DE2063129B2 - PAINTING COMPOUNDS HARDENABLE BY IONIZING RADIATION BASED ON ACRYLIC SILOXANE RESIN AND UNSATURED MONOMERS AND METHODS FOR THEIR APPLICATION - Google Patents
PAINTING COMPOUNDS HARDENABLE BY IONIZING RADIATION BASED ON ACRYLIC SILOXANE RESIN AND UNSATURED MONOMERS AND METHODS FOR THEIR APPLICATIONInfo
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- DE2063129B2 DE2063129B2 DE19702063129 DE2063129A DE2063129B2 DE 2063129 B2 DE2063129 B2 DE 2063129B2 DE 19702063129 DE19702063129 DE 19702063129 DE 2063129 A DE2063129 A DE 2063129A DE 2063129 B2 DE2063129 B2 DE 2063129B2
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Description
(a) 20 bis 80 Gewichtsteilen Vinyl- und/oder Acrylmonomeren und(a) 20 to 80 parts by weight of vinyl and / or acrylic monomers and
(b) 80 btis 20 Gewichtsteilen eines Aqryl-Siloxan-Harzes, welches durch(b) 80 b t is 20 parts by weight of a Aqryl siloxane resin obtained by
(1) Umsetzen eines molaren Anteiles eines Siloxans mit mindestens zwei funktionellen Gruppen je Molekül in Form von Hydroxylgruppen und/oder Alkoxylgruppen mit einem Hydroxylacrylat aus Cs- bis Cn-Monohydroxylestern von zweiwertigen CV bis Cg-AIkoholen und der Acrylsäure oder Methacrylsäure in ausreichender Menge, so daß mindestens ein Molekül des Acrylats mit einer funktionellen Gruppe jedes Moleküls des Siloxans reagiert, und(1) Reacting a molar proportion of a siloxane with at least two functional ones Groups per molecule in the form of hydroxyl groups and / or alkoxyl groups with a hydroxy acrylate from Cs- to Cn-monohydroxyl esters from divalent CV to Cg alcohols and acrylic acid or Methacrylic acid in sufficient amount so that at least one molecule of the acrylate has a functional group every molecule of the siloxane reacts, and
(2) Umsetzen des erhaltenen Acrylat-Siloxans mit 0.5- bis Ikmotoren Anteilen eines Copolymeren aus Vinyl- und/oder Acrylmonomeren, wobei das Copolymere(2) Reacting the resulting acrylate-siloxane with 0.5- to Ikmotoren parts of a Copolymers of vinyl and / or acrylic monomers, the copolymers
(a) mindestens ein Monomeres als Bestandteil desselben in Form eines Csbis Ctt-Monohydroxyesters eines zweiwertigen C2- bis Cs-Alkohols und der Acrylsäure oder Methacrylsäure und(A) at least one monomer as a component thereof in the form of a Csbis Ctt monohydroxy ester of a dihydric C2 to Cs alcohol and of acrylic acid or methacrylic acid and
(b) einen größeren Gewichtsanteil der Bestandteilsmonomeren desselben in Form von Estern eines einwertigen Cr bis Ce-Alkohols und der Acrylsäure oder Methacrylsäure und(b) a major proportion by weight of the constituent monomers thereof in Form of esters of a monohydric Cr to Ce alcohol and acrylic acid or methacrylic acid and
(c) 0,2 bis 2 Hydroxylgruppen auf 1000 Einheiten des Molekulargewichts aufweist, (c) has 0.2 to 2 hydroxyl groups per 1000 units of molecular weight,
hergestellt worden ist,has been made
besteht.consists.
2. Anstrichmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein Pigment und/oder einen Füllstoff enthält.2. Paint composition according to claim 1, characterized in that it also contains a pigment and / or contains a filler.
3. Anstrichmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Siloxan Siloxane mit funktionellen Hydroxyl- und/oder Methoxylgruppen verwendet wurden.3. A paint composition according to claim 1, characterized in that siloxanes are used as the siloxane functional hydroxyl and / or methoxyl groups were used.
4. Anstrichmasse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die filmbildende Lösung aus 35 bis 65 Gewichtsteilen des Acryl-Siloxan-Harzes und 65 bis 35 Gewichtsteilen der Monomeren besteht.4. Paint composition according to claim 1 to 3, characterized in that the film-forming solution of 35 to 65 parts by weight of the acrylic-siloxane resin and 65 to 35 parts by weight of the monomers.
5. Verfahren zum Überziehen einer Unterlage, mit einer Anstrichsmasse dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche der Unterlage in einer durchschnittlichen Schichtdicke von 0,25 bis etwa 100 μ eine filmbildende Lösung der Anstrichmasse nach den Ansprüchen 1 bis 4, aufgetragen und auf der Oberfläche unter Anwendung eines Elektronenstrahls mit einer durchschnittlichen Energie im Bereich von 100 000 bis 500 000 Volt vernetzt wird.5. A method for coating a substrate with a coating composition, characterized in that on the surface of the base in an average layer thickness of 0.25 to about 100 μ a film-forming solution of the paint according to claims 1 to 4, applied and on the Surface using an electron beam with an average energy im Range from 100,000 to 500,000 volts is networked.
