-
Die vorliegende Erfindung betrifft lösungsmittelfreie, matte Polyurea-Beschichtungen, erhältlich durch zur Reaktion bringen mindestens der Bestandteile: a) Polyisocyanat-Prepolymere; b) Polyetheramine und c) Primäre Kettenverlängerer; wobei die Beschichtung als Mattierungsmittel gemahlene Kohlenstofffasern mit einer mittleren Faserlänge von größer oder gleich 50 µm und kleiner oder gleich 150 µm mit einem Gewichtsanteil von größer oder gleich 4,5% und kleiner oder gleich 25% umfasst. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Kit-of-Parts zur Herstellung matter Polyurea-Beschichtungen.
-
Die funktionellen Eigenschaften von Polymeren, also statistischen Molekülen aus sich wiederholenden Einzelbausteinen, ergeben sich aus einer komplexen Parametermatrix, welche neben der eigentlichen Monomerzusammensetzung auch noch die Herstellbedingungen, Prozessreihenfolge, den weiteren Verarbeitungsweg und die Verwendung von Additiven aufweist. Durch letztere lassen sich insbesondere zusätzliche Eigenschaften wie UV-Beständigkeit, Farbe, thermische Stabilität und Verarbeitbarkeit beeinflussen, wohingegen erstere einen großen Einfluss auf die grundlegenden Gebrauchseigenschaften der Polymere ausüben. So lassen sich beispielsweise über diese Wechselbeziehungen die mechanischen Eigenschaften von Polymeren in weiten Bereichen gezielt auf die jeweilig gewünschten Funktionalitäten einstellen, so dass diese Substanzen für die unterschiedlichsten Anwendungsgebiete in Bereichen wie der Medizin, Kosmetik, Baustoffindustrie, dem Korrosionsschutz und der Konsumgüterindustrie gezielte Lösungen bereitstellen.
-
Polyurea bietet sich besonders für Funktionalisierungen an, da man aus dem Grundmaterial Beschichtungen auch mit sehr hohen Schichtdicken mit besonders günstigen mechanischen Eigenschaften herstellen kann. Insbesondere Polyurea ist dabei als ein Reaktionssystem mit schneller Reaktionskinetik bekannt, wobei in den allermeisten Anwendungen Topfzeiten im Sekundenbereich bereitgestellt werden können. Durch Beimengungen weiterer Stoffe, wie beispielsweise sekundärer Amine, lassen sich aber auch deutlich weniger reaktive Systeme aufbauen, die auch eine manuelle Verarbeitung erlauben. Die erhältlichen Polyharnstoffe weisen gute bis sehr gute Chemikalienbeständigkeit sowie eine hohe Elastizität und Reißfestigkeit auf. Problematisch ist hingegen die Bereitstellung von Polyurea-Beschichtungen mit speziellen Oberflächeneigenschaften, da die Zugabe weiterer Stoffe, welche Einfluss auf das Erscheinungsbild der Oberfläche aufweisen, in der Regel auch in die grundlegenden mechanischen Eigenschaften der Beschichtung eingreift, sodass es schwierig ist, unter Beibehalt der gewünschten mechanischen Eigenschaften die Oberflächeneigenschaften unabhängig zu ändern.
-
Es finden sich in der Patentliteratur die unterschiedlichsten Möglichkeiten zur Funktionalisierung der Oberflächeneigenschaften von Polyurea, entweder über die Anpassung der eingesetzten Monomerbausteine oder durch die Zugabe weiterer Additive.
-
So beschreibt beispielsweise die
EP 2 953 990 B1 eine nichtwässrige Beschichtungszusammensetzung umfassend:
- A. ein isocyanatreaktives Mittel, das mindestens ein sekundäres Diamin umfasst, das das Reaktionsprodukt von mindestens einem Diamin und von Alkylestern von 2-Butendioinsäure umfasst;
- B. mindestens ein Polyisocyanatharz;
- C. mindestens ein glanzreduzierendes Mittel; und
- D. mindestens ein Viskositätsmodifiziermittel; wobei C) und D) weniger als etwa 35 % der gesamten Beschichtungsformulierung umfassen und wobei das glanzreduzierende Mittel ein feinkörniges, organisch behandeltes ausgefälltes Siliciumdioxid umfasst.
