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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung
von Dual Cure-Härtern
sowie Beschichtungssysteme, die diese Härter enthalten und die Verwendung
dieser Beschichtungssysteme.
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Die
erfindungsgemäß erhältlichen
Dual Cure-Härter
entstehen durch Umsetzung von bestimmten Hydroxyalkyl(meth)acrylaten
mit Polyisocyanaten. (Meth)acrylate sind im Sinne der vorliegenden
Erfindung Ester der Acrylsäure
oder der Methacrylsäure
und deren Mischungen. Hydroxyalkyl(meth)acrylate werden unter anderem
für die
Herstellung von Härtern
für Zwei-
oder Mehrkomponentenbeschichtungssysteme verwendet, die durch radikalische
Polymerisation und Additionsreaktion von Isocyanaten mit geeigneten
Reaktionspartnern aushärten.
Die radikalische Polymerisation kann dabei durch aktinische Strahlung
ausgelöst
werden. Die Kombination von Härtung
durch zwei Reaktionsmechanismen wird vom Fachmann als "Dual Cure" bezeichnet.
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Vorteilhafte
Dual Cure-Systeme enthalten Moleküle, die sowohl über eine
oder mehrere Isocyanatgruppen und mindestens eine radikalisch polymerisierbare
Doppelbindung verfügen.
Solche Moleküle
werden vom Fachmann als Dual Cure-Härter bezeichnet. Die Herstellung
solcher Härter
erfolgt zumeist durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit Hydroxyalkyl(meth)acrylaten.
Um besonders hochvernetzte Beschichtungen zu erhalten ist es zweckmäßig, Härter mit
hoher Funktionalität
insbesondere an radikalisch polymerisierbaren Doppelbindungen zu
verwenden, die sich vorteilhaft durch Verwendung von Hydroxyallcyl(meth)acrylaten
hoher Funktionalität
an Acrylat- und/oder
Methacrylatgruppen herstellen lassen. Um einen gezielten Molekülaufbau
des Dual Cure-Härters
zu erreichen, ist es weiterhin zweckmäßig, Hydroxyalkyl(meth)acrylate
zu verwenden, deren Hydroxyfunktionalität möglichst eng verteilt ist und
nahe bei eins liegt. Durch diesen gezielten Molekülaufbau
ist es möglich,
u.a. Härter
bereitzustellen, die sich durch eine niedrige Viskosität auszeichnen.
Daher ist die Herstellung der Hydroxyalkyl(meth)acrylate durch Veresterung
von Polyolen wie Trimethylopropan oder Pentaerythrit mit (Meth)acrylsäure als
statistisch ablaufendem Prozess, der eine breitere Verteilung der Hydroxyfunktionalität erzeugt,
nachteilig. Weiterhin bilden sich häufig Nebenprodukte höheren Molekulargewichts,
die z.B. in Analytical Sciences, Nov. 2001, Vol. 17, S. 1295-1299,
als Additionsprodukte von Hydroxylgruppen an die C-C-Doppelbindungen von
Acrylaten indentifiziert wurden.
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In
DE-A 19 860 041 wird 3-Acryloyloxy-2-hydroxypropyl-methacrylat als
mögliche
Verbindung für
eine Reaktion mit Polyisocyanaten zur Herstellung von Dual Cure-Härtern offenbart.
Diese werden durch katalysierte Allophanatisierung mit einem Überschuss
an Hexamethylendiisocyanat (HDI) und anschließender Destillation des HDI-Überschusses
hergestellt. Die Destillation von HDI in Gegenwart von Acrylat-
oder Methacrylatgruppen ist jedoch wegen der Gefahr einer spontanen
Polymerisation sehr kritisch und technisch – wenn überhaupt möglich – mit sehr hohem Aufwand verbunden
und daher unökonomisch.
Zur Herstellung, zur Reinigung oder zur erforderli chen Reinheit
oder zur Bezugsquelle von 3-Acryloyloxy-2-hydroxypropyl-methacrylat
werden in dieser Schrift keinerlei Aussagen gemacht.
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Allgemein
ist in der Literatur die Herstellung von 3-Acryloyloxy-2-hydroxypropyl-methacrylat
durch Umsetzung von Glycidylmethacrylat mit Acrylsäure, beide
in hoher Reinheit kommerziell erhältlich, unter geeigneter Katalyse
beschrieben. Angaben zur Reinigung/Reinheit des Produkts werden
nicht gemacht. So beschreibt die EP-A 0 900 778 die Reaktion von überschüssiger Acrylsäure nach
Veresterungsreaktionen mit Glycidylmethacrylat unter Katalyse von
Benzyltriethylammoniumchlorid. 3-Acryloyloxy-2-hydroxypropyl-methacrylat
ist zwar kommerziell im Feinchemikalienhandel (Fa. Sigma-Aldrich
GmbH, Steinheim, DE) erhältlich, die
Reinheit nach Gelpermeationschromatograpie ist jedoch unter 50 Gew.-%,
insbesondere werden unerwünschte
höhermolekulare
Anteile in dem Produkt gefunden. Das Herstellverfahren ist nicht
bekannt. Bei der Umsetzung sowohl des kommerziell erhältlichen
als auch des durch Benzyltriethylammoniumchlorid-Katalyse hergestellten
Produkts mit Polyisocyanaten zu Dual Cure-Härtern entstanden unerwarteterweise
keine stabilen Produkte (siehe Vergleichsbeispiele V11 und V3).
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3-Methacryloyloxy-2-hydroxypropyl-methacrylat
wird nach destillativer Reinigung mit einer Reinheit größer 85 Gew.-%
von der Fa. Röhm,
Darmstadt, DE vertrieben. Die Stabilität des Produkts ist gering,
das Produkt muss gekühlt
gelagert werden, eine Verwendung im industriellen Maßstab ist
daher erschwert. Die Stabilität
von Umsetzungsprodukten dieses 3-Methacryloyloxy-2-hydroxypropyl-methacrylats mit Polyisocyanaten zu
Dual Cure-Härtern
ist sehr gering (siehe Vergleichsbeispiel V 12).
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Es
bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem
lagerstabile Umsetzungsprodukte beispielsweise des 3-Acryloyloxy-2-hydroxypropyl-methacrylats
mit Polyisocyanaten erhalten werden können, die sich als Härter in
Dual Cure Beschichtungssystemen eignen.
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Gegenstand
der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Dual Cure-Härtem durch
Umsetzung mindestens eines Di- oder Polyisocyanats A mit dem Produkt
B der Umsetzung von B1 Acrylsäure, Methacrylsäure und/oder
dimerer Acrylsäure
mit B2 Glycidyhnethacrylat und/oder Glycidylacrylat, dadurch gekennzeichnet,
dass B einen Gehalt von weniger als 0,2 Gew.-% an Epoxidgruppen
(brechnet als M = 42) und eine Säurezahl
unter 10 mg KOH/g aufweist.
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Gegenstand
der Erfindung sind weiterhin ein- oder mehrkomponentige Beschichtungsmittel
enthaltend
- C1) ein oder mehrere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellte Polyisocyanate und
- C2) ein oder mehrere Verbindungen, die mindestens eine isocyanatreaktive
Gruppe aufweisen und ggf. eine oder mehrere funktionelle Gruppen
enthalten, die unter Einwirkung aktinischer Strahlung mit ethylenisch
ungesättigten
Verbindungen unter Polymerisation reagieren,
- C3) ggf. weitere, von (C1) verschiedene Polyisocyanate, die
ggf. eine oder mehrere funktionelle Gruppen enthalten, die unter
Einwirkung aktinischer Strahlung mit ethylenisch ungesättigten
Verbindungen unter Polymerisation reagieren
- C4) ggf. Verbindungen, die funktionelle Gruppen tragen, die
durch Einwirkung aktinischer Strahlung mit ethylenisch ungesättigten
Verbindungen unter Polymerisation reagieren und die weder Isocyanat-Gruppen noch
Isocyanat-reaktive Gruppen aufweisen,
- C5) ggf. Katalysatoren und
- C6) ggf. Hilfs- und Zusatzstoffe
- C7) ggf. Produkte aus Reaktionen der Komponenten C1) bis C6)
untereinander.
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Gegenstand
der Erfindung sind weiterhin die Verwendung dieser Beschichtungsmittel
zur Beschichtung verschiedenster Substrate sowie mit diesen Beschichtungsmitteln
beschichteten Substrate selbst.
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Di-
oder Polyisocyanate A sind aromatische, araliphatische, aliphatische
oder cycloaliphatische Di- oder Polyisocyanate. Es können auch
Mischungen solcher Di- oder Polyisocyanate eingesetzt werden. Beispiele
geeigneter Di- oder Polyisocyanate sind Butylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat
(HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), 2,2,4- und/oder 2,4,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat,
die isomeren Bis(4,4'-isocyanatocyclohexyl)methane
oder deren Mischungen beliebigen Isomerengehalts, Isocyanatomethyl-1,8-octandiisocyanat,
1,4-Cyclohexylendiisocyanat, die isomeren Cyclohexandimethylendiisocyanate,
1,4-Phenylendiisocyanat, 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat, 1,5-Naphthylendiisocyanat,
2,4'- oder 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat,
Triphenylmethan-4,4',4''-trüsocyanat
oder deren Derivate mit Urethan-, Harnstoff-, Carbodiimid-, Acylharnstoff-,
Isocyanurat-, Allophanat-, Biuret-, Oxadiazintrion-, Uretdion-,
Iminooxadiazindionstruktur und Mischungen derselben. Bevorzugt sind
Polyisocyanate auf Basis oligomerisierter und/oder derivatisierter
Diisocyanate, die durch geeignete Verfahren von überschüssigem Diisocyanat befreit
wurden, insbesondere die des Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat
und der isomeren Bis(4,4'-isocyanatocyclohexyl)methane
sowie deren Mischungen. Besonders bevorzugt sind die oligomeren
Isocyanurate und Iminooxadiazindione des HDI und deren Mischungen
sowie die oligomeren Isocyanurate des IPDI.
