DE102009049630A1 - N-Methylpyrrolidone-deficit aqueous polymer blend, useful to coat e.g. leather, comprises a polyurethane-dispersion based on polyurethane containing Zerewitinoff-active hydrogen atoms, matting agent, crosslinker and/or crosslinking system - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Polymermischungen und deren Verwendung zum Beschichten von Dekorfolien und Dekoroberflächen.The present invention relates to polymer blends and their use for coating decorative films and decorative surfaces.
Polymermischungen enthaltend Polymerharze, Mattierungsmittel und Vernetzerkomponenten kommen in der Automobilindustrie bei der Beschichtung von Dekoroberflächen im Automobilinnenraum zum Einsatz.Polymer blends containing polymer resins, matting agents and crosslinking components are used in the automotive industry in the coating of decorative surfaces in the automotive interior.
Häufig werden Polymerharze auf Basis von Polyurethan verwendet. In vielen Polyurethanen findet sich N-Methylpyrrolidon (NMP) als Lösemittel, da es gegenüber Isocyanatgruppen unreaktiv ist und somit geeignet ist die Viskosität beim Prepolymeraufbau zu reduzieren. Darüber hinaus ist NMP in der Lage, die vielfach in der Polyurethandispersionschemie verwendete hochschmelzende Dimethylolpropionsäure zu lösen. Durch die Verwendung von NMP wird gewährleistet, dass ausreichend viele hydrophile Zentren in Form von Carboxylat-Gruppen in ökonomisch vertretbarer Reaktionszeit in das Polyurethan-Gerüst eingebaut werden.Often, polymer resins based on polyurethane are used. In many polyurethanes, N-methylpyrrolidone (NMP) is used as a solvent because it is unreactive with respect to isocyanate groups and thus is suitable for reducing the viscosity in the prepolymer structure. In addition, NMP is capable of dissolving the high melting point dimethylol propionic acid widely used in polyurethane dispersion chemistry. The use of NMP ensures that a sufficient number of hydrophilic centers in the form of carboxylate groups are incorporated in the polyurethane framework in an economically acceptable reaction time.
NMP ist allerdings als fluchtschädigende Substanz einzustufen. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass NMP und andere Colöser aus Beschichtungen von Dekoroberflächen im Automobilinnenraum im Laufe der Zeit ausdampfen. Diese Emissionen führen zu einer erhöhten Konzentration von NMP und anderen gesundheitsschädlichen Colösern im Automobilinnenraum und damit zu einer gesundheitlichen Belastung der Insassen.However, NMP is classified as a volatile substance. In addition, it has been found that NMP and other cosolvents from coatings of decorative surfaces in automotive interiors evaporate over time. These emissions lead to an increased concentration of NMP and other harmful cosolvents in the automotive interior and thus to a health burden on the occupants.
Es war daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Polymermischungen zur Verfügung zu stellen, deren Verwendung zur Beschichtung von Dekoroberflächen im Automobilinnenraum zu einer geringen bzw. keiner Emission von NMP führt, so dass Dekoroberflächen, die mit diesen Polymermischungen beschichtet wurden, die OEM-spezifischen Normen gemäß erfüllen.It was therefore an object of the present invention to provide polymer blends whose use for coating decorative surfaces in automotive interiors results in little or no emission of NMP so that decorative surfaces coated with these polymer blends meet OEM-specific standards comply with.
Es war eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Polymermischungen zur Verfügung zu stellen, deren Verwendung zur Beschichtung von Dekoroberflächen im Automobilinnenraum zu einer geringen bzw. keiner Emission von NMP führt und gleichzeitig die Beibehaltung der guten Eigenschaften von Dekoroberflächen auf Basis herkömmlicher Polymermischungen ermöglicht, wie beispielsweise hohe Mattigkeit bei gleichbleibender hoher Transparenz.It was a further object of the present invention to provide polymer blends whose use for coating decorative surfaces in automotive interiors results in little or no emission of NMP while allowing retention of the good properties of decorative surfaces based on conventional polymer blends, such as high dullness with constant high transparency.
Die vorstehend genannten Aufgaben werden durch die Gegenstände der vorliegenden Erfindung gelöst.The above objects are achieved by the objects of the present invention.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind NMP-arme wässrige Polymermischungen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie wenigstens eine wässrige Polyurethan-Dispersion auf Basis von Polyurethan mit einem Gehalt an Zerewitinoff-aktiven Wasserstoffatomen aus OH-Gruppen und NH-Gruppen im Bereich von 0,00 bis 0,25 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge des Polyurethan und wenigstens ein Mattierungsmittel und wenigstens einen Vernetzer und/oder ein Vernetzersystem enthalten.An object of the present invention are NMP-poor aqueous polymer mixtures, which are characterized in that they contain at least one aqueous polyurethane dispersion based on polyurethane containing Zerewitinoff-active hydrogen atoms from OH groups and NH groups in the range of 0, 00 to 0.25 wt .-% based on the total amount of the polyurethane and at least one matting agent and at least one crosslinker and / or a crosslinking system.
Bevorzugt weist die Polyurethan-Dispersion einen Gehalt an Zerewitinoff-aktiven Wasserstoffatomen aus OH-Gruppen und NH-Gruppen im Bereich von 0,00 bis 0,22 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,00 bis 0,20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Polyurethan auf.Preferably, the polyurethane dispersion has a content of Zerewitinoff-active hydrogen atoms from OH groups and NH groups in the range of 0.00 to 0.22 wt .-%, particularly preferably in the range of 0.00 to 0.20 wt. %, based on the total amount of polyurethane.
An N oder O gebundener Wasserstoff wird als Zerewitinoff-aktiver Wasserstoff (manchmal auch nur als „aktiver Wasserstoff”) bezeichnet, wenn er nach einem von Zerewitinoff aufgefundenen Verfahren durch Umsetzung mit Methylmagnesiumjodid Methan liefert.Hydrogen bonded to N or O is referred to as Zerewitinoff-active hydrogen (sometimes referred to as "active hydrogen") when it reacts with methyl magnesium iodide to yield methane by a method discovered by Zerewitinoff.
Die Polyurethan-Dispersion enthält als Aufbaukomponenten wenigstens einen Monoalkohol (f) mit einem mittleren Molekulargewicht Mn von 32 bis 145 g/mol und/oder wenigstens ein Monoamin (g) mit einem mittleren Molekulargewicht Mn von 17 bis 147 g/mol.The polyurethane dispersion contains as structural components at least one monoalcohol (f) having an average molecular weight M n of 32 to 145 g / mol and / or at least one monoamine (g) having an average molecular weight M n of 17 to 147 g / mol.
Bevorzugt beträgt der Anteil Monoalkohole (f) und Monoamine (g) 0,1 Gew.-% bis 1,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 1,3 Gew.-%, bezogen auf alle Aufbaukomponenten der Polyurethan-Dispersion.The proportion of monoalcohols (f) and monoamines (g) is preferably from 0.1% by weight to 1.5% by weight, particularly preferably from 0.1% by weight to 1.3% by weight, based on all Building components of the polyurethane dispersion.
Bevorzugt beträgt der Gehalt an NMP von 0,0 bis 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,0 bis 0,3 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,0 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Polymermischung. Noch weiter bevorzugt ist die erfindungsgemäße Polymermischung frei von NMP.Preferably, the content of NMP from 0.0 to 0.5 wt .-%, particularly preferably 0.0 to 0.3 wt .-%, most preferably 0.0 to 0.1 wt .-%, based on the total amount of polymer blend. Even more preferably, the polymer mixture according to the invention is free of NMP.