-
Des Weiteren offenbart die
EP 2 588 509 B1 eine Beschichtung aus aliphatischem Polyharnstoff, umfassend ein Produkt, erhalten durch Mischen der Komponenten,
die A, B und C einschließen:
- A) 30-50 Gewichtsteile NCO-terminiertes Polycarbonatdiol-modifiziertes und/oder Polyetherpolyol-modifiziertes Isophorondiisocyanat-(IPDI)-Prepolymer;
- B) 3-15 Gewichtsteile Hexamethylendiisocyanat-(HDI)-Oligomere; und
- C) 10-25 Gewichtsteile Aminoharz, das sterisch gehinderte sekundäre aliphatische Diamine umfasst.
-
In einem weiteren Patentdokument, der
EP 2 463 340 A1 wird generell die Funktionalisierung von Polyurea behandelt. Das Dokument offenbart die Verwendung eines Nukleierungsmittels bei der Herstellung von Polyharnstoffaddukten aus mindestens einem Amin und mindestens einem Isocyanat, wobei das Nukleierungsmittel zu dem resultierenden Polyharnstoffaddukt aus dem mindestens einen Amin und dem mindestens einen Isocyanat nicht isomorph ist.
-
Trotz der schon bestehenden Möglichkeiten zur Adaption der Eigenschaften von Polyureabeschichtungen besteht weiterhin ein großes Interesse an Lösungen, welche insbesondere definierte und reproduzierbare mechanische Schichteigenschaften bereitstellen, wobei die Oberfläche zudem eine matte Oberfläche aufweist. Des Weiteren besteht auch ein Interesse einfach anzuwendenden Applikationssystemen, mit deren Hilfe verbesserte Formkörpern mit definierter matter Oberfläche erhältlich sind.
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Polyureabeschichtungen bereitzustellen, welche verbesserte mechanische Eigenschaften und eine matte Oberfläche aufweist.
-
Erfindungsgemäß vorgeschlagen wird daher eine lösungsmittelfreie, matte Polyurea-Beschichtungen, erhältlich durch zur Reaktion bringen mindestens der Bestandteile:
- a) Polyisocyanat-Prepolymere;
- b) Polyetheramine;
- c) Primäre Kettenverlängerer; wobei
die Beschichtung als Mattierungsmittel gemahlene Kohlenstofffasern mit einer mittleren Faserlänge von größer oder gleich 50 µm und kleiner oder gleich 150 µm mit einem Gewichtsanteil von größer oder gleich 4,5% und kleiner oder gleich 25% umfasst und die Kettenverlängerer ausgesucht sind aus der Gruppe bestehend aus Diethylbenzyldiamin, 4,4-methylenebis(N-sec¬butyl¬cyclohexanamin), 4,4-Methyl-diphenyl¬diamin, 4,4-Methyldicyclo¬hexandiamin, 3-[[5(2cyanoethylamino)1,3,3trimethyl¬cyclohexyl]methyl¬amino]propanenitril, 1,3-bis(aminomethyl)Cyclohexan oder Mischungen mindestens zweier der Mitglieder dieser Gruppe.