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Es
ist gegebenenfalls auch möglich,
die vorgenannten Isocyanate teilweise mit dem Fachmann aus der Beschichtungstechnologie
bekannten Blockierungsmitteln umzusetzen. Als Beispiel für Blo ckierungsmittel seien
genannt: Alkohole, Lactame, Oxime, Malonester, Alkylacetoacetate,
Triazole, Phenole, Imidazole, Pyrazole sowie Amine, wie z.B. Butanonoxim,
Diisopropylamin, 1,2,4-Triazol,
Dimethyl-1,2,4-triazol, Imidazol, Malonsäurediethylester, Acetessigester,
Acetonoxim, 3,5-Dimethylpyrazol, ε-Caprolactam,
N-tert.-Butyl-benzylamin, Cyclopentanoncarboxyethylester oder beliebige
Gemische dieser Blockierungsmittel.
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Das
Umsetzungsprodukt B wird durch Reaktion von Acrylsäure, Methacrylsäure und/oder
dimerer Acrylsäure
mit Glycidylacrylat und/oder Glycidylmethacrylat hergestellt. Bevorzugt
ist das Umsetzungsprodukt von Glycidylmethacrylat mit Acrylsäure. Die
Umsetzung der Säure
mit der Glycidylverbindung erfolgt im Equivalentverhältnis 0,90
zu 1,00 bis 1,30 zu 1,00, bevorzugt jedoch von 1,01 zu 1,00 bis
1,20 zu 1,00. Die Reaktion wird bevorzugt katalysiert, wobei es
vorteilhaft ist, eine kleinere Teilmenge des Katalysators gegen
Ende der Reaktion zuzugeben, um möglichst vollständigen Umsatz
zu erreichen. Als Katalysatoren kommen die in der Literatur als
Katalysatoren für
die Reaktion von Glycidylverbindungen mit Carbonsäuren bekannten
Verbindungen wie z.B. tert. Amine, tert. Phosphine, Ammonium- oder
Phosphoniumverbindungen, Thiodiglykol, Zinn-, Chrom-, Kalium- und
Caesiumverbindungen in Betracht. Bevorzugt sind solche, die frei
von Amin- oder Ammoniumverbindungen sind. Insbesondere bevorzugt
ist Triphenylphosphin. Bevorzugt wird die Reaktion in Anwesenheit
von Stabilisatoren für
Acrylate und Methacrylate durchgeführt. Neben sauerstoffhaltigem
Gas eignen sich chemische Stabilisatoren zur Vermeidung vorzeitiger
Polymerisation in einer Menge von 0,01 – 1 Gew.-%, bevorzugt 0,1 – 0,5 Gew.-%
bezogen auf die Menge der ungesättigten
Verbindungen. Solche Stabilisatoren sind beispielsweise in Houben-Weyl,
Methoden der organischen Chemie, 4. Auflage, Band XIV/1, Georg Thieme
Verlag, Stuttgart 1961, Seite 433 ff. beschrieben. Als Beispiele
seien genannt: Natriumdithionit, Natriumhydrogensulfid, Schwefel,
Hydrazin, Phenylhydrazin, Hydrazobenzol, N-Phenyl-β-naphthylamin, N-Phenyl-ethanoldiamin,
Dinitrobenzol, Picrinsäure,
p-Nitroso-dimethylanilin, Diphenylnitrosamin, Phenole, wie para-Methoxyphenol,
2,5-Di-tert.-Butylhydrochinon, 2,6-Ditert.-butyl-4-methylphenol,
p-tert-Butyl-brenzcatechin oder 2,5-Di-tert.-amyl-hydrochinon, Tetramethyl-thiuramdisulfid,
2-Mercaptobenzthiazol, Dimethyl-dithiocarbaminsäure-natriumsalz, Phenothiazin,
N-Oxyl-Verbindungen wie z.B. 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-N-Oxid (TEMPO)
oder eines seiner Derivate. Bevorzugt sind 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol
und para-Methoxyphenol sowie deren Mischungen.
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Die
Reaktion kann in Anwesenheit eines gegenüber Edukten und Produkten inerten
organischen Lösemittels,
das bevorzugt auch inert gegenüber
Isocyanaten ist, durchgeführt
werden. Beispiele sind Lacklösemittel
wie Butylacetat, Solventnaphtha, Methoxypropylacetat oder Kohlenwasserstoffe
wie Cyclohexan, Methylcyclohexan oder Isooktan. Nach Ende der Reaktion
kann das Lösemittel
z.B. destillativ entfernt werden oder im Umsetzungsprodukt B verbleiben.
Bevorzugt wird auf die Verwendung von Lösemittel zur Herstellung von
B verzichtet. Die Komponenten können
in beliebiger Reihenfolge zur Reaktion gebracht werden. Bevorzugt
wird eine Komponente vor gelegt, mit der Hauptmenge des Katalysators
und mit Stabilisator versetzt und unter Rühren erwärmt. Die andere Komponente
wird anschließend
auf einmal oder bevorzugt allmählich
zudosiert, wobei durch Heizung und Reaktionswärme möglichst eine konstante Temperatur
gehalten wird. Durch Analyse wird der Grad des Umsatzes bestimmt.
Diese kann spektroskopisch z.B. durch Aufnahme von Infrarot- oder
Nahinfrarotspektren erfolgen, es können jedoch auch chemische
Analysen an entnommenen Proben durchgeführt werden. Insbesondere eignet
sich sowohl der Säure-
als auch der Epoxidgehalt als Maß für den Umsatz der Reaktion.
Die Dosierung und die Reaktion wird bei einer Temperatur zwischen
60 °C und
140 °C, bevorzugt
zwischen 70 °C
und 120 °C,
besonders bevorzugt zwischen 80 °C
und 95 °C
durchgeführt.
Bevorzugt wird die Reaktion solange durchgeführt, bis ein Epoxidgehalt unter
0,2 Gew.%, bevorzugt unter 0,1 Gew.% (berechnet als M = 42) und
eine Säurezahl
unter 10 mg KOH/g, besonders bevorzugt unter 5 mg KOH/g erreicht
ist. Wird die Reaktion vorher abgebrochen, so kann z.B. durch Anlegen
von Vakuum oder Durchleiten eines Gases, welches bevorzugt Sauerstoff
enthält,
der Restgehalt an Edukten reduziert werden, so dass entsprechend
niedrige Epoxid- und Säuregehalte
erreicht werden. Es ist ebenfalls möglich, den Epoxidgehalt durch
Zugabe von kleinen Mengen an Epoxidreaktiven Verbindungen wie stärkeren Säuren z.B.
Butylphosphat zu senken. Analog können Restgehalte an Säure z.B.
durch Reaktion mit Carbodiimiden oder Aziridinen reduziert werden.
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Die
entstandenen Produkte B können
sofort weiter umgesetzt werden oder zunächst gelagert oder transportiert
werden. Bevorzugt erfolgt der weitere Umsatz ohne weitere Reinigung
wie z.B. Extraktion oder Destillaton mit den Polyisocyanaten A.
Der Gehalt an Bestandteilen in B, der nach Gelpermeationschromatographie
oligomeren oder polymeren Charakter hat, beträgt bevorzugt weniger als 35
besonders bevorzugt weniger als 25 Gew.-%.
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Bei
der Umsetzung von A mit B handelt es sich bevorzugt um die Urethanisierung.
Neben der Urethanisierung ist beispielsweise auch eine Allophanatisierung
Oxadiazintriongruppen haltiger Polyisocyanate A mit B möglich, bei
der unter geeigneter Katalyse Kohlendioxid frei wird. Im Anschluss
an die Umsetzung A mit B sind weitere aus der Chemie der Di- und
Polyisocyanate bekannte Reaktionen möglich wie z.B. die weitere Urethanisierung
und/oder die Allophanatisierung, Biuretisierung, Trimerisierung,
Harnstoffbildung und/oder Uretdionisierung, gegebenenfalls unter
Zugabe von mit Isocyanaten reaktiven Verbindungen wie Hydroxyl- oder
Aminoverbindungen. Insbesondere können noch freie Isocyanatgruppen
mit dem Fachmann aus der Beschichtungstechnologie bekannten Blockierungsmitteln
umgesetzt werden. Als Beispiel für
Blockierungsmittel seien genannt: Alkohole, Lactame, Oxime, Malonester,
Alkylacetoacetate, Triazole, Phenole, Imidazole, Pyrazole sowie
Amine, wie z.B. Butanonoxim, Diisopropylamin, 1,2,4-Triazol, Dimethyl-1,2,4-triazol,
Imidazol, Malonsäurediethylester,
Acetessigester, Acetonoxim, 3,5-Dimethylpyrazol, ε-Caprolactam,
N-tert.-Butyl-benzylamin, Cyclopentanoncarboxyethylester oder beliebige
Gemische dieser Blockierungsmittel. Weiterhin ist die Einführung von
hydrophilie rend oder potentiell hydrophilierend wirkenden Gruppen
möglich,
wenn zum Beispiel eine Verwendung der Umsetzungsprodukte in wässrigen
Beschichtungssystemen gewünscht
wird.