Frei von NMP bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass der Gehalt an NMP in der Polymermischung kleiner gleich der Nachweisgrenze (d. h. ≤ 1 ppm) bei einer gaschromatographischen Messung ist. For the purposes of the present invention, free of NMP means that the content of NMP in the polymer mixture is less than or equal to the detection limit (ie ≦ 1 ppm) in a gas chromatographic measurement.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Polymermischungen zur Beschichtung von Dekoroberflächen im Automobilinnenraum führt zu einer geringen bzw. keiner Emission von NMP und ebenfalls zu einer geringen bzw. keiner Emission von anderen Colösern führt.The use of the polymer mixtures according to the invention for the coating of decorative surfaces in the automotive interior leads to a low or no emission of NMP and also leads to a low or no emission of other cosolvents.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polyurethan-Dispersionen sind Colöser-arm. Die erfindungsgemäß verwendeten Polyurethan-Dispersionen enthalten bevorzugt 0,0 bis 0,9 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,0 bis 0,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,0 bis 0,4 Gew.-% an Colösern, bezogen auf die Gesamtmenge der Polyurethan-Dispersion.The polyurethane dispersions used according to the invention are low in co-solvent. The polyurethane dispersions used according to the invention preferably contain from 0.0 to 0.9% by weight, particularly preferably from 0.0 to 0.5% by weight, very particularly preferably from 0.0 to 0.4% by weight of cosolvents , based on the total amount of the polyurethane dispersion.
Die erfindungsgemäßen Polymermischungen sind Colöser-arm. Die erfindungsgemäß verwendeten Polyurethan-Dispersionen enthalten bevorzugt 0,0 bis 0,9 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,0 bis 0,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,0 bis 0,4 Gew.-% an Colösern, bezogen auf die Gesamtmenge der Polyurethan-Dispersion.The polymer mixtures according to the invention are low in coagents. The polyurethane dispersions used according to the invention preferably contain from 0.0 to 0.9% by weight, particularly preferably from 0.0 to 0.5% by weight, very particularly preferably from 0.0 to 0.4% by weight of cosolvents , based on the total amount of the polyurethane dispersion.
Colöser im Sinne der vorliegenden Erfindung sind polare organische Lösemittel. Vorzugsweise sind Colöser organische Lösemittel mit einem Hansen-Parameter im Bereich von 7.2 bis 16.0 (cal/cm3)0,5, wie sie in
Bevorzugte Colöser im Sinne der vorliegenden Erfindung sind polare organische Lösemittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aceton, Methylethylketon, Butyldiglykol, Dimethylsulfoxid, N-Ethylpyrrolidon, Dimethylformamid, Dimethylacetamid und Dipropylenglykoldimethylether.Preferred cosolvents for the purposes of the present invention are polar organic solvents selected from the group consisting of acetone, methyl ethyl ketone, butyl diglycol, dimethyl sulfoxide, N-ethylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide and dipropylene glycol dimethyl ether.
Bei den Colösern handelt es sich zum einen um Lösemittel sein, die bereits in der Synthese des Polyurethanpolymers verwendet wurden, und zum anderen um Lösemittel die der Polyurethan-Dispersion nachträglich zugesetzt worden sind, um die gewünschten Eigenschaften einzustellen.The cosolvents are on the one hand to be solvents that have already been used in the synthesis of the polyurethane polymer, and on the other to solvents that have been added to the polyurethane dispersion subsequently to adjust the desired properties.
Die wässrige Polyurethan-Dispersion enthält als weitere Aufbaukomponenten
- a) wenigstens ein Polyisocyanat,
- b) wenigstens ein Polyol mit mittlerem Molgewicht Mn von 500 bis 6000 g/mol,
- c) wenigstens ein Polyol mit mittlerem Molgewicht Mn von 62 bis 500 g/mol,
- d) wenigstens eine Verbindung, die eine ionische Gruppe oder eine zur Ausbildung einer ionischen Gruppe befähigte Gruppe enthält und
- e) wenigstens ein Polyamin mit mittlerem Molekulargewicht Mn von 32 bis 500 g/mol.
- a) at least one polyisocyanate,
- b) at least one polyol having an average molecular weight M n of from 500 to 6000 g / mol,
- c) at least one polyol having an average molecular weight M n of from 62 to 500 g / mol,
- d) at least one compound which contains an ionic group or a group capable of forming an ionic group and
- e) at least one polyamine having an average molecular weight M n of from 32 to 500 g / mol.
Bevorzugt enthält das Harz der erfindungsgemäßen Polyurethandispersion einen Gehalt an Komponente c) von 1,5 bis 23 Gew.-% und besonders bevorzugt von 3,0 bis 17 Gew.-% und einen Hartsegmentgehalt (HS) von 28 bis 85 Gew.-%, bevorzugt von 30 bis 80 Gew.-% und besonders bevorzugt von 32 bis 75 Gew.-%, wobei die Isocyanatmenge bezogen auf die Feststoffmenge 22 bis 55 Gew.-%, bevorzugt 22 und 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 22 bis 48 Gew.-% beträgt. Die Säurezahl des Festharzes liegt zwischen 11 und 30 mg KOH/g Festharz, bevorzugt zwischen 13 und 28 mg KOH/g Festharz und besonders bevorzugt zwischen 13 und 27 mg KOH/g Festharz.The resin of the polyurethane dispersion according to the invention preferably contains a content of component c) of 1.5 to 23% by weight and particularly preferably of 3.0 to 17% by weight and a hard segment content (HS) of 28 to 85% by weight. , preferably from 30 to 80 wt .-% and particularly preferably from 32 to 75 wt .-%, wherein the amount of isocyanate, based on the amount of solids from 22 to 55 wt .-%, preferably 22 and 50 wt .-%, particularly preferably 22 to 48 wt .-% is. The acid number of the solid resin is between 11 and 30 mg KOH / g of solid resin, preferably between 13 and 28 mg KOH / g of solid resin and more preferably between 13 and 27 mg KOH / g of solid resin.