-
Überraschenderweise wurde festgestellt, dass oben genannte Schichtzusammensetzung neben besonders günstigen mechanischen Eigenschaften zudem noch eine sehr matte Oberfläche aufweist. Die Festigkeit und die Elastizität der Beschichtung bleibt durch den Zusatz der gemahlenen Kohlenstofffasern weitgehend unverändert und die Lichtreflektivität der Oberfläche lässt sich innerhalb eines weiten Bereiches unabhängig von den mechanischen Eigenschaften und der Herstellkinetik einstellen. Ohne durch die Theorie gebunden zu sein ergeben sich die Eigenschaften durch den Zusatz relativ großee Kohlenstofffasern zu den Polyurea-Monomeren, welches dann in Summe ein großes konjugiertes π-Elektronensystem bereitstellt. Zudem ergeben sich durch diese Auswahl anscheinend besondere Oberflächenstrukturen, welches dann in Kombination zu einer besonderen Wechselwirkung mit auftreffenden Licht führt. Zudem weisen die Kohlenstofffasern selbst eine Absorption im gewünschten Lichtbereich auf, sodass auch diese, neben der genannten Wechselwirkung, die Schicht schwarz färben. Beide Ursachen, die Zusammensetzung und die räumliche Ausgestaltung der Kohlenstofffasern, sorgen vermutlich für den mattierenden Effekt unter Erhalt der eigentlichen mechanischen Eigenschaften der Beschichtung. Dies im Gegensatz zu matten Polyureaschichten aus dem Stand der Technik, welche über den Ein- oder Zusatz aromatischer Bestandteile, beispielsweise in den Kettenverlängerern, schwarz eingefärbt werden.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft lösungsmittelfreie, matte Polyurea-Beschichtungen. Polyurea oder Polyharnstoff bezeichnen Polymere, die über eine Polyaddition von Isocyanaten und Aminen erhältlich sind. Das Polymer weist zumindest in Teilen folgendes Strukturelement auf:
und gehört somit strukturell zu den Aminoplasten. Bevorzugt handelt es sich bei den vorliegenden Polyureaformteilen um „reine“ Polyurea-Formteile, d.h. nach Übereinkunft der Polyurea Development Assosiation (PDA) um Polyurea, welches keine Bestandteile mit Hydroxylgruppen enthält. Polyurea Formkörper oder Formkörperteile sind dabei entweder ganze oder Teile von Bauteilen, wie z.B. nur die Oberflächenbereiche eines Bauteiles, welche aus dem erfindungsgemäß hergestellten Polyurea bestehen oder dieses aufweisen. So können beispielsweise ganze Bauteile im Spritzgussverfahren aus dem erfindungsgemäßen Polyurea hergestellt werden oder man verwendet das erfindungsgemäße Polyurea zur Beschichtung ganzer oder nur von Teilen einer Bauteiloberfläche. Das erfindungsgemäße Polyurea ist matt und weist demzufolge eine nicht glänzende Oberfläche auf. Der Glanz der Oberfläche lässt sich mittels standardisierter Methoden wie beispielsweise der
DIN EN ISO 2813 bestimmen. Eine erfindungsgemäße Schicht ist matt, wenn diese bei einem Winkel 60° einen Wert von größer oder gleich 5 und kleiner oder gleich 80 aufweist. Eine erfindungsgemäße Schicht ist lösungsmittelfrei, wenn der Gehalt an Lösungsmitteln innerhalb der Schicht kleiner oder gleich 5 Gewichts-% beträgt. Die Lösungsmittel können im Fall von Wasser beispielsweise über Karl-Fischer- oder im Fall organischer Lösungsmittel über beispielsweise dem Fachmann bekannte HPLC-Methoden bestimmt werden.
-
Die erfindungsgemäße Beschichtung ist erhältlich durch zur Reaktion bringen mindestens von Polyisocyanat-Prepolymeren und Polyetheraminen, sowie Kettenverlängerern. Das bedeutet, dass die Beschichtung zu einem Großteil aus Polyurea bestehen, wobei das Polyurea neben den Kettenverlängerern aus zwei Hauptbestandteilen, einer Härter- und Harzkomponente gebildet wird. Das zur Reaktion bringen umfasst dabei eine kovalente Verknüpfung zwischen einer oder mehreren der vorliegenden Komponenten. Die Harzkomponente wird im amerikanischen Raum als Komponente B und im europäischen Raum als Komponente A bezeichnet. Bevorzugt kann der Formkörper zu 70 Gew.-%, des Weiteren bevorzugt zu größer als 80 Gew.-%, weiter bevorzugt zu größer als 85 Gew.-% Polyharnstoff aufweisen. Des Weiteren kann der Formkörper noch weitere, übliche Additive wie Farbstoffe, Katalysatoren, Rheologiehilfsmittel und Haftvermittler (aminofunktionelle Trialkoxysilane), Füllstoffe (Silikate), Kettenverlängerer und Trocknungsmittel (z.B. Molekularsiebe) aufweisen. Bevorzugte Kettenverlängerer können eine Funktionalität von 2 aufweisen. Ein Beispiel für einen erfindungsgemäß einsetzbaren Kettenverlängerer ist Diemethylmethylbenzoldiamin.