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Weiterhin
können
für eine
mögliche
weitere Umsetzung zusätzliche
Mengen an unter A genannten Diisocyanaten zugegeben werden. Es ist
auch möglich,
nicht umgesetzte Diisocyanate durch Trennverfahren wie z.B. eine
Destillation zu entfernen.
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Da
bevorzugt Polyisocyanate auf Basis oligomerisierter Diisocyanate,
die durch geeignete Verfahren von überschüssigem Diisocyanat befreit
wurden, als A eingesetzt werden, enthalten die Umsetzungsprodukte A
mit B bevorzugt weniger als 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger
als 0,2 Gew.-% monomerer Diisocyanate. Wenn die Umsetzungsprodukte
zur Herstellung von Härtern
des Dual Cure-Typs eingesetzt werden sollen, werden die Equivalentverhältnisse
für die
Umsetzung A mit B so gewählt,
dass das Umsetzungsprodukt noch freie oder blockierte Isocyanatgruppen
enthält.
Dabei ist ein Gehalt an Isocyanatgruppen (M = 42) von 0,5 bis 25,
insbesondere von 3,0 bis 12,0 Gew.-% besonders bevorzugt. Das erfindungsgemäße Verfahren
eignet sich auch zur Herstellung von Umsetzungsprodukten von A und
B, die keine freien oder blockierten Isocyanatgruppen enthalten.
Diese können
zur Herstellung von photochemisch vernetzbaren Massen eingesetzt werden.
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Die
Umsetzung A mit B kann unter zu Hilfenahme der zur Beschleunigung
der Isocyanatadditionsreaktion bekannten Katalysatoren, wie z. B.
tertiärer
Amine, Zinn-, Zink- oder Wismuthverbindungen, insbesondere Triethylamin,
1,4-Diazabicyclo-[2,2,2]-octan, Wismuthoktoat oder Dibutylzinndilaurat
erfolgen, die mit vorgelegt oder später zudosiert werden können.
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Weiterhin
kann die Zugabe von Stabilisatoren zweckmäßig sein. In Frage kommen die
bereits oben zur Stabilisierung von (Meth)acrylaten genannten Verbindungen
sowie Verbindungen, die Isocyanate vor weiteren Reaktionen außer den
gewünschten
stabilisieren. Beispiele für
letztere sind insbesondere Säuren
oder Säurederivate,
z.B. Benzoylchlorid, Phthaloylchlorid, phosphinige, phosphonige
und/oder phosphorige Säure, Phosphin-,
Phosphon- und/oder Phosphorsäure
sowie die sauren Ester der letztgenannten 6 Säuretypen, Schwefelsäure und
ihre sauren Ester und/oder Sulfonsäuren. Die Zugabe der Stabilisatoren
kann vor, während und/oder
nach der Umsetzung erfolgen.
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Die
Reaktion kann in Anwesenheit gegenüber Edukten und Produkten inerten
organischen Lösemittelen
und/oder Reaktiwerdünnern
durchgeführt
werden. Beispiele für
Lösemittel
sind insbesondere Lacklösemittel
wie Ethylacetat, Butylacetat, Solventnaphtha der Fa. Exxon-Chemie
als aromatenhaltiges Lösungsmittel und/oder
Methoxypropylacetat sowie Aceton, Butanon. Nach Ende der Reaktion
kann das Lösemittel
z.B. destillativ entfernt werden oder bevorzugt im Umsetzungsprodukt
B verbleiben. Entsprechende Lösemittel
können – wenn gewünscht – auch nach
der Reaktion zugegeben werden. Neben Lösemitteln können auch Reaktiwerdünner verwendet
wer den. Solche sind beispielsweise die in der Technologie der Strahlenhartung
bekannten Verbindungen (vgl. Römpp
Lexikon Chemie, 5.491, 10. Aufl. 1998, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart), insbesondere
solche mit geringen Hydroxylgehalten von weniger als 30, bevorzugt
von weniger als 10 mg KOH/g. Beispielhaft seien die Ester der Acrylsäure oder
Methacrylsäure
erwähnt,
bevorzugt der Acrylsäure, mit
den folgenden Alkoholen: Einwertige Alkohole wie die isomeren Butanole,
Pentanole, Hexanole, Heptanole, Octanole, Nonanole und Decanole,
weiterhin cycloaliphatische Alkohole wie Isobornol, Cyclohexanol
und alkylierte Cyclohexanole, Dicyclopentanol, arylaliphatische
Alkohole wie Phenoxyethanol und Nonylphenylethanol, sowie Tetrahydrofurfurylalkohole.
Weiterhin können
alkoxylierte Derivate dieser Alkohole verwendet werden, zweiwertige
Alkohole wie beispielsweise Ethylenglykol, Propandiol-1,2, Propandiol-1,3,
Diethylenglykol, Dipropylenglykol, die isomeren Butandiole, Neopentylglykol,
Hexandiol-1,6, 2-Ethylhexandiol und Tripropylenglykol oder auch
alkoxylierte Derivate dieser Alkohole. Bevorzugte zweiwertige Alkohole
sind Hexandiol-1,6, Dipropylenglykol und Tripropylenglykol. Ester
höherwertiger
Alkohole wie Glycerin, Trimethylolpropan, Ditrimethylolpropan, Pentaerythrit
oder Dipentaerythrit oder deren alkoxylierte Derivate können ebenfalls
eingesetzt werden.
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Die
Umsetzung A mit B erfolgt entweder kontinuierlich z.B. in einem
statischem Mischer oder diskontinuierlich z.B. in einem geeigneten
Rührgefäß. Bei diskontinuierlicher
Fahrweise kann sowohl A als auch B vorgelegt werden und die jeweils
andere Komponente bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur zudosiert werden.
Durch Heizen und/oder exotherme Reaktion wird die Reaktion bevorzugt
im Temperaturbereich zwischen 40 °Cund
130 °C,
insbesondere 60 °C
bis 80 °C
gehalten. Durch Analyse wird der Grad des Umsatz bestimmt. Diese
kann spektroskopisch z.B. durch Aufnahme von Infrarot- oder Nahinfrarotspektren
erfolgen, es können
jedoch auch chemische Analysen an entnommenen Proben durchgeführt werden.
Insbesondere eignet sich z.B. der Isocyanat- gegebenenfalls auch
der Hydroxylgehalt als Maß für den Umsatz
der Reaktion.
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Bevorzugte
Umsetzungsprodukte von A mit B weisen eine Doppelbindungsdichte
(Acrylat und Methacrylat) von 1,0 oder mehr, bevorzugt von 2,0 oder
mehr mol C=C pro kg (bezogen auf nichtflüchtigen Anteil) auf.
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Gegenstand
der Erfindung sind weiterhin ein- oder mehrkomponentige Beschichtungsmittel
enthaltend
- C1) ein oder mehrere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellte Polyisocyanate und
- C2) ein oder mehrere Verbindungen, die mindestens eine isocyanatreaktive
Gruppe aufweisen und ggf. eine oder mehrere funktionelle Gruppen
enthalten, die unter Einwirkung aktinischer Strahlung mit ethylenisch
ungesättigten
Verbindungen unter Polymerisation reagieren,
- C3) ggf. weitere Polyisocyanate, die ggf. eine oder mehrere
funktiorielle Gruppen enthalten, die unter Einwirkung aktinischer
Strahlung mit ethylenisch ungesättigten
Verbindungen unter Polymerisation reagieren
- C4) ggf. Verbindungen, die funktionelle Gruppen tragen, die
durch Einwirkung aktinischer Strahlung mit ethylenisch ungesättigten
Verbindungen unter Polymerisation reagieren und die weder Isocyanat-Gruppen noch
Isocyanat-reaktive Gruppen aufweisen,
- C5) ggf. Katalysatoren und
- C6) ggf. Hilfs- und Zusatzstoffe
- C7) ggf. Produkte aus Reaktionen der Komponenten C1) bis C6)
untereinander.
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Die
Verbindungen der Komponente C2) können monomer, oligomer oder
polymer sein und enthalten mindestens eine, bevorzugt zwei oder
mehr mit Isocyanaten rea ktive Gruppen.
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Geeignete
Verbindungen der Komponente C2) sind niedermolekulare kurzkettige,
d.h. 2 bis 20 Kohlenstoffatome enthaltende aliphatische, araliphatische
oder cycloaliphatische Diole, Triole und/oder höhere Polyole. Beispiele für Diole
sind Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol,
Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol,
1,4-Butandiol, Neopentylglykol, 2-Ethyl-2-butylpropandiol, Trimethylpentandiol,
stellungsisomere Diethyloctandiole, 1,3-Butylenglykol, Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol,
1,6-Hexandiol, 1,2- und 1,4-Cyclohexandiol, hydriertes Bisphenol
A (2,2-Bis(4-hydroxycyclohexyl)propan), 2,2-Dimethyl-3-hydroxypropionsäure-(2,2-dimethyl-3-hydroxypropylester).