Der Hartsegmentgehalt berechnet sich wie folgt:The hard segment content is calculated as follows:
Als Komponente a) sind die üblicherweise in der Polyurethanchemie eingesetzten Polyisocyanate geeignet, wie beispielsweise Diisocyanate der Formel R1(NCO)2, wobei R1 für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 15 Kohlenstoffatomen, einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 15 Kohlenstoffatomen oder einen araliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 7 bis 15 Kohlenstoffatomen steht. Beispiele für bevorzugte Diisocyanate sind Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan, 2,4'-Diisocyanatodiphenylmethan, 2,4-Diisocyanatotoluol, 2,6-Diisocyanatotoluol oder α,α,α',α','-Tetra-methyl-m- oder p-xylylendiisocyanat sowie Mischungen der genannten Diisocyanate. Besonders bevorzugte Diisocyanate sind 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan (Isophorondiisocyanat) und 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethan. Gegebenenfalls können kleine Mengen von z. B. drei- und/oder höherwertige Isocyanate eingesetzt werden, um somit einen gewissen Verzweigungs- oder Vernetzungsgrad des Polyurethans zu gewährleisten. Die Menge des einzusetzenden Polyisocyanats richtet sich nach seiner Funktionalität und ist so zu bemessen, dass das NCO-Prepolymer noch rührbar und dispergierbar bleibt. Derartige Isocyanate werden z. B. erhalten, indem zweiwertige Isocyanate derart miteinander umgesetzt werden, dass ein Teil ihrer Isocyanatgruppen zu Isocyanurat-, Biuret-, Allophanat- oder Uretdiongruppen derivatisiert werden. Auch solche über ionische Gruppen hydrophilierte Polyisocyanate, wie sie üblicherweise als Vernetzer in wässrigen Zweikomponenten-(2K)-PUR-Lacken eingesetzt werden, sind geeignet. Beispiele für solche Isocyanate sind in der
Geeignete polymere Polyole b) weisen einen Molgewichtsbereich (Mn) von 500 bis 6000 g/mol, bevorzugt von 500 bis 3000 g/mol und besonders bevorzugt von 650 bis 2500 g/mol auf. Die OH-Funktionalität beträgt mindestens 1,8 bis 3, bevorzugt 1,9 bis 2,2 und besonders bevorzugt 1,92 bis 2,0. Es handelt sich bei den Polyolen zum Beispiel um Polyester, Polyether auf Basis von Propylenoxid und/oder Tetrahydrofuran, Polycarbonate, Polyestercarbonate, Polyacetale, Polyolefine, Polyacrylate und Polysiloxane. Bevorzugt werden Polyester, Polyether, Polyestercarbonate und Polycarbonate eingesetzt. Besonders bevorzugt sind Polyester, Polyether, Polyestercarbonate und Polycarbonate mit OH-Funktionalitäten zwischen 1,92 und 2,0. Mischungen der beschriebenen polymeren Polyole b) sind ebenfalls geeignet.Suitable polymeric polyols b) have a molecular weight range (M n ) of from 500 to 6000 g / mol, preferably from 500 to 3000 g / mol and more preferably from 650 to 2500 g / mol. The OH functionality is at least 1.8 to 3, preferably 1.9 to 2.2, and particularly preferably 1.92 to 2.0. The polyols are, for example, polyesters, polyethers based on propylene oxide and / or tetrahydrofuran, polycarbonates, polyestercarbonates, polyacetals, polyolefins, polyacrylates and polysiloxanes. Preference is given to using polyesters, polyethers, polyestercarbonates and polycarbonates. Particular preference is given to polyesters, polyethers, polyestercarbonates and polycarbonates having OH functionalities of between 1.92 and 2.0. Mixtures of the described polymeric polyols b) are also suitable.
Zusätzlich können in Abmischung mit den genannten Polyolen b) auch fettsäurehaltige Polyester b1) eingesetzt werden, die durch Ver- oder Umesterungsprodukt(e) von trocknenden und/oder nicht-trocknenden Fettsäuren bzw. Ölen mit mindestens bifunktionellen Polyolverbindungen erhalten werden, wie sie z. B. in der
Als Polyol b1) ebenfalls geeignet ist partiell dehydratisiertes Ricinusöl, das durch thermische Belastung von Ricinusöl unter saurer Katalyse erhalten wird und in der
Ebenfalls als Polyole b1) geeignet sind solche, die in der
Weiterhin sind als Polyole b1) Umesterungsprodukte von Ricinusöl mit einem anderen oder mehreren anderen Triglyceriden geeignet. Dabei wird die molare Zusammensetzung der Mischung so berechnet, dass die mittlere OH-Funktionalität des Endprodukts im Bereich von 1,8 bis 2,2 liegt.Furthermore, suitable polyols b1) are transesterification products of castor oil with one or more other triglycerides. The molar composition of the mixture is calculated so that the average OH functionality of the final product is in the range of 1.8 to 2.2.
Besonders bevorzugt als Komponente b1) sind im statistischen Mittel bezüglich der OH-Gruppen bisfunktionelle, fettsäurehaltige Komponenten, die Glycerin- oder Trimethylolpropaneinheiten enthalten. Ganz besonders bevorzugt sind dabei Umesterungsprodukte mit mittleren OH-Funktionalitäten von 2 aus Ricinusöl mit einem weiteren, von Ricinusöl verschiedenen Öl. Die fettsäurehaltigen Polyester b1) werden bevorzugt mit Polyolen b), die ein Mn von 650 bis 2500 g/mol und OH-Funktionalitäten von 1,9 bis 2 aufweisen, eingesetzt. Die fettsäurehaltigen Polyester b1) werden besonders bevorzugt mit Polyolen b), die ein Mn von 650 bis 2500 g/mol, OH-Funktionalitäten von 1,92 bis 2 aufweisen und aus der Gruppe der Ester, Ether, Carbonate oder Carbonatester ausgewählt sind, eingesetzt.Particularly preferred as component b1) are, as a statistical average with respect to the OH groups, bisfunctional, fatty acid-containing components which contain glycerol or trimethylolpropane units. Very particular preference is given to transesterification products having average OH functionalities of 2 from castor oil with a further oil other than castor oil. The fatty acid-containing polyesters b1) are preferably used with polyols b) which have a M n of 650 to 2500 g / mol and OH functionalities of 1.9 to 2. The fatty acid-containing polyesters b1) are particularly preferably selected from polyols b) which have an M n of from 650 to 2500 g / mol, OH functionalities of from 1.92 to 2 and are selected from the group consisting of esters, ethers, carbonates or carbonate esters, used.
Bevorzugt enthält die erfindungsgemäße Polyurethandispersion als Polyol nur die Komponente b) in Mengen von 15 bis 72 Gew.-%, bevorzugt von 20 bis 70 Gew.-% und besonders bevorzugt von 25 bis 68 Gew.-% bezogen auf die gesamte Harzmenge.Preferably, the polyurethane dispersion according to the invention contains as the polyol only component b) in amounts of 15 to 72 wt .-%, preferably from 20 to 70 wt .-% and particularly preferably from 25 to 68 wt .-% based on the total amount of resin.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die erfindungsgemäße Polyurethandispersion die Komponenten b) und b1), wobei deren Gesamtmenge maximal 65 Gew.-% beträgt, gemessen an der gesamten Harzmenge aus den Komponenten a) bis g) und die Menge an Komponente b1), bezogen auf die gesamte Harzmenge der Polyurethandispersion 0 bis 30 Gew.-% bevorzugt 0 bis 25 Gew.-%.In a further embodiment of the present invention, the polyurethane dispersion according to the invention contains components b) and b1), the total amount thereof being at most 65% by weight, based on the total amount of resin from components a) to g) and the amount of component b1) , based on the total amount of resin of the polyurethane dispersion from 0 to 30 wt .-%, preferably 0 to 25 wt .-%.
Niedermolekulare Polyole c) mit einem Molekulargewichtsbereich (Mn) von 62 bis 500 g/mol, bevorzugt 62 bis 400 g/mol und besonders bevorzugt 90 bis 300 g/mol sind die üblicherweise in der Polyurethanchemie eingesetzten bifunktionellen Alkohole, wie z. B. Etandiol, 1,2- und 1,3-Propandiol, 1,2-, 1,3- und 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 3-Methyl-pentandiol-1,5, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol, Cyclohexan-1,4-dimethanol, 1,2- und 1,4-Cyclohexandiol, 2-Ethyl-3-propyl-pentandiol, 2,4-Dimethylpentandiol, 2-Ethyl-2-butylpropandiol, Ethersauerstoff enthaltende Diole, wie z. B. Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Polyethylen-, Polypropylen- oder Polybutylenglykole, N-substituierte Ethanolamine sowie Mischungen dieser Produkte. Bevorzugte Polyole c) sind 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 3-Methyl-pentandiol-1,5, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol, Cyclohexan-1,4-dimethanol, 1,2- und 1,4-Cyclohexandiol. Ganz besonders bevorzugte Polyole c) sind 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol und Neopentylglykol. Low molecular weight polyols c) having a molecular weight range (M n ) of 62 to 500 g / mol, preferably 62 to 400 g / mol and particularly preferably 90 to 300 g / mol are the bifunctional alcohols commonly used in polyurethane chemistry, such as. Etandiol, 1,2- and 1,3-propanediol, 1,2-, 1,3- and 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1.6 Hexanediol, neopentyl glycol, cyclohexane-1,4-dimethanol, 1,2- and 1,4-cyclohexanediol, 2-ethyl-3-propylpentanediol, 2,4-dimethylpentanediol, 2-ethyl-2-butylpropanediol, ether oxygen-containing Diols, such as. As diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polyethylene, polypropylene or polybutylene glycols, N-substituted ethanolamines and mixtures of these products. Preferred polyols c) are 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methylpentanediol-1,5, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, cyclohexane-1,4-dimethanol, 1,2- and 1, 4-cyclohexanediol. Very particularly preferred polyols c) are 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and neopentyl glycol.