-
Die Beschichtung wird also auf Basis mindestens bi-funktioneller Polyisocyanat-Prepolymere unter Erhalt eines kovalent verknüpften, dreidimensionalen Netzwerkes ausreagiert. Bi-funktionelle Isocyanate ergeben sich dabei nach der allgemeinen Formel
wobei R sowohl ein aromatisches, aliphatisches oder gemischtes Kohlenwasserstoffgerüst darstellt. Mögliche bi-funktionelle Isocyanate sind beispielsweise Toluol-2,4-diisocyanat (TDI), Diphenylmethandiisocyanat bzw. Methylendiphenyldiisocyanat (MDI), Hexamethylendiisocyanat (HDI, HMDI), Polymeres Diphenylmethandiisocyanat (PMDI), meta-Tetramethylxylylendiisocyanat (TMXDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethan (H12MDI). Es ist auch möglich Mischungen dieser Isocyanate einzusetzen. Das Mengenverhältnis der in Verfahrensschritt a) hergestellten Mischung und der Menge an Isocyanat kann zweckmäßigerweise anhand der Funktionalität der Vormischung aus Verfahrensschritt a) und der Isocyanatfunktionalität bestimmt werden. Eine rein rechnerische Bestimmung der Funktionalität ist dabei ausreichend. Zweckmäßigerweise werden pro mol Amin- ein mol Isocyanatfunktionalität angesetzt. Das Mischungsverhältnis kann aber auch nicht stöchiometrisch sein. Mögliche Mischungsverhältnisse können zwischen 1 und 4 eingestellt werden (berechnet als Mol Amin/Mol Isocyanatfunktionalität).
-
Polyetheramine sind Polymere, in denen primäre Amingruppen an den Enden eines Polyether-Grundgerüstes vorhanden sind. Das Polyether-Grundgerüst wird dabei üblicherweise aus Propylenoxid, Ethylenoxid oder gemischten Ethylen-/Propylenoxid-Bausteinen ausgebildet. Die eingesetzten Polyetheramine können dabei monodispers mit einem fixen Molekulargewicht oder in einer mehr oder minder breiten Molekulargewichtsverteilung vorliegen. Potentiell vorhandene Seitenketten können des Weiteren mit zusätzlichen primären Amingruppen belegt sein, sodass polyfunktionelle Polyetheramine mit mehr als zwei Amin-Funktionalitäten vorliegen. Bifunktionelle Polyetheramine können beispielsweise über folgende Strukturformeln dargestellt werden:
-
Das Molekulargewicht der einsetzbaren Polyetheramine kann beispielsweise zwischen 200 und 5000 g/mol variieren. Bevorzugt kann die Funktionalität der Polyetheramine zwischen 2 und 4, des Weiteren bevorzugt zwischen 2 und 3 betragen. Es ist zudem möglich an dieser Stelle weitere sekundäre Polyetheramine zur Mischung hinzuzugeben. Dies kann beispielsweise die Reaktionsgeschwindigkeit im Verfahrensschritt b) verlängern.