Beispiele geeigneter Triole sind Trimethylolethan, Trimethylolpropan
oder Glycerin. Geeignete höherfunktionelle
Alkohole sind Ditrimethylolpropan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit
oder Sorbit.
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Geeignet
sind auch höhermolekulare
Polyole wie Polyesterpolyole, Polyetherpolyole, hydroxyfunktionelle
Acrylharze, hydroxyfunktionelle Polyurethane oder entsprechende
Hybride (vgl. Römpp
Lexikon Chemie, 5.465-466, 10. Aufl. 1998, Georg-Thieme-Verlag,
Stuttgart).
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Weiterhin
können
als Verbindungen der Komponente C2) alle Verbindungen einzeln oder
in beliebigen Mischungen verwendet werden, die mindestens eine gegenüber Isocyanaten
reaktive Gruppe und mindestens eine ungesättigte Funktion aufweisen,
die unter Einwirkung aktinischer Strahlung mit ethylenisch ungesättigten Verbindungen
unter Polymerisation reagiert.
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Bevorzugt
werden α,β-ungesättigte Carbonsäurederivate
wie Acrylate, Methacrylate, Maleinate, Fumarate, Maleimide, Acrylamide,
sowie Vinylether, Propenylether, Allylether und Dicyclopentadienyl-Einheiten enthaltende
Verbindungen, die mindestens eine gegenüber Isocyanaten reaktive Gruppe
aufweisen, eingesetzt, besonders bevorzugt sind dies Acrylate und
Methacrylate mit mindestens einer isocyanatreaktiven Gruppe.
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Als
hydroxyfunktionelle Acrylate oder Methacrylate kommen beispielsweise
Verbindungen wie 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat,
Polyethylenoxid-mono(meth)acrylate, Polypropylenoxidmono(meth)-acrylate, Polyalkylenoxidmono(meth)acrylate,
Poly(ε-caprolacton)mono(meth)acrylate,
wie z.B. Tone® M
100 (Dow, USA), 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat,
3-Hydroxy-2,2-dimethylpropyl(meth)acrylat,
die hydroxyfunktionellen Mono-, Di- oder Tetraacrylate mehrwertiger
Alkohole wie Trimethylolpropan, Glycerin, Pentaerythrit, Dipentaerythrit,
ethoxiliertes, propoxiliertes oder alkoxyliertes Trimethylolpropan,
Glycerin, Pentaerythrit, Dipentaerythrit oder deren technische Gemische
in Betracht.
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Darüberhinaus
sind isocyanat-reaktive oligomere oder polymere ungesättigte Acrylat-
und/oder Methacrylatgruppen enthaltende Verbindungen alleine oder
in Kombination mit den vorgenannten monomeren Verbindungen geeignet.
Bevorzugt werden dabei hydroxylgruppenhaltige Polyesteracrylate
mit einem OH-Gehalt von 30 bis 300 mg KOH/g, bevorzugt 60 bis 200,
besonders bevorzugt 70 bis 120 mg KOH/g eingesetzt.
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Die
Herstellung von Polyesteracrylaten wird in der DE-A 4 040 290 (5.3,
Z. 25 – 5.6,
Z. 24), DE-A-3 316
592 (S. 5, Z. 14 – S.
11, Z. 30) und P. K. T. Oldring (Ed.), Chemistry & Technology of
UV & EB Formulations For
Coatings, Inks & Paints,
Vol. 2, 1991, SITA Technology, London, S. 123 – 135 beschrieben.
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Ebenfalls
verwendet werden können
die an sich bekannten hydroxylgruppenhaltigen Epoxy(meth)acrylate
mit OH-Gehalten von 20 bis 300 mg KOH/g, bevorzugt von 100 bis 280
mg KOH/g, besonders bevorzugt von 150 bis 250 mg KOH/g oder hydroxylgruppenhaltige
Polyurethan(meth)acrylate mit OH-Gehalten von 20 bis 300 mg KOH/g,
bevorzugt von 40 bis 150 mg KOH/g, besonders bevorzugt von 50 bis
100 mg KOH/g oder acrylierte Polyacrylate mit OH-Gehalten von 20 bis 300 mg KOH/g, bevorzugt
von 40 bis 150 mg KOH/g, besonders bevorzugt von 50 bis 100 mg KOH/g
sowie deren Mischungen untereinander und Mischungen mit hydroxylgruppenhaltigen
ungesättigten
Polyestern sowie Mischungen mit Polyester(meth)acrylaten oder Mischungen
hydroxylgruppenhaltiger ungesättigter
Polyester mit Polyester (meth)acrylaten. Solche Verbindungen werden
ebenfalls in P. K. T. Oldring (Ed.), Chemistry & Technology of UV & EB Formulations
For Coatings, Inks & Paints,
Vol. 2, 1991, SITA Technology, London S 37 – 56 beschrieben. Hydroxylguppenhaltige
Epoxy(meth)acrylate basieren insbesondere auf Umsetzungsprodukten
von Acrylsäure
und/oder Methacrylsäure
mit Epoxiden (Glycidylverbindungen) von monomeren, oligomeren oder polymeren
Bisphenol-A, Bisphenol-F, Hexandiol und/oder Butandiol oder deren
ethoxilierten und/oder propoxilierten Derivaten. Acrylierte Polyacrylate
können
beispielsweise durch Umsetzung von glycidylfunktionellen Polyacrylaten
mit (Meth)acrylsäure
hergestellt werden.
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Polyisocyanate
im Sinne von C3) basieren auf den bereits vorstehend bei A genannten
Isocyanaten einschließlich
der dort genannten Vorzugsbereiche. Bei Verwendung von Blockierungsmitteln
können
alle Isocyanatgruppen blockiert sein. Die Polyisocyanate C3) können gegebenenfalls
eine oder mehrere funktionelle Gruppen enthalten, die unter Einwirkung
aktinischer Strahlung mit ethylenisch ungesättigten Verbindungen unter
Polymerisation reagieren. Diese Gruppen können durch Reaktion der unter
C2) genannten ungesättigten und
isocyanatreaktiven Verbindungen mit gesättigten Polyisocyanaten nach
an sich bekannten Methoden hergestellt werden, wobei die monomeren
unter C2) genannten ungesättigten
und isocyanatreaktiven Verbindungen bevozugt sind.
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Als
Verbindungen der Komponente C4) können Polymere wie Polyacrylate,
Polyurethane, Polysiloxane, sowie Verbindungen, die durch Einwirkung
aktinischer Strahlung mit ethylenisch ungesättigten Verbindungen unter
Polymerisation reagieren, eingesetzt werden. Solche Gruppen sind α,β-ungesättigte Carbonsäurederivate
wie Acrylate, Methacrylate, Maleinate, Fumarate, Maleimide, Acrylamide,
weiterhin Vinylether, Propenylether, Allylether und Dicyclopentadienyl-Einheiten
enthaltende Verbindungen. Bevorzugt sind Acrylate und Methacrylate.
Beispiele beinhalten die in der Technologie der Strahlenhärtung bekannten
Reaktiwerdünner (vgl.
Römpp Lexikon
Chemie, 5.491, 10. Aufl. 1998, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart) oder
die in der Technologie der Strahlenhärtung bekannten Bindemittel
wie Polyetheracrylate, Polyesteracrylate, Urethanacrylate, Epoxyacrylate,
Melaminacrylate, Silikonacrylate, Polycarbonatacrylate und acrylierte
Polyacrylate, soweit diese einen Gehalt von Hydroxylgruppen unter
30, bevorzugt unter 20, besonders bevorzugt unter 10 mg KOH/g aufweisen.
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Beispielhaft
seien die Ester der Acrylsäure
oder Methacrylsäure
als Bestandteil von C4) genannt, bevorzugt der Acrylsäure, der
folgenden Alkohole: Einwertige Alkohole wie die isomeren Butanole,
Pentanole, Hexanole, Heptanole, Octanole, Nonanole und Decanole,
weiterhin cycloaliphatische Alkohole wie Isobornol, Cyclohexanol
und alkylierte Cyclohexanole, Dicyclopentanol, arylaliphatische
Alkohole wie Phenoxyethanol und Nonylphenylethanol, sowie Tetrahydrofurfurylalkohole.
Weiterhin können
alkoxylierte Derivate dieser Alkohole verwendet werden. Zweiwertige
Alkohole wie beispielsweise Ethylenglykol, Propandiol-1,2, Propandiol-1,3,
Diethylenglykol, Dipropylenglykol, die isomeren Butandiole, Neopentylglykol,
Hexandiol-1,6, 2-Ethylhexandiol und Tripropylenglykol oder auch
alkoxylierte Derivate dieser Alkohole. Bevorzugte zweiwertige Alkohole
sind Hexandiol-1,6, Dipropylenglykol und Tripropylenglykol. Höherwertige
Alkohole sind Glycerin, Trimethylolpropan, Ditrimethylolpropan,
Pentaerythrit oder Dipentaerythrit oder deren alkoxylierte Derivate.
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Als
Bestandteil von C5) können
zur Beschleunigung der Aushärtung
der unblockierten oder blockierten Isocyanate mit den jeweiligen
aktiven Wasserstoff enthaltenden Reaktionspartnern wie Alkoholen,
Aminen und den gemischt Alkohol- und Amin-haltigen Reaktionspartnern
die in der Isocyanatchemie bekannten Katalysatoren mitverwendet
werden. Geeignet sind hierbei bei unblo ckierten Isocyanaten tertiäre Amine,
Zinn-, Zink- oder Wismuthverbindungen, insbesondere Triethylamin,
1,4-Diazabicyclo-[2,2,2]-octan, Zinndioktoat oder Dibutylzinndilaurat.