Tri- und höherfunktionelle Alkohole des angegebenen Molekulargewichtsbereichs können anteilig in der Menge mitverwendet werden, dass die Polymerlösung rührbar bleibt. Zu solchen Komponenten zählen Trimethylolpropan, Trimethylolethan, Glycerin, sowie Pentaerythritol.Tri- and higher-functional alcohols of the stated molecular weight range can be used proportionally in the amount that the polymer solution remains stirrable. Such components include trimethylolpropane, trimethylolethane, glycerol, and pentaerythritol.
Zusätzlich können in Abmischung mit den genannten Polyolen c) auch fettsäurehaltige Polyester c1) mit Molgewichten < 500 g/mol eingesetzt werden, die durch Ver- oder Umesterungsprodukt(e) von trocknenden und/oder nicht-trocknenden Fettsäuren bzw. Ölen mit mindestens bifunktionellen Polyolverbindungen erhalten werden, wie sie z. B. in der
Die Mengen der Komponenten c) und c1) werden so bemessen, dass deren Summe gemessen am Harz der Polyurethandispersion 1,5 bis 23 Gew.-%, bevorzugt 1,5 bis 10 Gew.-% und besonders bevorzugt 1,0 bis 8 Gew.-% beträgt. Das Gewichtsverhältnis von c) zu c1) reicht von 100:0 bis 20:80, bevorzugt von 100:0 bis 30:70 und besonders bevorzugt von 100:0 bis 40:60.The amounts of components c) and c1) are so dimensioned that their sum measured on the resin of the polyurethane dispersion 1.5 to 23 wt .-%, preferably 1.5 to 10 wt .-% and particularly preferably 1.0 to 8 wt .-% is. The weight ratio of c) to c1) ranges from 100: 0 to 20:80, preferably from 100: 0 to 30:70 and particularly preferably from 100: 0 to 40:60.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird lediglich die Komponente c) in Mengen von 1,5 bis 23 Gew.-%, bevorzugt 1,5 bis 10 Gew.-% und besonders bevorzugt 1,0 bis 8 Gew.-%, gemessen am Harz der Polyurethandispersion verwendet.In a preferred embodiment, only the component c) in amounts of 1.5 to 23 wt .-%, preferably 1.5 to 10 wt .-% and particularly preferably 1.0 to 8 wt .-%, measured on the resin of Polyurethane dispersion used.
Als Komponente d) sind niedermolekulare OH-Gruppen- und/oder NH-Gruppen-haltige Verbindungen, die ionische Gruppen enthalten oder zur Ausbildung einer ionischen Gruppe befähigt sind, geeignet, wie z. B. Dimethylolpropionsäure, Dimethylolbuttersäure, Hydroxypivalinsäure, Umsetzungsprodukte von (Meth-)acrylsäure und Polyaminen (z. B.
Als Neutralisationskomponenten für die anionischen Dispersionen eignen sich die dem Fachmann bekannten tertiären Amine, Ammoniak sowie Alkalihydroxide.Suitable neutralization components for the anionic dispersions are the tertiary amines known to those skilled in the art, ammonia and alkali metal hydroxides.
Bevorzugt enthält das NCO-Prepolymer keine nichtionischen Hydrophilierungsmittel.The NCO prepolymer preferably contains no nonionic hydrophilicizing agents.
Als Kettenverlängerer e) kommen Polyamine mit einem Molgewicht Mn von 32 bis 500 g/mol in Frage, wie z. B. Ethylendiamin, 1,2-Diaminopropan, 1,4-Diaminobutan, 1,6-Hexamethylendiamin, 2-Methyl-pentandiamin-1‚5, Isophorondiamin, 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan, Piperazin, N2-Methyl-diethylentriamin oder Diethylentriamin. Ebenfalls geeignet ist Hydrazin. Bevorzugt sind die Diamine Ethylendiamin, 2-Methyl-pentandiamin-1,5 oder Isophorondiamin.As a chain extender e) polyamines having a molecular weight M n of 32 to 500 g / mol in question, such as. As ethylenediamine, 1,2-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,6-hexamethylenediamine, 2-methyl-pentanediamine-1,5, isophoronediamine, 4,4'-diaminodicyclohexylmethane, piperazine, N 2 -methyl-diethylenetriamine or diethylenetriamine. Also suitable is hydrazine. The diamines are preferably ethylenediamine, 2-methylpentanediamine-1,5 or isophoronediamine.
Als Komponente f) kommen monofunktionelle Alkohole mit 1 bis 18, bevorzugt 1 bis 12, besonders bevorzugt 1–8 Kohlenstoffatomen in Betracht. Hierzu zählen beispielsweise Methanol, Ethanol, 1-Propanol, 2-Propanol, primäres Butanol, sekundäres Butanol, n-Hexanol und dessen Isomere, 2-Ethylhexylalkohol, Ethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonobutylether, Diethylenglykolmonobutylether, Propylenglykolmonomethylether, Dipropylenglykolmonomethylether, Tripropylenglykolmonomethylether, Propylenglykolmonobutylether, Dipropylenglykolmonobutylether, Tripropylenglykolmonobutylether, 1-Octanol, 1-Dodecanol, 1-Hexadecanol, Laurylalkohol sowie Stearylalkohol. Als bevorzugte Komponenten f) gelten Ethanol, 1-Propanol, 2-Propanol, primäres Butanol, sekundäres Butanol, n-Hexanol und dessen Isomere, 2-Ethyl hexylalkohol, Ethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonobutylether und Diethylenglykolmonobutylether. Als besonders bevorzugte Komponenten f) gelten n-Butanol, n-Hexanol, 2-Ethylhexylalkohol, Ethylenglykolmonobutylether oder Ethylenglykolmonomethylether.Suitable components f) are monofunctional alcohols having 1 to 18, preferably 1 to 12, particularly preferably 1 to 8 carbon atoms. These include, for example, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, primary butanol, secondary butanol, n-hexanol and its Isomers, 2-ethylhexyl alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monobutyl ether, 1-octanol, 1-dodecanol, 1-hexadecanol, lauryl alcohol and stearyl alcohol. Preferred components f) are ethanol, 1-propanol, 2-propanol, primary butanol, secondary butanol, n-hexanol and its isomers, 2-ethylhexyl alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether and diethylene glycol monobutyl ether. Particularly preferred components f) are n-butanol, n-hexanol, 2-ethylhexyl alcohol, ethylene glycol monobutyl ether or ethylene glycol monomethyl ether.