-
Zum Erhalt besonders mechanisch und optisch geeigneter Beschichtungen hat sich die Gruppe c) der primären Kettenverlängerer als besonders geeignet herausgestellt; wobei die Kettenverlängerer ausgesucht sind aus der Gruppe bestehend aus Diethylbenzyldiamin, 4,4-methylene-bis(N-sec¬butyl¬cyclohexanamin), 4,4-Methyl-diphenyl¬diamin, 4,4-Methyldicyclo¬hexandiamin, 3-[[5(2cyanoethylamino)1,3,3trimethyl¬cyclohexyl]methyl¬amino]propanenitril, 1,3-bis(aminomethyl)Cyclohexan oder Mischungen mindestens zweier der Mitglieder dieser Gruppe. Diese Kettenverlängerer können zu Beschichtungen mit besonders geeigneten optischen Eigenschaften beitragen.
-
Zum Erhalt einer matten Beschichtung umfasst die Beschichtung als Mattierungsmittel gemahlene Kohlenstofffasern mit einer mittleren Faserlänge von größer oder gleich 50 µm und kleiner oder gleich 150 µm mit einem Gewichtsanteil von größer oder gleich 4,5% und kleiner oder gleich 25%. Dieser Anteil an gemahlenen Kohlenstofffasern hat sich zum Erhalt besonders flexibler und stabiler Beschichtungen als besonders geeignet erwiesen. Es lassen sich sehr matte Beschichtungen herstellen, ohne dass die mechanischen Eigenschaften des Polyureas zu stark beeinträchtigt werden. Die mittlere Faserlänge der Kohlenstofffasern kann beispielsweise über mikroskopische Aufnahmen an Schnitten der Beschichtung bestimmt werden. Der Gewichtsanteil kann ebenfalls durch Mikroskopie unter Verwendung der Dichte der Fasern und des Polyureas bestimmt werden.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Beschichtung kann die Beschichtung einen Glanzwert gemessen nach DIN EN ISO 2813 bei 60° von größer oder gleich 10 und kleiner oder gleich 70 aufweisen. Die erfindungsgemäßen Schichten können unter Erhalt der gewünschten mechanischen, besonders matte optische Eigenschaften aufweisen.
-
In einer weiteren Ausführungsform der Beschichtung kann diese einen Glanzwert gemessen nach DIN EN ISO 2813 bei 85° von größer oder gleich 10 und kleiner oder gleich 70 aufweisen. Die erfindungsgemäßen Schichten können unter Erhalt der gewünschten mechanischen besonders matte optische Eigenschaften aufweisen.
-
Innerhalb eines bevorzugten Aspektes der Beschichtung kann der Gewichtsanteil der gemahlenen Kohlenstofffasern größer oder gleich 7,5% und kleiner oder gleich 15% betragen. Dieser Anteil an Kohlenstofffasern hat sich zum Erhalt besonders matter Beschichtungen unter Erhalt der gewünschten mechanischen Eigenschaften als besonders geeignet herausgestellt. Weitere bevorzugte Bereiche können zwischen größer oder gleich 8,5% und kleiner oder gleich 12,5% und des Weiteren größer oder gleich 9,0% und kleiner oder gleich 11% betragen.
-
In einer weiteren bevorzugten Charakteristik der Beschichtung kann diese zusätzlich ein sterisch gehindertes Aminharz mit einem Gewichtsanteil von größer oder gleich 2,5% und kleiner oder gleich 10% umfassen. Sterisch gehinderte Amine sind auch als HALS (hindered amine light stabilizer) bekannt und können beispielsweise zur Gruppe der flüssigen oder festen Piperidin-Derivate gehören. Diese Substanzen können zu besonders langlebigen Beschichtungen beitragen, die innerhalb der Lebensdauer die optischen Eigenschaften nur unwesentlich ändern. Die sterisch gehinderten Amine können beispielsweise folgende Struktur aufweisen, wobei die Substituenten R unabhängig voneinander zur Justierung der Löslichkeit im verwendeten Polyurea-System eingestellt werden können. Als mögliche R kommen beispielsweise unabhängig voneinander nicht-substituierte oder substituierte Alkyl- oder Aryl-Gruppen in Frage.