Bei blockierten Isocyanaten eignen sich mindestens zweiwertige Ionen
von Lewis-Säuren,
z.B. Salze des Zinks, des Titans, des Zirkons und des Wismuts.
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Die
Menge des Katalysators C5) kann durch den Fachmann den Erfordernissen
der Aushärtung
angepasst werden, wobei insbesondere die Aushärtetemperatur, die erforderliche
Härtungsgeschwindigkeit
und bei freien Isocyanatgruppen gegebenenfalls die Topfzeit zu berücksichtigen
sind. Geeignete Mengen sind z.B. 0,01 bis 2 Gew.%, bevorzugt ist
die Verwendung von 0,05 bis 1 Gew.%, besonders bevorzugt ist 0,07
bis 0,6 Gew.% Katalysator bezogen auf den gesamten Festkörpergehalt.
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Als
Komponente C6) können
in der Technologie der Lacke, Farben, Druckfarben, Dichtstoffe und
Klebstoffe übliche
Zusätze
oder Hilfsmittel enthalten sein. Dazu gehören auch durch aktinische Strahlung
aktivierbare Initiatoren, die eine radikalische Polymerisation der
entsprechenden polymerisierbaren Gruppen auslösen. Fotoinitiatoren, die durch
UV- oder sichtbares Licht aktiviert werden, sind hierbei bevorzugt.
Derartige Fotoinitiatoren sind an sich bekannte, kommerziell vertriebene
Verbindungen, wobei zwischen unimolekularen (Typ I) und bimolekularen
(Typ II) Initiatoren unterschieden wird. Geeignete (Typ I)-Systeme
sind z.B. aromatische Ketonverbindungen, z.B. Benzophenone in Kombination
mit tertiären
Aminen, Alkylbenzophenone, 4,4'-Bis(dimethylamino)benzophenon
(Michler's Keton),
Anthron und halogenierte Benzophenone oder Mischungen der genannten
Typen. Weiter geeignet sind (Typ II)-Initiatoren wie Benzoin und
seine Derivate, Benzilketale, Acylphosphinoxide z.B. 2,4,6-Trimethyl-benzoyl-diphenylphosphinoxid,
Bisacylphosphinoxide, Phenylglyoxylsäureester, Campherchinon, α-Aminoalkylphenone, α,α-Dialkoxyacetophenone
und α-Hydroxyalkylphenone.
Soll das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel
wässrig
verarbeitet werden, so finden bevorzugt Fotoinitiatoren Verwendung,
die leicht in wässrige
Beschichtungsmittel einarbeitbar sind. Solche Produkte sind beispielsweise
Irgacure® 500,
Irgacure® 819
DW (Fa. Ciba, Lampertheim, DE), Esacure® KIP
(Fa. Lamberti, Aldizzate, Italien). Es können auch Gemische dieser Verbindungen
eingesetzt werden.
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Soll
die Härtung
der polymerisierbaren Bestandteile zusätzlich thermisch initiiert
werden, eignen sich als Verbindungen der Komponente C6) Peroxyverbindungen
wie Diacylperoxide z.B. Benzoylperoxid, Alkylhydroperoxid wie Diisopropylbenzolmonohydroperoxid,
Alkylperester wie tert.-Butylperbenzoat, Dialkylperoxide wie Di.-tertbutylperoxid,
anorganische Peroxide wie Ammoniumperoxodisulfat, Kaliumperoxodisulfat,
Peroxidicarbonate wie Dicetylperoxiddicarbonat, oder auch Azoverbindungen
wie 2,2'-Azobis[N-(2-propenyl)-2-methylpropionamide],
1-[(Cyano-1-methylethyl)azo]formamide,
2,2'-Azobis(N-butyl-2-methylpropionamide), 2,2'-Azobis(N-cyclohexyl-2-methylpropionamide),
2,2'-Azobis{2-methyl-N-[2-(1-hydroxybutyl)]propionamide}, 2,2'-Azobis{2-methyl-N-[2-(1-hydroxybutyl)]propionamide,
2,2'-Azobis{2-methyl-N-[1,1-bis(hy droxymethyl)-2-hydroxyethyl]propionamide,
weiterhin auch Benzpinakol und seine Derivate. Für wässrige Beschichtungssysteme
werden Verbindungen bevorzugt, die wasserlöslich sind oder als wässrige Emulsionen
vorliegen. Diese Radikalbildner können in bekannter Weise mit
Beschleunigern kombiniert werden.
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Weiterhin
verwendbare Zusätze
sind bereits unter B) beschriebene Stabilisatoren, Lichtschutzmittel wie
UV-Absorber und sterisch gehinderte Amine (HALS), weiterhin Antioxidantien,
Füllstoffe
sowie Lackhilfsmittel, z.B. Antiabsetzmittel, Entschäumungs-
und/oder Netzmittel, Verlaufmittel, Reaktiwerdünner, Weichmacher, Katalysatoren,
Hilfslösemittel
und/oder Verdicker sowie Pigmente, Farbstoffe und/oder Mattierungsmittel. Der
Einsatz von Lichtschutzmitteln und die verschiedenen Typen sind
beispielhaft beschrieben in A. Valet, Lichtschutzmittel für Lacke,
Vincentz Verlag, Hannover, 1996
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Die
erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel
lassen sich durch die üblichen
Techniken auf unterschiedlichste Substrate applizieren, wie beispielsweise
durch Spritzen, Walzen, Rakeln, Gießen, Sprühen, Streichen, Tränken, Tauchen
oder durch Druck-Techniken wie Tief-, Flexo- oder Offsetdruck sowie
durch Transfer-Methoden. Geeignete Substrate sind beispielsweise
Holz, Metall, insbesondere auch Metall wie es in den Anwendungen
der sogenannten Draht-, Coil-, Can- oder Container-Lackierung verwendet
wird, weiterhin Kunststoff auch in Form von Folien, insbesondere
ABS, AMMA, ASA, CA, CAB, EP, UF, CF, MF, MPF, PF, PAN, PA, PE, HDPE,
LDPE, LLDPE, UHMWPE, PET, PMMA, PP, PS, SB, PUR, PVC, RF, SAN, PBT,
PPE, POM, PURRIM, SMC, BMC, PP-EPDM und UP (Kurzbezeichnungen nach
DIN 7728T1), Papier, Leder, Textilien, Filz, Glas, Holz, Holzwerkstoffe,
Kork, anorganisch gebundene Substrate wie Holz- und Faserzementplatten elektronische
Baugruppen oder mineralische Untergründe. Es können auch Substrate, die aus
verschiedenen der vorgenannten Materialien bestehen, oder bereits
beschichtete Substrate lackiert werden. Es ist auch möglich die
Beschichtungsmittel nur temporär
auf ein Substrat aufzubringen, dann teilweise oder vollständig zu
härten
und wieder abzulösen,
um z.B. Folien herzustellen. Insbesondere eignen sich die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel
für den
Einsatz bei der Lackierung von Fahrzeugen, insbesondere Automobilkarossen
oder Anbauteilen, bevorzugt in Form von Klarlacken.
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Die
applizierten Schichtdicken (vor der Härtung) liegen typischerweise
zwischen 0,5 und 5000 um, bevorzugt zwischen 5 und 1500 μm, besonders
bevorzugt zwischen 15 und 1000 μm.
Bei Verwendung von Lösungsmitteln
wird dieses nach der Applikation durch die gängigen Methoden entfernt.
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Die
Strahlungshärtung
erfolgt bevorzugt durch Einwirkung energiereicher Strahlung, also
UV-Strahlung oder
Tageslicht, z.B. Licht der Wellenlänge 200 bis 750 nm, oder durch
Bestrahlen mit energiereichen Elektronen (Elektronenstrahlung, 90
bis 300 keV). Als Strahlungsquellen für Licht oder UV-Licht dienen
beispielsweise Hochdruckquecksilberdampflampen, wobei der Quecksil berdampf
durch Dotierung mit anderen Elementen wie Gallium oder Eisen modifiziert
sein kann Laser, gepulste Lampen (unter der Bezeichnung UV-Blitzlichtstrahler
bekannt), Halogenlampen oder Eximerstrahler sind ebenfalls einsetzbar.
Die Strahler können
ortsunbeweglich installiert sein, so dass das zu bestrahlende Gut
mittels einer mechanischen Vorrichtung an der Strahlungsquelle vorbeibewegt
wird, oder die Strahler können
beweglich sein, und das zu bestrahlende Gut verändert bei der Härtung seinen
Ort nicht. Die üblicherweise
zur Vernetzung ausreichende Strahlungsdosis bei UV-Härtung liegt
im Bereich von 80 bis 5000 mJ/cm2.
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Die
Bestrahlung kann gegebenenfalls auch unter Ausschluss von Sauerstoff,
z.B. unter Inertgas-Atmosphäre oder
Sauerstoff-reduzierter Atmosphäre
durchgeführt
werden. Als Inertgase eignen sich bevorzugt Stickstoff, Kohlendioxid,
Edelgase oder Verbrennungsgase. Des weiteren kann die Bestrahlung
erfolgen, indem die Beschichtung mit für die Strahlung transparenten
Medien abgedeckt wird. Beispiele hierfür sind z.B. Kunststofffolien,
Glas oder Flüssigkeiten
wie Wasser.
