Gew.-Teile Polyesteracrylat (Laromer®), MW: 2100 verwendet werden.

Geeignete Auftragverfahren für die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel sind neben dem Spritzen auch Gießen, Fluten, Tauchen oder Walzen. Erfin dungsgemäß bevorzugt wird ein Warmspritzverfahren bei einer Lacktempe ratur von etwa 35 bis 60°C. Die Gesamtzahl der Lackaufträge liegt bei 4 bis 8 Aufträgen. Pro Auftrag werden 50 bis 500 g/m², vorzugsweise 150 bis 250 g/m² aufgespritzt.

Nach dem Auftragen des Lackfilms auf das Substrat erfolgt die Polymerisati on mittels UV-Strahlung. Sie kann vorteilhafterweise auch in einer Inert gasatmosphäre, beispielsweise unter Stickstoffbegasung, zum Ausschluß des polymerisationsinhibierenden Luftsauerstoffs durchgeführt werden. Da verschiedene Additive als Gefahrstoffe gelten, beispielsweise Risiken bei Hautkontakt vorhanden sind, ist es vorteilhaft, den Auftrag der Lackschichten in einer geschlossenen Kammer durchzuführen.

Die zum Angelieren und/oder Aushärten notwendige UV-Bestrahlungsdauer hängt von der Temperatur und der chemischen Zusammensetzung des Be schichtungsmittels, von der Art und Leistung der UV-Quelle, von deren Ab stand zum Beschichtungsmittel und von einer etwa vorhandenen Inert gasatmosphäre ab. Richtwerte für die Bestrahlungsdauer sind wenige Se kunden bis wenige Minuten. Die UV-Strahlungsquelle sollte eine Strahlung im Bereich von etwa 150 bis 600 nm, vorzugsweise von 200 bis 400 nm Wellenlänge abgeben. Die eingestrahlte Energie liegt in einem Bereich von etwa 5 bis 2000 mJ/cm². Richtwerte für den Abstand der UV-Quelle zur Lackschicht liegen im Bereich von etwa 20 bis 1000 mm.

Die zuvor beschriebenen vier Beschichtungsmittel werden in einem Be schichtungsverfahren, wie nachfolgend beschrieben, eingesetzt.

Als Substrat wird ein Interieur-Edelholzfurnier für Kraftfahrzeuge gewählt. Das Holz wird mit einem Spachtel und Härter gekittet und etwa 2 Stunden lang bei 20 bis 28°C bei 50 bis 60% relativer Feuchte gehärtet.

Nach dem Holzschliff wird zum Bleichen auf das Holzsubstrat Wasserstoff peroxid (35%ig) mit Bleichzusatz aufgespritzt. Es folgt eine Trocknung von mindestens 48 h unter den bei dem Kitten angegebenen Bedingungen.

Das Holzsubstrat wird anschließend durch Aufspritzen einer Farbstofflösung gebeizt und unter den bei dem Kitten angegebenen Bedingungen 4 h lang getrocknet und auf Raumtemperatur rückgekühlt.

Zur Grundierung wird ein zweikomponentiges Polyurethansystem aufge spritzt. Die Auftragsmenge ist 20 bis 40 g/m², je nach Teile- und Holzart, mit 1 oder 2 Aufträgen und Ablüften zwischen den Aufträgen.

Härten: 3 bis 16 h bei 20 bis 23°C bei 50 bis 60% relativer Feuchte.

Zum Isolieren wird ein farbloser Isoliergrund (zweikomponentiges Polyuret hansystem) und Härter mit einer Auftragsmenge von 20 bis 40 g/m² aufge spritzt. Härten: 3 bis 16 h bei 20 bis 23°C bei 50 bis 60% relativer Feuchte. Zur Lackierung wird eines der zuvor beschriebenen Lacksysteme durch Warmspritzen aufgetragen. Die Lacktemperatur liegt bei 35 bis 60°C. Auf tragsmenge: 4 bis 8 × 150 bis 180 g/m². Nach dem Ablüften erfolgt die Po lymerisation mittels UV-Strahlung. Hierzu wird Kaltlicht, d. h. zwei Strahler mit unterschiedlicher Wellenlänge und Leistung, verwendet. Dauer: 1 bis 2 Min. bei 20 bis 35°C mit 5 W/cm Lichtleistung. Angelieren, Härten: V = 1,5 bis 3 m/Min. mit 80 W/cm Lichtleistung.

Das Nachhärten wird 16 h lang bei 50°C durchgeführt.

Die VOC-Bestimmung erfolgt nach geltenden Normen nach zwei Verfahren:

1. Head Space Method (GC-MS = Gaschromatographie-Massenspektros kopie) und
2. TDS-GC-Method (Thermodesorptions-Gaschromatographie).

Beide Verfahren arbeiten bei erhöhter Temperatur in einem Bereich von 90 bis 120°C das TDS-GC-Verfahren z. B. bei 120°C. Das gesamte Material wird bei dieser Temperatur belastet. Was dabei ausdampft, wird als VOC bestimmt.

Mit der Head-Space-GC-MS wurden bis 90°C bei sogenannten Polyester- Glanzlacksystemen VOC-Werte von etwa 1500 ppm und bei paraffinhaltigen Polyesterlacken VOC-Werte von etwa 1700 bis 2200 ppm gemessen.

Demgegenüber werden bei den vorstehenden erfindungsgemäßen Ausfüh rungsbeispielen VOC-Werte von etwa 40 bis 60 ppm gemessen.

Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten:
Die Erfindung betrifft durch UV-Strahlung härtbare Beschichtungsmittel auf Acrylatbasis, die zur Beschichtung von Holzbauteilen geeignet sind. Das Be schichtungsmittel enthält 5 bis 80 Gew.-% Acrylatharze; 5 bis 75 Gew.-% ei nes Reaktivverdünners; 0,1 bis 5 Gew.-% eines Thixotropiermittels; 0,1 bis 10 Gew.-% eines Photoinitiators und 0,05 bis 20 Gew.-% Additive. Geschützt ist auch das Verfahren zur Herstellung von Überzügen. In diesem werden 4 bis 8 Schichten in einem Warmspritzverfahren auf vorkonfektionierte Holzteile aufgetragen und mittels UV-Strahlung gehärtet.

Wesentlich ist, daß die beschichteten Bauteile nach der Endhärtung emissi onsarm sind und VOC-Werte volatile organic compounds von < 100 ppm aufweisen. Diese liegen weit unter den für die bekannten Polyesterlacke üb lichen Werten.

Claims

1. Flüssiges, mittels UV-Strahlung härtbares Beschichtungsmittel, welches folgende Bestandteile enthält:
5 bis 80 Gew.-% einer Mischung aus monomeren, oligomeren und po lymeren mehrfunktionellen, vernetzbaren Acrylaten und/oder Methacrylaten;
5 bis 75 Gew.-% eines Reaktivverdünners;
0,1 bis 5 Gew.-% eines Thixotropiermittels;
0,1 bis 10 Gew.-% eines Photoinitiators und
0,05 bis 20 Gew.-% Additive.

2. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Bestandteile enthält:
20-80 Gew.-% einer Mischung aus monomeren, oligomeren und poly meren mehrfunktionellen, vernetzbaren Acrylaten und/oder Methacry laten;
5 bis 25 Gew.-% eines Reaktivverdünners;
2 bis 4 Gew.-% eines Thixotropiermittels;
2 bis 5 Gew.-% eines Photoinitiators und
0,05 bis 10 Gew.-% Additive.

3. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die mehrfunktionellen Acrylate gewählt sind aus der Gruppe von Polyether-, Polyester-, Epoxid-, Urethan-, Melamin-, Siliconacrylat und/oder acrylierten Polyacrylaten; Polyether-, Polyester-, Epoxid-, Urethan-, Melamin-, Siliconmethacrylat und/oder methacrylierten Po lyacrylaten.

4. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die mehrfunktionellen Acrylate und/oder Methacry late Molekulargewichte im Bereich von 500 bis 6000 aufweisen.

5. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß der Reaktivverdünner radikalisch polymerisierbare Reste enthält und gewählt ist aus der Gruppe von Acrylestern einfacher Alkohole, Hexandioldiacrylat, Hydroxymethylethylacrylat, Hydroxypro pylacrylat, Polyethylenglykoldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Di propylenglykoldiacrylat, Tripropylenglykoldiacrylat oder Mischungen derselben und Polyesteracrylaten.

6. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktivverdünner Molekulargewichte im Be reich von 50 bis 500 aufweisen.

7. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Thixotropiermittel, vorzugsweise auf der Basis von SiO₂, beigemischt ist.

8. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß der Photoinitiator ein UV-Initiator ist und gewählt ist aus der Gruppe von Benzoinether, Benzildimethylketal, Diethoxyaceto phenon, Hydroxyketonen, Aminoketonen, Benzophenonen, einem Ge misch von Benzophenon und 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenylketon, 2- Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-on, Monoacylphosphinoxid und Bisacylphosphinoxid oder Gemischen derselben.

9. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß es als ein Additiv eine oberflächenaktive Substanz, vorzugsweise eine organische Siliconverbindung vom Polymethylsilox an-Typ, enthält mit einem Anteil kleiner 2 Gew.-%.

10. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß es als Additiv mindestens einen Stabilisator und/oder Inhibitor enthält, der gewählt ist aus der Gruppe von Hydro chinon, Hydrochinon-monomethylether, p-Benzochinon, p-Tertiär-butyl catechol, Phenothiazin, 2,6-Di-tertiärbutylhydroxytoluol, sterisch ge hinderten Aminen und Benzotriazol mit einem Anteil kleiner 8 Gew.-%.

11. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Bestandteile in ihrer gewichtsmäßigen Zusam mensetzung so gewählt sind, daß sich eine Bearbeitungsviskosität von 150 bis 250 mPa.s bei 35 bis 60°C ergibt.

12. Verfahren zur Herstellung eines Überzugs auf einer vorkonfektionierten Holzoberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Beschichtungsmit tel nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in mehreren Schichten auf die Holzoberfläche mit einer Schichtdicke von 50 bis 500 µm durch Warm spritzen bei 35 bis 80°C aufgetragen wird und daß jede Schicht nach ihrem Auftrag durch UV-Bestrahlung angeliert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schicht mit einer Schichtdicke von 150 bis 250 µm aufgespritzt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmittel beim Aufspritzen eine Viskosität von 150 bis 250 mPa.s aufweist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, daß für das Angelieren der Schichten eine Photostrahlung im Wellenlängenbereich von 150 bis 600 nm verwendet wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekenn zeichnet, daß das Angelieren jeder Schicht bei dreidimensionalen Holzbauteilen in Inertgasatmosphäre durchgeführt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekenn zeichnet, daß nach dem Aufspritzen und dem Angelieren aller Schich ten eine Nachhärtung mit UV-Strahlung durchgeführt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekenn zeichnet, daß insgesamt 4 bis 8 Schichten aufgespritzt werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekenn zeichnet, daß das Aufspritzen und Angelieren der Schichten in einer geschlossenen Kammer durchgeführt wird.

20. Verwendung des nach einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellten Be schichtungsmittels zur Beschichtung von Holzbauteilen, die für das In terieur von Kraftfahrzeugen bestimmt sind.