-
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Beschichtung kann diese zusätzlich wenigstens einen Stoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Entlüfteradditiven, Dispergieradditiven, UV-Stabilisatoren, Pigmenten, Füllstoffen oder Kombinationen wenigstens zweier Bestandteile daraus umfassen. Diese Gruppe an weiteren Zusatzstoffen kann zum „Fine-tuning“ der optischen und mechanischen Eigenschaften der Beschichtung bevorzugt eingesetzt werden.
-
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Beschichtung können die gemahlenen Kohlenstofffasern einen mittleren Faserdurchmesser von größer oder gleich 2,5 µm und kleiner oder gleich 10 µm aufweisen. Diese Fasern haben sich zum Erhalt besonders matter Polyurea-beschichtungen als besonders geeignet herausgestellt. Es können unter nur geringen Mengen matte Beschichtungen erhalten werden, welche noch weitgehend die mechanischen Eigenschaften der nicht mattierten Schichten aufweisen. Der mittlere Durchmesser der gemahlenen Fasern kann beispielsweise mittels Mikroskopie an Schichtschnitten festgestellt werden.
-
Innerhalb einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Beschichtung kann die Beschichtung einen Lösungsmittelanteil von kleiner oder gleich 1% aufweisen. Die erfindungsgemäßen Schichten können einen erfindungsgemäß sehr niedrigen Anteil an Lösungsmitteln aufweisen. Dies Schichten können somit praktisch lösemittelfrei ausgestaltet werden.
-
Im Rahmen eines bevorzugten Aspektes der Beschichtung kann die Beschichtung einen Gewichtsanteil von Polyisocyanaten von größer oder gleich 30 und kleiner oder gleich 50 %; einen Anteil von Polyetheraminen von größer oder gleich 20 und kleiner oder gleich 80 %; einen Anteil von Kettenverlängerern von größer oder gleich 5 und kleiner oder gleich 40 %; einen Anteil von Mattierungsmitteln in Form gemahlener Kohlenstofffasern von größer oder gleich 5 und kleiner oder gleich 10 %, umfassen, wobei sich die einzelnen Bestandteile auch in Form von Reaktionsprodukten untereinander vorliegen können. Die Summe der einzelnen Bestandteile kann sich dabei zu 100% ergänzen. Des Weiteren können, beim Vorliegen weiterer Hilfsstoffe die Summe der oben genannten Bestandteile und die Summe der weiteren Zusatzstoffe sich zu 100 Gew.-% ergänzen. Diese Zusammensetzung der Schicht hat sich als äußerst flexibel und hinreichend matt erwiesen. Zudem garantiert oben genannte Zusammensetzung eine hinreichende Topfzeit, sodass reproduzierbare mechanische Eigenschaften auch bei einem manuellen Aufbringen gewährleistet werden können.
-
Innerhalb einer bevorzugten Ausführungsform der Beschichtung kann das zur Reaktion bringen mittels eines Nebel-Sprühverfahrens erfolgen. Es hat sich als besonders günstig herausgestellt, die erfindungsgemäßen Schichten über ein Nebel-Sprühverfahren herzustellen. Mittels dieses Verfahrens kann das zur Reaktion bringen der einzelnen Komponenten besonders effektiv erfolgen, sodass darüber besonders matte Schichten erhältlich sind. Ohne durch die Theorie gebunden zu sein kann dies auf eine besondere Oberflächen-Rauigkeit zurückgeführt werden, welche sich aus der Kombination der erfindungsgemäßen Komponenten und der besonderen Auftragsart ergibt.