Als Monoamine g) kommen solche in Frage, die ein Molgewicht von 17 bis 147 g/mol aufweisen, wie z. B. Ammoniak, Methylamin, Ethylamin, Diethylamin, Propylamin, n-Butylamin, Dibutylamin, 2-Aminobutan, 1-Aminopentan, 2-Aminopentan, Ethanolamin, Diethanolamin, 1-Amino-2-propanol, 3-Amino-1-propanol, 2-Amino-1-butanol, 5-Amino-1-pentanol. Zu den bevorzugten Monoaminen g) zählen n-Butylamin, 2-Aminobutan, 1-Aminopentan, 2-Aminopentan, Ethanolamin oder Diethanolamin. Ganz besonders bevorzugte Komponenten g) sind n-Butylamin oder Diethanolamin.As monoamine g) are those in question, which have a molecular weight of 17 to 147 g / mol, such as. Ammonia, methylamine, ethylamine, diethylamine, propylamine, n-butylamine, dibutylamine, 2-aminobutane, 1-aminopentane, 2-aminopentane, ethanolamine, diethanolamine, 1-amino-2-propanol, 3-amino-1-propanol, 2-amino-1-butanol, 5-amino-1-pentanol. The preferred monoamines g) include n-butylamine, 2-aminobutane, 1-aminopentane, 2-aminopentane, ethanolamine or diethanolamine. Very particularly preferred components g) are n-butylamine or diethanolamine.
Als Lösemittel zur Herstellung der Polyurethandispersion kommen solche in Frage, die bei Normaldruck unterhalb von 100°C sieden, keine gegenüber Isocyanaten reaktiven Gruppen aufweisen und darüber hinaus wasserlöslich sind. Zudem muss das Lösemittel aus der hergestellten Dispersion destillativ entfernbar sein. Beispiele solcher Lösemittel sind Aceton, Methylethylketon, tert.-Butylmethylether oder Tetrahydrofuran. Bevorzugt wird Methylethylketon oder Aceton als Lösemittel verwendet, besonders bevorzugt ist Aceton.Suitable solvents for the preparation of the polyurethane dispersion are those which boil at atmospheric pressure below 100 ° C, have no isocyanate-reactive groups and, moreover, are water-soluble. In addition, the solvent from the prepared dispersion must be removed by distillation. Examples of such solvents are acetone, methyl ethyl ketone, tert-butyl methyl ether or tetrahydrofuran. Preferably, methyl ethyl ketone or acetone is used as solvent, acetone is particularly preferred.
Weiterhin enthält die Polymermischung mindestens ein Mattierungsmittel. Der Fachmann unterscheidet zwischen anorganischen (zum Beispiel Acematt® von Fa. Evonik Degussa/Frankfurt am Main oder Syloid® von Fa. Grace/Worms) und polymerorganischen Mattierungsmitteln (zum Beispiel Polymatte® von Fa. Stahl Europe/Waalwijk oder Novomatt® von Fa. BASF/Ludwigshafen). Die erfindungsgemäße Polymermischung kann auch Kombinationen von anorganischen und organischen Mattierungsmitteln enthalten. Anorganische Mattierungsmittel werden bevorzugt in Mengen von 0,1–6 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5–5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 1–4 Gew.-% eingesetzt, bezogen auf die Polymermischung. Polymerorganische Mattierungsmittel, auf der Basis einer wässrigen Polyurethan-Dispersion und/oder auf der Basis polymerorganischer Verbindungen, werden bevorzugt in Mengen von 0,1–75 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5–60 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 10–55 Gew.-% eingesetzt, bezogen auf die Polymermischung.Furthermore, the polymer mixture contains at least one matting agent. The skilled artisan distinguishes between inorganic (for example, Acematt ® from Fa. Evonik Degussa / Frankfurt am Main or Syloid ® from Fa. Grace / Worms) and polymer organic matting agents (for example Polymatte ® from Messrs. Stahl Europe / Waalwijk or Novomatt ® from Fa. BASF / Ludwigshafen). The polymer blend according to the invention may also contain combinations of inorganic and organic matting agents. Inorganic matting agents are preferably used in amounts of 0.1-6 wt .-%, more preferably 0.5-5 wt .-%, most preferably 1-4 wt .-%, based on the polymer mixture. Polymer-organic matting agents, based on an aqueous polyurethane dispersion and / or on the basis of organometallic compounds, are particularly preferred in amounts of 0.1-75 wt .-%, particularly preferably 0.5-60 wt .-%, most preferably 10-55 wt .-% used, based on the polymer mixture.
Zur Vernetzung kommen alle dem Fachmann bekannten Vernetzungsarten in Frage. Hier sind beispielhaft chemische und/oder physikalische Vernetzungsarten, wie Amin-Vernetzung, Arizidin-Vernetzung, Carbodiimid-Vernetzung, Enamin-Vernetzung, Epoxid-Vernetzung, Epoxysilan-Vernetzung, Harnstoff-Vernetzung, Hydrazid-Vernetzung, Melamin-Vernetzung oder oxidative Trocknung genannt. Auch selbstvernetzende Systeme, wie Azomethin-Vernetzung, eine Carbonyl-Amin-Reaktion, die durch Verdunstung des Neutralisationsmittels und des Wassers erfolgt, Autooxidation oder UV-wässrig sind denkbar. Weitere mögliche Vernetzungsarten sind die Silan-Vernetzung und/oder die Strahlenvernetzung, z. B. durch UV-Strahlung. Ebenso ist eine Dual-Cure-Vernetzung, d. h. eine Kombination der Polyurethan- und der UV-Vernetzungschemie möglich. Die genannten Vernetzungsarten können einzeln oder in beliebiger Kombination ausgeführt sein.For crosslinking, all types of crosslinking known to those skilled in the art come into question. Examples of chemical and / or physical types of crosslinking, such as amine crosslinking, arizidine crosslinking, carbodiimide crosslinking, enamine crosslinking, epoxy crosslinking, epoxy silane crosslinking, urea crosslinking, hydrazide crosslinking, melamine crosslinking or oxidative drying, are mentioned here by way of example , Even self-crosslinking systems, such as azomethine crosslinking, a carbonyl-amine reaction, which takes place by evaporation of the neutralizing agent and the water, auto-oxidation or UV-aqueous are conceivable. Further possible types of crosslinking are silane crosslinking and / or radiation crosslinking, eg. B. by UV radiation. Likewise, dual-cure networking, i. H. a combination of polyurethane and UV crosslinking chemistry possible. The types of crosslinking mentioned can be carried out individually or in any desired combination.
Als Polycarbodiimide können auch solche modifiziert gemäß Patent
Die Polymermischung enthält bevorzugt 0,1–50 Gew.-% wenigstens eines Vernetzers oder eines Vernetzersystems, besonders bevorzugt 0,1–25 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,2–15 Gew.-% eingesetzt, bezogen auf die Polymermischung.The polymer mixture preferably contains 0.1-50% by weight of at least one crosslinker or of a crosslinker system, particularly preferably 0.1-25% by weight, very particularly preferably 0.2-15% by weight, based on the polymer mixture ,
Der Vernetzer oder das Vernetzersystem der Polymermischung ist bevorzugt auf der Basis einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyisocyanat, Polyepoxid, Epoxysilan, Alkoxymethylmelamin, Harnstoffharz, Polycarbodiimid und Polyaziridin. Besonders bevorzugt wird ein Vernetzersystem auf Basis von wenigstens einem Polyisocyanat und/oder wenigstens einem Polycarbodiimid verwendet.The crosslinker or crosslinking system of the polymer mixture is preferably based on a compound selected from the group consisting of polyisocyanate, polyepoxide, epoxysilane, alkoxymethylmelamine, urea resin, polycarbodiimide and polyaziridine. Particular preference is given to using a crosslinker system based on at least one polyisocyanate and / or at least one polycarbodiimide.
Falls das Polyisocyanat die Basis des Vernetzers oder des Vernetzersystems darstellt, so hat das Polyisocyanat bevorzugt einen NCO-Anteil zwischen 5 und 30 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 7 und 25 Gew.-%.If the polyisocyanate is the basis of the crosslinker or of the crosslinker system, the polyisocyanate preferably has an NCO content of between 5 and 30% by weight, particularly preferably between 7 and 25% by weight.