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Je
nach Strahlungsdosis und Aushärtungsbedingungen
sind Typ und Konzentration des gegebenenfalls verwendeten Initiators
in dem Fachmann bekannter Weise oder durch orientierende Vorversuche
zu variieren bzw. zu optimiern.
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Besonders
bevorzugt werden zur Härtung
Quecksilberhochdruckstrahler in ortsfesten Anlagen eingesetzt. Fotoinitiatoren
werden dann in Konzentrationen von 0,1 bis 10, besonders bevorzugt
0,2 bis 3,0 Gew.-% bezogen auf den Festkörper der Beschichtung eingesetzt.
Zur Härtung
dieser Beschichtungen wird bevorzugt eine Dosis von 200 bis 3000
mJ/cm2, gemessen im Wellenlängebereich
von 200 bis 600 nm, verwendet.
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Erfindungsgemäße Beschichtungsmittel
härten
weiterhin durch Einwirkung von thermischer Energie. Die thermische
Energie kann dabei durch Strahlung, Wärmeleitung und/oder Konvektion
in die Beschichtung eingebracht werden, wobei üblicherweise die in der Beschichtungstechnologie
gebräuchlichen
Infrarot-Strahler, Nahinfrarotstrahler und/oder Öfen zum Einsatz kommen. Durch
die Zuführung
thermischer Energie wird die Vernetzungsreaktion der gegebenenfalls
blockierten Isocyanatgruppen mit den Isocyanat-reaktiven Gruppen des
Beschichtungsmittels ausgelöst.
Sind freie Isocyanatgruppen im Beschichtungsmittel vorhanden, kann
gegebenenfalls die vorhandene Umgebungswärme zur allmählichen
Aushärtung
ausreichen, so dass keine zusätzliche
thermische Energie in das System eingebracht werden muss.
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Da
durch die Einwirkung aktinischer Strahlung und der thermischen Energie
zwei unabhängige
chemische Mechanismen in Gang gesetzt werden, kann die Reihenfolge
aktinische Strahlung/thermische Energie und damit die Reihenfolge,
in der die Mechanismen ablaufen, beliebig kombiniert und variiert
werden. Bevorzugt wird zunächst
gegebenenfalls vorhandenes organisches Lösungsmittel und/oder Wasser
mit den in der Beschichtungstechnologie üblichen Methoden entfernt.
In einer bevorzugten Variante wird anschließend zunächst durch Einwirkung aktinischer Strahlung
ganz oder teilweise gehärtet.
Unmittelbar danach oder auch später
sowie an der räumlich
gleichen oder getrennter Stelle kann die thermische Härtung erfolgen.
Es ist so zum Beispiel möglich,
zunächst
flexible Beschichtungen zu erzeugen, die eine Verformung des Substrats schadlos überstehen
und diese anschließend
thermisch weiter zu härten.
Es ist so zum Beispiel möglich,
ggf. bereits beschichtetes Metall in Form sogenannter Coils zu beschichten
und die Beschichtungen zunächst durch
Einwirkung von aktinischer Strahlung zu einer flexiblen Beschichtung
zu härten.
Aus den beschichteten Coils können
dann bestimmte Teile durch dem Fachmann bekannte Verfahren wie z.B.
Stanzen herausgelöst und
mechanisch in eine neue Form gebracht werden, ohne dass die Beschichtung
Schaden nimmt und z.B. reißt.
Anschließend
wird durch thermische Energie die Vernetzungsreaktion der beispielsweise
blockierten Isocyanatgruppen mit den Isocyanat-reaktiven Gruppen
des Beschichtungsmittels ausgelöst,
so dass sehr beständige
Beschichtungen entstehen, die sich beispielsweise auch als Klarlacke
für Automobilkarosserien
oder für
im Automobilbau verwendete Teile eignen.
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Beispiele
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Säurezahl:
Angabe mg KOH/g Probe, Titration mit 0,1 mol/l NaOH-Lösung gegen
Bromthymolblau (ethanolische Lösung),
Farbumschlag von gelb über
grün nach
blau, Grundlage DIN 3682.
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Hydroxylzahl:
Angabe in mg KOH/g Probe, Titration mit 0,1 mol/l meth. KOH-Lösung nach
kalter Acetylierung mit Essigsäureanhydrid
unter Katalyse von Dimethylaminopyridin, Grundlage DIN 53240.
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Epoxidgehalt:
Die in Methylenchlorid/Esssigsäure
gelöste
Probe wird nach Zugabe von Tetrabutylammoniumjodid mit einer Perchlorsäure-Maßlösung (0,1mol/l)
titriert. Dabei wird das freigewordene Amin sowie vorhandenes basisches
Amin erfasst . Das basische (freies) Amin wird analog bestimmt,
aber ohne Zusatz von Tetrabutylammoniumjodid. Aus der Differenz
ergibt sich der Gehalt an Epoxid in %, berechnet als CH-O-CH (MG=42
g/mol). Grundlage DIN 16945.
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Isocyanatgehalt:
Angabe in %, Rücktitration
mit 0,1 mol/l Salzsäure
nach Reaktion mit Butylamin, Grundlage DIN EN ISO 11909.
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Gelpermeationschromatographie
(GPC): Elutionsmittel THF, RI-Detektion, Integration nach Eichung mit
Polystyrolstandards.
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Viskositäten: Rotationsviskosimeter,
Messungen bei 23 °C
und 250 s–1 Schergefälle für Umsetzungen von
Glycidylmethacrylat mit Acrylsäure,
bzw. 40 s–1 Schergefälle für Umsetzungen
der Polyisocyanate.
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Wenn
nicht anderweitig vermerkt handelt es sich bei %-Angaben um Gew.-%.
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Umsetzung von Glycidylmethacrylat
mit Acrylsäure:
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Jeweils
13,27 g Glycidylmethacrylat, 0,02 g 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol,
6,78 g Acrylsäure
und je 0,10 g Katalysator gemäß Tabelle
1 wurden in einem Glasgefäß mit kleiner Öffnung unter
magnetischem Rühren
bei 90 °C
umgesetzt. Nach 24 Stunden wurde die Säurezahl bestimmt. War diese
größer als
4 mg KOH/g wurde weitere 24 h bei 90 °C gerührt und danach die Säurezahl
erneut bestimmt. Tabelle
1: Versuchsserie 90°C
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Alle
untersuchten Katalysatoren zeigen ausreichende Aktivität. Nach
24 h weisen die Produkte aus den Beispielen 11 bis 13 bereits sehr
kleine Säurezahlen
auf. Die Beispiele 11 bis 13 wurden bei 80 °C Reaktionstemperatur wiederholt
(Tabelle 2). Tabelle
2: Versuchsserie 80 °C
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Beispiel 17 und Vergleichsbeispiel
V1:
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Es
wurden 9290 g Glycidylmethacrylat, 70,0 g Triphenylphosphin und
14,0 g 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol
in einem 15 1-Rührkessel
vorgelegt. Es wurden 5 l/h Luft durch die Reaktionsmischung geleitet,
sowie 10 l/h Stickstoff übergeleitet.
Die Mischung wurde unter Rühren
auf 70°C
erhitzt. Bei dieser Temperatur wurden innerhalb von 5 h 4710 g Acrylsäure zudosiert.
Die Temperatur stieg zu Beginn bis 81°C und wurde anschließend zwischen
65 und 70°C
gehalten. Nach Ende der Zugabe wurde die Temperatur auf 90°C gesteigert.
Nach 6 h bei 90°C
wurde an einer entnommenen Probe eine Säurezahl von 9,4 mg KOH/g bestimmt.
Anschließend
wurden weitere 14,0 g Triphenylphosphin zugegeben. Nach weiteren
6 h bei 90°C
wurde an einer entnommenen Probe eine Säurezahl von 1,8 mg KOH/g bestimmt.
Anschließend
wurde abgekühlt.
Der Epoxidgehalt betrug 0,60 %. Eine Probe dieses Produkts (V1)
wurde entnommen und für
Vergleichsversuche bereitgestellt. Der Rest wurde weitere 24 h bei
90°C gerührt. Der
Epoxidgehalt betrug 0,10 %. Kennzahlen
jeweils nach 24 h Lagerung bei Raumtemperatur:
![Figure 00170002](https://patentimages.storage.googleapis.com/89/0b/f3/2719a92e280b9b/00170002.png)
-
Beispiel 18:
-
Beispiel
17 wurde mit folgenden Änderungen
wiederholt: Einwaagen: 8484g Glycidylmethacrylat, 45,5 g Triphenylphosphin
und 13,0 g 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol, sowie 4517 g Acrylsäure und
13,0 g Triphenylphosphin als zweite Portion. Nach Ende der Acrylsäuredosierung
dauerte es 13 h bis eine Säurezahl
von 9,5 mg KOH/g gemessen wurde. Nach Zugabe der zweiten Portion
Triphenylphosphin dauerte es 15 h bis eine Säurezahl von 3,8 erreicht war. Kennzahlen
nach 24 h Lagerung bei Raumtemperatur:
-
Beispiel 19:
-
Beispiel
17 wurde mit folgenden Änderung
wiederholt: Apparatur 21-Glaskolben, Einwaagen 391,5 g Glycidylmethacrylat,
1,20 g Triphenylphosphin und 0,60 g 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol,
sowie 208,5 g Acrylsäure
und 0,60 g Triphenylphosphin als zweite Portion. Die Lufteinleitung
wurde auf 0,5 l/h reduziert. Stickstoff wurde nicht übergeleitet.