-
Des Weiteren erfindungsgemäß ist ein Kit-of-Parts zur Herstellung einer matten Polyureabeschichtung mindestens aufweisend einen Behälter für polyfunktionelle Isocyanat-Prepolymere, einen Behälter umfassend Polyetheramine sowie eine Misch- und Extrusionsvorrichtung, wobei entweder der Behälter mit den polyfunktionellen Isocyanat-Prepolymeren oder der Behälter umfassend die Polyetheramine einen Gehalt von größer oder gleich 2,5 Gew.-% und kleiner oder gleich 20 Gew.-% an gemahlenen Kohlenstofffasern mit einer Faserlänge von größer oder gleich 50 µm und kleiner oder gleich 150 µm umfasst. Dieses Kit ist in der Lage, sehr reproduzierbar und verlässlich matte Polyurea-Beschichtungen in manueller oder maschineller Auftragsart bereitzustellen. Ansonsten gelten für die Vorteile des erfindungsgemäßen Kit-of-Parts dieselben Vorteile, welche für die erfindungsgemäße Schicht genannt sind.
-
Erfindungsgemäß ist beispielsweise eine Polyurea-Schicht aus 69 Gew.-% Polyetheraminen und 21 Gew.-% Dimethylbenzoldiamin und 8-12 Gew.-% Kohlenstofffasergranulat, wobei die Fasern eine mittlere Faserlänge von 75 bis 85 µm, eine Dichte von 1,7 bis 1,9 g/cm3, einen Durchmesser von 6 bis 8 µm aufweisen. Die mechanischen Eigenschaften der Fasern liegen bevorzugt bei einer Zugfestigkeit von 2,8 bis 3,5 GPa, einem E-Modul von 150-250 GPa und einer Bruchdehnung von 1-2%. Die Mischung aus Poyletheraminen und Dimethylbenzoldiamin liegt im Verhältnis von 1:1 zu Isocyanat-Prepolymeren (Huntsman Suprasec 2054) in der Schicht vor.
-
Beispiel
-
Verfahrensschritt a)
-
Durch mechanisches Rühren bei Raumtemperatur wird eine Mischung aus 69 Gew.-% Polyetheraminen (Huntsman Jeffamine D2000) und 21 Gew.-% Dimethylbenzoldiamin (Lonzacure DETDA 80) und 10 Gew.-% Kohlenstofffasergranulat hergestellt. Die Fasern weisen eine mittlere Faserlänge von 75 bis 85 µm, eine Dichte von 1,7 bis 1,9 g/cm3, einen Durchmesser von 6 bis 8 µm auf. Die mechanischen Eigenschaften der Fasern liegen bevorzugt bei einer Zugfestigkeit von 2,5 bis 4 GPa, einem E-Modul von 150-250 GPa und einer Bruchdehnung von 1-2%. Innerhalb dieser Faserbereiche lassen sich gute mechanische und optische Eigenschaften erhalten. Der Mischvorgang wird solange durchgeführt bis eine homogene Vormischung erhalten wird.
-
Verfahrensschritt b)
-
Die Reaktionsmischung aus dem Verfahrensschritt a) wird in einen Behälter geben. Ein weiterer Behälter enthält das Isocyanat-Prepolymer (Huntsman Suprasec 2054). Die Reaktionsmischung und das Isocyanat werden mit einem Sprühgerät, z.B. einem Graco Reactor, unter Erhalt einer Oberflächenbeschichtung auf einem Werkstück versprüht. Dabei wird durch schnelles Bewegen der Sprühpistole ein Nebel erzeugt, der zur Bildung einer rauen Oberfläche auf dem Substrat führt. Das Mischungsverhältnis von Isocyanat zu Reaktionsmischung aus Verfahrensschritt a) beträgt 1:1. Die mechanischen Eigenschaften der Beschichtung sind sehr vergleichbar zu den mechanischen Eigenschaften einer Polyurea-Beschichtung ohne Fasern. Die Oberfläche weist eine Mattigkeit im Bereich von 0,1 bei 85° nach DIN EN ISO 2813 auf. Eine Wiederholung der Beschichtung ohne den Einsatz eines Verneblers ergibt einen Glanzwert von 38 bei 60°.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 2953990 B1 [0005]
- EP 2588509 B1 [0006]
- EP 2463340 A1 [0007]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- DIN EN ISO 2813 [0012, 0019, 0020, 0031]