Das Polyisocyanat kann ein Polyisocyanat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), 4,4'-Dicyclohexylmethandiisocyanat (H12MDI) und Hexahydrotoluylendiisocyanat (H6TDI) sein, wobei jedes dieser Polyisocyanate als Biuret oder Uretdion oder Allophanat oder Isocyanurat oder Iminooxadiazindion vorliegen kann.The polyisocyanate may be a polyisocyanate selected from the group consisting of hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (H 12 MDI) and hexahydrotoluylene diisocyanate (H 6 TDI), each of these polyisocyanates being biuret or uretdione or Allophanate or isocyanurate or Iminooxadiazindion can be present.
Der NCO-Gehalt der durch den Vernetzer oder durch das Vernetzersystem vernetzten Polymermischung liegt, vor der Vernetzung, bevorzugt zwischen 0,1 und 9.0 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 0,1 und 8,0 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt zwischen 0,1 und 5,0 Gew.-%. The NCO content of the polymer mixture crosslinked by the crosslinker or by the crosslinker system, before crosslinking, is preferably between 0.1 and 9.0% by weight, particularly preferably between 0.1 and 8.0% by weight, very particularly preferably between 0.1 and 5.0 wt .-%.
In der Polymermischung sind bevorzugt 0 bis 75 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 70 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 5 Gew.-% bis 65 Gew.-% Verdünnungsmittel enthalten. Das Verdünnungsmittel ist Wasser und/oder niedermolekulare Alkohole bzw. deren Mischung in veränderlichen Gewichtsanteilen. Bevorzugte niedermolekulare Alkohole werden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethanol, Propanol, Isopropanol, n-Butanol und iso-Butanol. Besonders bevorzugt wird eine Mischung von Wasser und Isopropanol als Verdünnungsmittel eingesetzt.In the polymer mixture are preferably 0 to 75 wt .-%, more preferably 1 to 70 wt .-%, most preferably 5 wt .-% to 65 wt .-% diluent. The diluent is water and / or low molecular weight alcohols or mixtures thereof in varying proportions by weight. Preferred low molecular weight alcohols are selected from the group consisting of ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol and isobutanol. Particular preference is given to using a mixture of water and isopropanol as diluent.
Die Polymermischung enthält weiterhin bevorzugt 0–40 Gew.-%, besonders bevorzugt 0–30 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0–20 Gew.-% wenigstens eines Gleitadditives.The polymer mixture furthermore preferably contains 0-40% by weight, particularly preferably 0-30% by weight, very particularly preferably 0-20% by weight, of at least one slip additive.
Bei dem Gleitadditiv handelt es sich um eine und/oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polydialkylsiloxan, Polydimethylsiloxan (PDMS), modifizierte Polysiloxane, verzweigte Polyorganosiloxane, polyolefinische Wachse, Polyamid-Wachse, Polytetrafluorethylen (PTFE), alternierende Ethylen-chlorotrifluoroethylen-Copolymere (ECTFE), perfluorierte Alkoxyharze (PFA) und natürliche Wachse, wie z. B. Carnaubawachse. Besonders bevorzugt ist allerdings, dass das nicht-funktionalisierte Gleitadditiv ein Polydimethylsiloxan ist und zwischen 10 und 14000 D Silicon-Baueinheiten hat.The slip additive is one and / or more compounds selected from the group consisting of polydialkylsiloxane, polydimethylsiloxane (PDMS), modified polysiloxanes, branched polyorganosiloxanes, polyolefinic waxes, polyamide waxes, polytetrafluoroethylene (PTFE), alternating ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymers (ECTFE), perfluorinated alkoxy resins (PFA) and natural waxes such. B. carnauba wax. It is particularly preferred, however, that the non-functionalized slip additive is a polydimethylsiloxane and has between 10 and 14,000 D silicone building blocks.
Gleitadditive werden zum Beispiel im Detail beschrieben in
Lehrbuch
Oberflächenadditive
textbook
surface additives
Ebenso können alternativ oder in Kombination auch funktionalisierte Gleitadditive eingesetzt werden, wobei mindestens ein funktionalisiertes und modifiziertes Polysiloxan-Gleitadditiv bevorzugt ist. Das funktionalisierte Gleitadditiv ist mit primären und/oder sekundären und/oder tertiären Aminogruppen und/oder OH-Gruppen modifiziert.Likewise, alternatively or in combination, also functionalized slip additives can be used, wherein at least one functionalized and modified polysiloxane slip additive is preferred. The functionalized slip additive is modified with primary and / or secondary and / or tertiary amino groups and / or OH groups.
Das funktionalisierte Gleitadditiv hat bevorzugt eine Aminzahl zwischen 0,1 und 3,0 mg KOH/g und/oder einen OH-Gehalt zwischen 0,3 und 5,0 Gew.-%.The functionalized slip additive preferably has an amine number between 0.1 and 3.0 mg KOH / g and / or an OH content between 0.3 and 5.0 wt .-%.
Weitere Zusatzstoffe sind in Mengen von bevorzugt 0–50 Gew.-%, besonders bevorzugt in Mengen von 0,1–45 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,1–35 Gew.-%, in der Polymermischung enthalten. Die Zusatzstoffe sind hierbei ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Licht-Schutzmitteln, wie UV-Absorber und reversible Radikalfänger, Antioxidationsmittel, Netzmittel, Substratnetzmittel, Emulgatoren, Verlaufmittel, filmbildende Hilfsmittel, Rheologiehilfsmittel, Flammschutzmittel, Biozide, Neutralisationsmittel, Entschäumer, Verdicker, anorganische Füllstoffe, organische Füllstoffe und Pigmente.Other additives are present in amounts of preferably 0-50 wt .-%, more preferably in amounts of 0.1-45 wt .-%, most preferably in amounts of 0.1-35 wt .-%, in the polymer mixture , The additives here are selected from the group consisting of light protection agents, such as UV absorbers and reversible radical scavengers, antioxidants, wetting agents, substrate wetting agents, emulsifiers, leveling agents, film-forming aids, rheology aids, flame retardants, biocides, neutralizing agents, defoamers, thickeners, inorganic fillers, organic fillers and pigments.
Bevorzugt ist, wenn 0–25 Gew.-% organische Füllstoffe und/oder anorganische Füllstoffe und/oder Pigmente enthalten sind.It is preferred if 0-25 wt .-% of organic fillers and / or inorganic fillers and / or pigments are included.
Zusätzlich können weitere, dem Fachmann bekannte, Zusatzstoffe eingesetzt werden. Beschrieben werden diese Zusatzstoffe unter anderem in:
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Polymermischung zur Beschichtung von Dekoroberflächen, bevorzugt zur Beschichtung von Dekoroberflächen im Automobilinnenraum. Another object of the present invention is the use of the polymer mixture according to the invention for the coating of decorative surfaces, preferably for the coating of decorative surfaces in the automotive interior.