Nach Ende der Acrylsäuredosierung
innerhalb 1 h dauerte es 20 h bis eine Säurezahl von 9,5 mg KOH/g gemessen
wurde. Nach Zugabe der zweiten Portion Triphenylphosphin dauerte es
23 h bis eine Säurezahl
von 3,1 erreicht war. Kennzahlen
nach 24 h Lagerung bei Raumtemperatur:
-
Vergleichsbeispiel V2
-
Beispiel
19 wurde mit folgenden Änderungen
wiederholt: Apparatur 21-Glaskolben, statt Triphenylphosphin wurden
9,00 g Triethylbenzylammoniumchlorid verwendet. Weitere Einwaagen:
1214,3 g Glycidylmethacrylat, 1,80 g 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol,
sowie 585,7 g Acrylsäure.
Auf eine zweite Portion Katalysator wurde verzichtet. Dosierung
Acrylsäure über 4 h,
nach einer Nachreaktionszeit von 24 h wurde eine Säurezahl
von 0,3 bestimmt. Kennzahlen
nach 24 h Lagerung bei Raumtemperatur:
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Umsetzung mit Polyisocyanaten
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Vergleichsbeispiel V3:
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In
einem 21-Glaskolben mit Rührer
und Gaseinleitung (0,3 l/h Luft) wurden 159,4 g Desmodur® N3300 (Hexamethylendiisocyanat
basiertes Polyisocyanat mit überwiegender
Isocyanuratstruktur, NCO-Gehalt 21,8 %, Viskosität 3000 mPas/23°C, Bayer
AG, Leverkusen, DE), 0,23 g 2,6-Ditert.-butyl-4-methylphenol und
25,0 g n-Butylacetat eingewogen. Anschließend wurde unter Rühren auf
60 °C aufgeheizt
und 65,6 g des im Vergleichsbeispiel V2 erhaltenen Produkts (Epoxidgehalt
0,8%) innerhalb von 25 min zugegeben. Es wurde weiter bei 60°C gerührt, etwa
30 min nach Ende der Zugabe setzte eine stark exotherme Reaktion
ein. Das Reaktionsgemisch heizte sich auf über 150°C auf und erstarrte zu einem
sehr harten Polymerisat.
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Vergleichsbeispiele V4-V10:
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In
einem 21-Glaskolben mit Rührer
und Gaseinleitung (0,3 l/h Luft) wurden 159,4 g Desmodur® N3300 (Hexamethylendiisocyanat
basiertes Polyisocyanat mit überwiegender
Isocyanuratstruktur, NCO-Gehalt 21,8 %, Viskosität 3000 mPas/23°C, Bayer
AG, Leverkusen, DE), 0,23 g 2,6-Ditert.-butyl-4-methylphenol und
25,0 g n-Butylacetat eingewogen. Gemäß Tabelle 3 wurde gegebenenfalls
ein Stabilisator für
die Isocyanatgruppen zugegeben (siehe Spalte „Stopper Vorlage"). Anschließend wurde
unter Rühren
auf 60 °C
aufgeheizt und 65,6 g des im Vergleichsbeispiel V1 erhaltenen Produkts
(Epoxidgehalt 0,6 %) innerhalb von 25 min zugegeben. Es wurde weiter
bei 60°C
gerührt,
bis der Isocyanatgehalt einer Probe unter 9,3 % lag. Gemäß Tabelle
3 wurde gegebenenfalls ein Stabilisator für die Isocyanatgruppen zugegeben
(siehe Spalte „Stopper
Ende"). Die Produkte
wurden in geschlossenen Glasflaschen jeweils bei Raumtemperatur
und bei 60°C
gelagert.
-
Vergleichsbeispiel V11
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Vergleichsbeispiel
V4 wurde wiederholt, jedoch wurde statt des in V1 erhaltenen Produkts
jetzt 3-Acryloyloxy-2-hydroxypropyl-methacrylat
(Epoxidgehalt 0,25%, Fa. Sigma-Aldrich GmbH, Steinheim, DE) verwendet.
-
Vergleichsbeispiel V12
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Vergleichsbeispiel
V4 wurde wiederholt, jedoch wurde statt des in V1 erhaltenen Produkts
jetzt Glycerindimethacrylat (Fa. Degussa/Röhm, Darmstadt, DE) verwendet.
Der Reaktionsansatz gelierte nach 2 h ohne beobachtete Exothermie.
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Beispiel 20:
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Vergleichsbeispiel
V4 wurde wiederholt, jedoch wurde statt des in V 1 erhaltenen Produkts
das Produkt aus Beispiel 17 (Epoxidgehalt 0,1 %) verwendet. Tabelle
3:
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Vergleichsbeispiel 13
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In
einem 61-Glaskolben mit Rührer
und Gaseinleitung (0,4 l/h Luft) wurden 3299 g Desmodur
® XP 2410
(Hexamethylendiisocyanat basiertes Polyisocyanat mit überwiegend
Isocyanurat- und Iminooxadiazindion-Struktureinheiten, NCO-Gehalt
23,0 Gew.%, Viskosität
700 mPas/23°C,
Bayer AG, Leverkusen, DE), 4,95 g 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol,
0,99 g Benzoylchlorid und 550 g n-Butylacetat eingewogen. Die Mischung wurde
unter Rühren
auf 60°C
erhitzt. Bei dieser Tempe ratur wurden innerhalb von 6 h 1651 g des
Produkts aus Vergleichsbeispiel V1 zudosiert. Nach Ende der Dosierung
wurde noch 3 h nachgerührt,
bis der NCO-Gehalt bei 9,1 % lag. Es wurden weitere 4,95 g 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol
eingerührt
und abgekühlt. Kennzahlen
nach 24 h Lagerung bei Raumtemperatur:
-
Das
Produkt wurde in geschlossenen Glasflaschen jeweils bei Raumtemperatur
und bei 60°C
gelagert. Binnen 8 Tagen trat in beiden Fällen Gelierung auf.
-
Beispiel 21:
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In
einem 21-Glaskolben mit Rührer
und Gaseinleitung (0,3 l/h Luft) wurden 500 g Desmodur
® XP
2410, 0,76 g 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol, 0,15 g Dibutylphosphat
und 190 g n-Butylacetat eingewogen. Die Mischung wurde unter Rühren auf
60°C erhitzt.
Bei dieser Temperatur wurden innerhalb von 2 h 260 g des Produkts
aus Beispiel 19 (Epoxidgeahlt <0,1
%) zudosiert. Nach Ende der Dosierung wurde noch 9 h nachgerührt, bis
der NCO-Gehalt bei 9,1 % lag. Kennzahlen
nach 24 h Lagerung bei Raumtemperatur:
-
Das
Produkt wurde in geschlossenen Glasflaschen jeweils bei Raumtemperatur
und bei 60°C
gelagert. Die Lagerung wurde nach 2 Monaten abgebrochen. Beide Proben
waren nicht geliert.
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Beispiel 22:
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In
einem 21-Glaskolben mit Rührer
und Gaseinleitung (0,3 l/h Luft) wurden 665 g Desmodur
® Z4470 (Isophorondiisocyanat
basiertes Polyisocyanat mit überwiegend
Isocyanurat-Struktureinheiten, 70 %ig in n-Butylacetat, NCO-Gehalt
11,9 Gew.%, Viskosität
600 mPas/23°C,
Bayer AG, Leverkusen, DE), 0,67 g 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol,
0,13 g Benzoylchlorid und 85 g n-Butylacetat eingewogen. Die Mischung wurde
unter Rühren
auf 60°C
erhitzt. Bei dieser Temperatur wurden innerhalb von 3 h 126,2 g
des Produkts aus Beispiel 18 (Epoxidgehalt 0,1 %) zudosiert. Nach
Ende der Dosierung wurde noch 8 h nachgerührt, bis der NCO-Gehalt bei
5,5 % lag. Kennzahlen
nach 24 h Lagerung bei Raumtemperatur:
-
Beispiel 23: (blockierter
Dual Cure-Härter
zur Einarbeitung in wässrige
Beschichtungssysteme wie Dispersionen oder Slurries)
-
In
einem 41-Glaskolben mit Rührer
und Gaseinleitung (0,4 l/h Luft) wurden 1299,0 g Desmodur
® N3300,
2,48 g 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol, 0,01 g Dibutylzinndilaurat
und 620,2 g 2-Butanon eingewogen. Die Mischung wurde unter Rühren auf
60°C erhitzt.
Bei dieser Temperatur wurden innerhalb von 3 h portionsweise 287,8
g 3,5-Dimethylpyrazol zugegeben. Anschließend wurde ca. 2 h nachgerührt, bis
ein NCO-Gehalt von 7,0 % erreicht war. Dann wurden innerhalb von
7 h 893,3 g des Produkts aus Beispiel 19 (Epoxidgehalt <0,1 %) zudosiert.