Dekoroberflächen für Formteile aus einem mit einer Folie versehenen Kunststoffmaterial sind weitreichend bekannt. Vorzugsweise wird als Basismaterial ein Kunststoffmaterial eingesetzt, welches aus einer Polymermischung besteht, die auf der Basis von Polyvinylchlorid (PVC), insbesondere Weich-PVC, Polyurethan (PUR), Polyolefin, Polyester (PES), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), Polymethylmethacrylat, Polycarbonat, Polyacrylat oder Mischpolymeren ist. Hier sei beispielhaft für weitere Literatur auf
Die Polymermischung wird auf der Dekoroberfläche vorzugsweise als Deck- und/oder Lackschicht für die Dekoroberfläche eingesetzt, wobei die Lackschicht auch aus einer oder mehreren gleichen oder unterschiedlichen Polymermischungen bestehen kann. Zur Einstellung der technischen Eigenschaften, zum Beispiel des Reibungsverhaltens, der Haptik, besonders der Berührhaptik, der Rheologie, des Mattierungsverhaltens, und der Licht- und Wärmebeständigkeit werden der Polymermischung verschiedene Vernetzerkomponenten, Mattierungsmittel und Additive, auch als weitere Zusatzstoffe bezeichnet, zugegeben. Die Zugabe der Zusatzstoffe erfolgt je nach OEM-Lastenheft in unterschiedlichen Gewichtsteilen zueinander. Diese Vorgehensweise ist dem Fachmann bekannt.The polymer mixture is preferably used on the decorative surface as a cover and / or lacquer layer for the decorative surface, wherein the lacquer layer may also consist of one or more identical or different polymer blends. To adjust the technical properties, for example of the friction behavior, the feel, especially the tactile feel, the rheology, the Mattierungsverhaltens, and the light and heat resistance of the polymer mixture, various crosslinker components, matting agents and additives, also referred to as other additives added. The additives are added to each other according to OEM specifications in different parts by weight. This procedure is known to the person skilled in the art.
Die erfindungsgemäße Polymermischung findet als Beschichtung von Dekorfolien für Formteile oder von Formteilen Verwendung. Bevorzugte Anwendungen für diese Dekorfolien sind Armaturentafeln oder Türverkleidungen oder Innenverkleidungsteile oder Sitzbespannmaterial in einem Fahrzeug.The polymer mixture according to the invention is used as a coating of decorative films for molded parts or of molded parts. Preferred applications for these decorative films are dashboards or door panels or interior trim parts or seat covering material in a vehicle.
Des Weiteren kann die Polymermischung als Beschichtungsmaterial verwendet werden, wobei sie sowohl als einschichtiges als auch als mehrschichtiges Beschichtungsmaterial verwendet werden kann. In einem anderen Anwendungsfall kann die Beschichtung eines Formteils im Produktionswerkzeug erfolgen (sogenanntes in-mould coating, IMC) (siehe zum Beispiel „Römpp Online”:
Der Auftrag der Polymermischung kann auf bekannte Weise, z. B. durch Streichen, Gießen, Rakeln, Spritzen, Sprühen, Schleudern, Walzen oder Tauchen erfolgen.The order of the polymer mixture can in a known manner, for. B. by brushing, pouring, knife coating, spraying, spraying, spinning, rolling or dipping done.
BeispieleExamples
Methode zur Bestimmung von NMP und anderen Colösern in einer PolymermischungMethod for the determination of NMP and other cosolvents in a polymer mixture
10 mg bzw. 10 μl der zu untersuchenden Probe werden in ein 20 ml-Headspacefläschchen eingewogen und mit PTFE-kaschierten Butylsepten verschlössen. Weiterhin werden 5 Kalibrierungen der eingesetzten Colöser in verschiedenen Zusammensetzungen, die aber im Bereich der Sollkonzentration der zu untersuchenden Substanzen liegen sollten, angesetzt.10 mg or 10 μl of the sample to be examined are weighed into a 20 ml headspace vial and sealed with PTFE-coated butyl septa. Furthermore, 5 calibrations of the used Colöser in different compositions, but which should be in the range of the desired concentration of the substances to be examined, are used.
Die Proben werden im Gaschromatographen (z. B. GC Clarus 500 mit Headspace-Einrichtung HS 40 der Fa. PerkinElmer/Jüggesheim) abgearbeitet:
GC-Bedingungen:
Säule: 60 m Kapillarsäule HP-5, I D = 0,25 mm, Filmdicke = 1 mm
Detektor: FID (Flammenionisationsdetektor)
Detektor-Range: low
Detektortemperatur: 250°C
Injektortemperatur: 210°C
Trägergas: Helium
Trägergasstrom: 1 ml/min
Split: splitlos
Modus: constant
Probentemperatur: 210°C
Temperierzeit: 30 min
Druckaufbauzeit: 1,0 min
Injektorzeit: 0,08 min
Entlüftungszeit: 0,2 min
Cycletime: 30 min
Injekts: 1The samples are processed in a gas chromatograph (eg GC Clarus 500 with headspace device HS 40 from PerkinElmer / Jüggesheim):
GC conditions:
Column: 60 m capillary column HP-5, ID = 0.25 mm, film thickness = 1 mm
Detector: FID (flame ionization detector)
Detector range: low
Detector temperature: 250 ° C
Injector temperature: 210 ° C
Carrier gas: helium
Carrier gas flow: 1 ml / min
Split: splitless
Mode: constant
Sample temperature: 210 ° C
Tempering time: 30 min
Pressure build-up time: 1.0 min
Injector time: 0.08 min
Bleeding time: 0.2 min
Cycletime: 30 min
Inject: 1
Auswertung: Für jeden Colöser wird aus den Kalibrierungen die Steigung berechnet. Mit der entsprechenden Steigung wird für jedes Lösemittel die Menge berechnet und anschließend auf die prozentuale Zusammensetzung umgerechnet.Evaluation: For each cosolver, the slope is calculated from the calibrations. With the appropriate slope, the amount is calculated for each solvent and then converted to the percentage composition.
Die Polymermischung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels A, bestehend aus einem Fondlack und einem Schlusslack, und entsprechenden Versuchsergebnissen, näher erläutert werden.The polymer mixture will now be explained in more detail with reference to an embodiment A, consisting of a rear coat and a final coat, and corresponding test results.
Methode zur Bestimmung des Glanzgrades einer PolymermischungMethod for determining the gloss level of a polymer mixture
Die Finish-Prüffolie wird glatt auf die Vakuumplatte des Coatmaster gelegt und das Vakuum eingeschaltet. Die Polymermischung wird als Naßfilm definierter Dicke auf die Finish-Prüffolie mittels Lackschichtausstreicher und dem Coatmaster appliziert. Anschließend wird der Film 3 Minuten im Umluftofen bei 130°C getrocknet. Nach dem Trocknen und Abkühlen auf Raumtemperatur erfolgt die Glanzgradmessung des Films mittels Reflektometer.The finish test film is placed smoothly on the vacuum plate of the Coatmaster and the vacuum is switched on. The polymer mixture is applied as a wet film of defined thickness on the finish test film by means of Lackschichtausstreicher and the Coatmaster. Subsequently, the film is dried for 3 minutes in a convection oven at 130 ° C. After drying and cooling to room temperature, the degree of gloss measurement of the film is carried out by means of a reflectometer.
Geräte:Equipment:
- 1. Erichsen Coatmaster 509 MC mit Vakuumsaugplatte (Fa. Erichsen/Hemer),1. Erichsen Coatmaster 509 MC with vacuum suction plate (Erichsen / Hemer),
- 2. Drehschieber-Vakuumpumpe,2. Rotary vane vacuum pump,
- 3. Erichsen Lackschichtausstreicher (Fa. Erichsen/Hemer), System WASAG, Model 288, Spalthöhe 40 μm und 100 μm,3. Erichsen Lackschichtausstreicher (Erichsen / Hemer), System WASAG, Model 288, gap height 40 microns and 100 microns,
- 4. Finish-Prüffolie Benecke-Kaliko-Artikelnummer VV050472A0265A (Fa. Benecke-Kaliko/Hannover),4. Finish test film Benecke-Kaliko article number VV050472A0265A (Benecke-Kaliko / Hannover),
- 5. Umluftofen (Fa. Binder/Tuttlingen),5. Convection oven (Binder / Tuttlingen),
-
6. Reflektometer Dr. Lange Refo 3D (Fa. Dr. Bruno Lange/Düsseldorf), 60°-Meßgeometrie, 300 Skalenteile (Skt.), nach
DIN EN ISO 2813 DIN EN ISO 2813
Herstellung der Polyurethan-Dispersion Typ 1Production of the Polyurethane Dispersion Type 1
Herstellung des fettsäurehaltigen Polyesters: In einem 51-Reaktor mit Destillationsaufsatz wurden 3200 g Ricinusöl und 1600 g Sojaöl sowie 2,0 g Dibutylzinnoxid eingewogen. Ein Stickstoffstrom (5 1/h) wurde durch die Reaktanden geleitet. Innerhalb von 140 Min. wurde auf 240°C aufgeheizt und nach 6 h bei 240°C abgekühlt. Die OH-Zahl betrug 108 mg KOH/g, die Säurezahl 2,5 mg KOH/g.Preparation of the fatty acid-containing polyester: In a 51 reactor with a distillation head, 3200 g of castor oil and 1600 g of soybean oil and 2.0 g of dibutyltin oxide were weighed. A stream of nitrogen (5 l / h) was passed through the reactants. Within 140 min. Was heated to 240 ° C and cooled after 6 h at 240 ° C. The OH number was 108 mg KOH / g, the acid number 2.5 mg KOH / g.
119,4 g des fettsäurehaltigen Polyester, 40,7 g Polyether (Polypropylenoxid, OH Zahl 112), 29,9 g Dimethylolpropionsäure, 11,9 g Kokusölfettsäurediethanolamid und 12,8 g 1,6-Hexandiol wurden vermischt. und auf 55°C erhitzt. Nacheinander wurde die Mischung mit 150, g Aceton und 231,7 g-Desmodur® W versetzt und unter Rückfluss gekocht, bis ein NCO-Gehalt von 5,1 Gew.-% erreicht war. Es wurde erneut auf 55°C eingestellt und die klare Lösung wurde mit 16,9 g Triethylamin, das gut verrührt wurde, versetzt. Die gesamte neutralisierte Prepolymerlösung (55°C) wurden unter heftigem Rühren in 776,6 g Wasser, das bei einer Temperatur von 30°C vorlag, dispergiert. Nach der Dispergierung wurde 5 Min. nachgerührt, bevor innerhalb von 5 Min. eine Lösung aus 11,8 g Ethylendiamin, 0,5 g Diethylentriamiin und 7,8 g Diethanolamin gelöst in 73 g Wasser zugegeben wurde. Im Anschluss daran wurde das Aceton bei 40°C im Vakuum (120 mbar) destillativ entfernt. Zur Reaktion der verbliebenen Isocyanatgruppen wurde bei 40°C gerührt, bis IR-spektroskopisch kein NCO mehr nachweisbar war. Nach Abkühlen auf 30°C wurde durch ein 240 μm Schnellfilter filtriert. Kenndaten der Polyurethan-Dispersion:
Herstellung der Polyurethan-Dispersion Typ 2Production of the polyurethane dispersion type 2
152,1 g Desmodur® W und 348,7 g Desmodur® wurden auf 55°C aufgeheizt und gerührt. Dann wurde 62,2 g Dimethylolpropionsäure zugegeben. Nach 5 min wurde eine Lösung aus 470,4 g Desmophen® C 1200, 96,3 g Neopentylglykol, 2,8 g Butylglycol und 377,5 g Aceton innerhalb von 20 min zugegeben und auf 68°C aufgeheizt. Bei dieser Temperatur wurde gerührt, bis ein NCO-Gehalt von 2,8 % erreicht war. Im Anschluss wurde auf 60°C abgekühlt und 46,9 g Triethylamin wurden zugegeben. 450 g dieser Lösung wurden unter heftigem Rühren in 545,9 g Wasser, das bei einer Temperatur von 35°C vorgelegt war, dispergiert. Nach Dispergierung wurde 5 min nachgerührt. Anschließend wurde innerhalb von 10 min eine Lösung von 2,0 g Diethylentriamin, 1,1 g n-Butylamin und 3,5 g Ethylendiamin in 60,7 g Wasser zugegeben. Nach vollständiger Zugabe wurde für 20 min bei 40°C gerührt bevor das Aceton unter Vakuum bei dieser Temperatur abdestilliert wurde. Zur vollständigen Abreaktion der Isocyanatgruppen wurde bei 40°C gerührt, bis IR-spektroskopisch kein NCO mehr nachweisbar war. Nach Abkühlen auf < 30°C wurde über ein 240 μm Schnellfilter der Fa. Erich Drehkopf filtriert. Kenndaten der Polyurethan-Dispersion:
Herstellung der Polyurethan-Dispersion Typ 3Production of Polyurethane Dispersion Type 3
62,0 g Desmodur® W und 142,0 g Desmodur® I wurden auf 55°C aufgeheizt und gerührt. Dann wurde 37,7 g Dimethylolpropionsäure zugegeben. Nach 5 min wurde eine Lösung aus 470,5 g Desmophen® C 1200, 15,6 g Neopentylglykol, 1,1 g Butylglycol und 243 g Aceton innerhalb von 20 min zugegeben und auf 68°C aufgeheizt. Bei dieser Temperatur wurde gerührt, bis ein NCO-Gehalt von 1,8 % erreicht war. Im Anschluss wurde auf 60°C abgekühlt und 27,2 g Ethyldiisopropylamin wurden zugegeben. Die Lösung wurden unter heftigem Rühren in 807 g Wasser, das bei einer Temperatur von 35°C vorgelegt war, dispergiert. Nach Dispergierung wurde 5 min nachgerührt. Anschließend wurde innerhalb von 10 min eine Lösung von 1,8 g Diethylentriamin, 1,0 g n-Butylamin und 3,3 g Ethylendiamin in 72 g Wasser zugegeben. Nach vollständiger Zugabe wurde für 20 min bei 40°C gerührt bevor das Aceton unter Vakuum bei dieser Temperatur abdestilliert wurde. Zur vollständigen Abreaktion der Isocyanatgruppen wurde bei 40°C gerührt, bis IR-spektroskopisch kein NCO mehr nachweisbar war.62.0 g Desmodur ® W and 142.0 g of Desmodur ® I were heated to 55 ° C and stirred. Then, 37.7 g of dimethylolpropionic acid was added. A solution of 470.5 g of Desmophen ® C 1200, 15.6 g neopentyl glycol, 1.1 g of butyl glycol and 243 g of acetone After 5 min, heated within 20 min and added to 68 ° C. At this temperature was stirred until an NCO content of 1.8% was reached. It was then cooled to 60 ° C and 27.2 g of ethyldiisopropylamine were added. The solution was dispersed with vigorous stirring in 807 g of water, which was initially introduced at a temperature of 35 ° C. After dispersion was stirred for 5 min. Then, within 10 minutes, a solution of 1.8 g of diethylenetriamine, 1.0 g of n-butylamine and 3.3 g of ethylenediamine in 72 g of water was added. After complete addition, the mixture was stirred for 20 min at 40 ° C before the acetone was distilled off under reduced pressure at this temperature. For complete reaction of the isocyanate groups was stirred at 40 ° C until IR spectroscopy no NCO was detectable.
Nach Abkühlen auf < 30°C wurde über ein 240 μm Schnellfilter der Fa. Erich Drehkopf filtriert. Kenndaten der Polyurethan-Dispersion:
Der Fondlack wurde in einer Menge von 7 g/m2 und der Schlußlack in einer Menge von 3 g/m2 auf einem Kunstleder (Definition gemäß
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