Nach Ende der Dosierung wurde noch 12 h nachgerührt, bis der NCO-Gehalt unter
0,1 % lag. Kennzahlen
nach 24 h Lagerung bei Raumtemperatur:
-
Beispiel 24 (blockierter
und potentiell hydrophilierter Dual Cure-Härter zur Einarbeitung in wässrige Beschichtungssysteme
wie Dispersionen oder Slurries)
-
In
einem 61-Glaskolben mit Rührer
und Gaseinleitung (0,5 l/h Luft) wurden 2190 g Desmodur
® N3300, 4,00
g 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol, 0,02 g Dibutylzinndilaurat
und 1000 g Dibasischer Ester (Lösemittel der
Fa. Dupont) eingewogen. Die Mischung wurde unter Rühren auf
60°C erhitzt.
Bei dieser Temperatur wurden innerhalb von 3 h portionsweise 690,8
g 3,5-Dimethylpyrazol und anschließend 132,6 g Hydroxypivalinsäure zugegeben.
Anschließend
wurde ca. 3 h nachgerührt,
bis ein NCO-Gehalt von 3,1 % erreicht war. Dann wurden innerhalb
von 2 h 986,2 g des Produkts aus Beispiel 19 (Epoxidgehalt <0,1 %) zudosiert.
Nach Ende der Dosierung wurde noch 12 h bei 70 °C nachgerührt, bis der NCO-Gehalt unter
0,1 % lag. Kennzahlen
nach 24 h Lagerung bei Raumtemperatur:
-
Beispiel 25: (ionisch
hydrophilierter Dual Cure-Härter
zur Einarbeitung in wässrige
2-Komponenten-Beschichtungsmittel)
-
In
einem 21-Glaskolben mit Rührer
und Gaseinleitung (0,3 l/h Luft) wurden 474 g Desmodur
® XP
2410, 0,80 g 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol und 0,01 g Dibutylzinndilaurat
eingewogen. Die Mischung wurde unter Rühren auf 60°C erhitzt. Bei dieser Temperatur
wurden innerhalb von 2 h 326 g des Produkts aus Beispiel 17 (Epoxidgehalt
0,1 %) zudosiert. Nach Ende der Dosierung wurde noch 2 h nachgerührt, bis
der NCO-Gehalt bei 7,0 % lag. Anschließend wurden 10,4 g N,N-Dimethylcyclohexylamin
und dann 24,0 g N-Cyclohexyl-3-aminopropansulfonsäure zugegeben.
Durch Zugabe von 200 g N-Methylpyrrolidon wurde verdünnt und
noch 5 h bei 60°C
nachgerührt. Kennzahlen
nach 24 h Lagerung bei Raumtemperatur:
-
Anwendungstechnische Beispiele:
-
Vergleichsbeispiel 26
und Beispiel 27: Herstellung von Dual Cure Klarlacken und Beschichtungen
Zubereitung des Stammlackes V26 (Komponente A)
-
Zu
20,65 g Desmophen® A 870 (hydroxylfunktionelles
Polyacrylatpolymer, BAYER AG, Leverkusen, DE, 70 % in Butylacetat,
mit einem OH-Gehalt nach DIN 53 240/2 von 3,0 %) wurden 19,27 g
Desmophen® VP LS
2089 (hydroxylfunktioneller Polyester, Bayer AG, Leverkusen, DE,
75 % in Butylacetat, mit einem OH-Gehalt nach DIN 53 240/2 von 6,0%),
1,31 g Tinuvin® 292
(Lichtschutzmittel vom HALS-Typ, Ciba SC Inc., Basel, CH, 50 % in
Butylacetat), 1,31 g Tinuvin® 400 (Lichtschutzmittel,
UV-Absorber, Ciba SC Inc., Basel, CH, 50 % in Butylacetat), 0,33
g Byk® 306
(Verlaufsadditiv, Lösung
eines polyethermodifizierten Polydimethylsiloxans, Byk Chemie GmbH,
Wesel, DE, 12,5 % in Xylol/Monophenylglykol 7/2), 1,96 g der Mischung
aus Irgacure® 184/Lucirin® TPO
(2:1), 50 % in Butylacetat (Irgacure® 184
: Photoinitiator, 1-Hydroxycyclohexyl-phenylketon, Ciba SC Inc.,
Basel, CH), (Lucirin® TPO : Photoinitiator,
Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzol)phosphinoxid, BASF AG, Ludwigshafen)
und 15,76 g Butylacetat (Verdünnungsmittel)
gegeben und innig verrührt.
-
Zubereitung der Härterlösung V26
(Komponente B)
-
Zu
29,18 g Roskydal® UA VP LS 2337 (Isocyanatgruppenhaltiges
Urethanacrylat der Firma Bayer AG, Leverkusen, DE; 100 %ig, mit
einem NCO-Gehalt nach DIN EN ISO 11909 von 12,8 %) wurden 10,23
g eines isocyanatgruppenhaltigen Urethanacrylats hergestellt analog
Beispiel 1 der EP-A 0 928 800 auf Basis des Isophorondiisocyanat-Oligomeren
Desmodur® Z4470
BA (Firma Bayer AG, Leverkusen, DE, 70 %ig in Butylacetat, mit einem
NCO-Gehalt nach DIN EN ISO 11909 von 11,8 %) 71,3 %ig in Butylacetat
, mit einem NCO-Gehalt nach DIN EN ISO 11909 von 6,7 %) gegeben
und die Mischung innig verrührt.
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Zubereitung des Stammlackes
27 (Komponente A)
-
Analog
V26 wurden eingesetzt: 19,28 g Desmophen® A
870, 18,00 g Desmophen® VP LS 2089, 1,31 g Tinuvin® 292
(50 % in Butylacetat, 1,31 g Tinuvin® 400
(50 % in Butylacetat ), 0,33 g Byk®, 1,96
g der Mischung aus Irgacure® 184/Lucirin® TPO
(2:1), 50 % in Butylacetat, 8,47 g Butylacetat.
-
Zubereitung der Härterlösung 27
(Komponente B)
-
Analog
V26 wurden eingesetzt: 38,58 g des in Beispiel 21 erhaltenen Dual
Cure-Härters,
10,77 g eines isocyanatgruppenhaltigen Urethanacrylats auf Basis
des Isophorondiisocyanat-Oligomeren Desmodur® Z4470 wie
bei V26 beschrieben.
-
Vermischung des Stammlackes
mit der Härterlösung (je
V26 und 27)
-
Die
oben aufgeführten
Komponenten A und B wurden jeweils zusammengemischt und die Mischungen
wurde innig verrührt.
Anschließend
wurden die Mischungen jeweils mit einer Luftpistole auf mit schwarzem Basislack
vorbeschichtete Aluminiumbleche appliziert und diese für 5 min
abgelüftet
und anschließend
10 min. bei 80°C
vorgetrocknet. Nach UV-Bestrahlung (Quecksilbermitteldruckstrahler,
IST Metz GmbH, Nürtingen, DE,
1500 mJ/cm
2) und anschließendem 20
min Einbrennen im Umluftofen bei 140°C wurden Beschichtungen mit
einer Trockenfilmschichtdicke von ca. 40 μm erhalten. Für die Ermittlung
der Eigenschaften der nicht UV-gehärteten Filme wurden entsprechende
Beschichtungen erzeugt, die nicht UV gehärtet wurden. In jedem Fall
wurden brillante, hochglänzende
Beschichtungen erhalten. Eine Übersicht über die
ermittelten lacktechnischen Eigenschaften der Beschichtungen enthält die folgende
Tabelle.
-
Prüfmethoden:
-
Anlösbarkeit:
In einem Holzständers
mit 4 darin in senkrechter Lage arretierten Glasröhrchen (φ außen ca.
15mm) sind folgende Lösemittel
mit zunehmender Lösekraft
enthalten: 1.) Xylol (X), 2.) 1-Methoxypropylacetat-2 (MPA), 3.)
Ethylacetat (EA), 4.) Aceton (AC). Sie sind mit einem Wattebausch
verschlossen. Diese werden so auf den Klarlackfilm gesetzt, dass
die Öffnungen
der Röhrchen
mit den Wattepfropfen auf dem Klarlackfilm aufliegen. Wichtig ist
die vollständige
Benetzung des Films mit den Lösemitteln.
Nach 1 bzw. 5 Minuten werden diese Glasröhrchen entfernt und mittels
eines saugfähigen
Tuches die Lösemittelreste
abgewischt. Die Lackoberflächen
werden nach dem angegebenen Schema beurteilt.
-
Die Bewertungsskala bedeutet:
-
-
- 0:
- unverändert,
- 1:
- eine Spur verändert (Quellungsring
ist sehr schwach, nur durch eine Spur zu erkennen, Quellungsring ist
deutlich unterbrochen),
- 2:
- gering verändert (Quellungsring
ist im Licht erkennbar; Kratzspuren erkennbar),
- 3:
- mittel verändert (geschlossener
Quellungsring ist deutlich erkennbar; gering ankratzbar),
- 4:
- stark verändert (geschlossener
Quellungsring ist sehr stark ausgeprägt; ankratzbar)
- 5:
- Film zerstört (stark
gequollen/Kräuselung/angelöst).
-
Kratzfestigkeit
-
Die
Kratzfestigkeit wurde gemäß der DIN
55668 – Methode
zur „Prüfung der
Kratzfestigkeit von Beschichtungen mit einer Laborwaschanlage" bestimmt.
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Pendelhärte:
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Die
Pendelhärte
wurde gemäß der DIN
EN ISO 1522 bestimmt.