Durch Elektronen härtbare Siloxan-Acrylatreaktionsprodukte sind in der deutschen Patentschrift 19 57 356 vorgeschlageaElectron-curable siloxane-acrylate reaction products are described in German Patent 19 57 356 proposed a
Durch Elektronen härtbare, mit Siloxan modifizierte Polyestersnstriche sind aus den US-Patentschriften 34 27 512 und 34 37 513 bekanntElectron-curable, siloxane-modified polyester coatings are from US patents 34 27 512 and 34 37 513 known
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in siloxanhaltigen Anstrichmassen, die durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen härtbar sind und die eine verbesserte Haftung an der Unterlage, worauf sie gehärtet werden, zeigen und die auf die verschiedenen Ausmaße der Flexibilität zugeschnitten werden können.One object of the invention consists in siloxane-containing paint compositions which, by irradiation with Electron beams are curable and have improved adhesion to the substrate whereupon it is cured and which can be tailored to the various degrees of flexibility.
Erfindungsgegenstand ist eine durch ionisierendeThe subject of the invention is a by ionizing
Strahlung härtbare Anstrichmasse auf Basis von Acryl-Siloxanharz und ungesättigten Monomeren, dieRadiation-curable paint based on acrylic siloxane resin and unsaturated monomers
dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus einer filmbildenden Lösung ausis characterized in that it consists of a film-forming Solution
(a) 20 bis 80 Gewichtsteilen Vinyl- und/oder Acrylmo- nomeren und(A) 20 to 80 parts by weight of vinyl and / or acrylic monomers and
(b) 80 bis 20 Gewichtsteilen eines Acryl-Siloxan-Harzes, welches durch(b) 80 to 20 parts by weight of an acrylic-siloxane resin, which by
(1) Umsetzen eines molaren Anteiles eines Siloxans mit mindestens zwei funktionellen Gruppen je Molekül in Form von Hydroxyl(1) Reacting a molar proportion of a siloxane with at least two functional ones Groups per molecule in the form of hydroxyl
gruppen und/oder Alkoxylgruppen mit einem Hydroxylacrylat aus Cs- bis Ci2-Monohydroxylestern von zweiwertigen C2- bis Ce-Alkoholen und der Acrylsäure oder Methacrylsäure in ausreichender Menge, so daß mindestens eingroups and / or alkoxyl groups with a hydroxy acrylate from Cs- to Ci2-monohydroxyl esters of dihydric C2 to Ce alcohols and acrylic acid or methacrylic acid in sufficient amount so that at least one
Molekül des Acrylats mit einer funktionellen Gruppe jedes Moleküls des Siloxans reagiert, undMolecule of acrylate reacts with a functional group of each molecule of siloxane, and
(2) Umsetzen des erhaltenen Acrylat-Siloxans mit 0,5- bis l,5molaren Anteilen eines Copolymeren aus Vinyl- und/oder Acrylmonomeren wobei das Copolymere(2) Reacting the resulting acrylate-siloxane with 0.5 to 1.5 molar proportions of a copolymer of vinyl and / or acrylic monomers, the copolymers
(a) mindestens ein Monomeres als Bestandteil desselben in Form eines Cs- bis C^-Monohydroxyesters eines zweiwerti(A) at least one monomer as a component thereof in the form of a Cs- bis C ^ monohydroxy ester of a divalent
gen C2- bis Cg-Alkohols und der Acrylsäure oder Methacrylsäure undgen C2 to Cg alcohol and acrylic acid or methacrylic acid and
(b) einen größeren Gewichtsanteil der Bestandteilsmonomeren desselben in Form von Estern eines einwertigen Ci- bis(b) a greater proportion by weight of the constituent monomers the same in the form of esters of a monovalent Ci- bis
Ce-Alkohols und der Acrylsäure oder Methacrylsäure undCe alcohol and acrylic acid or Methacrylic acid and
(c) 0,2 bis 2 Hydroxylgruppen auf 1000 Einheiten des Molekulargewichts aufweist, (c) has 0.2 to 2 hydroxyl groups per 1000 units of molecular weight,
hergestellt worden ist,has been made
besteht.
In speziellen Ausführungsformen enthält die An-Strichmasse zusätzlich ein teilchenförmiges Pigmenl
und/oder einen Füllstoff.consists.
In special embodiments, the paint additionally contains a particulate pigment and / or a filler.
Es ergibt sich im Rahmen der Erfindung eine verbesserte Haftung. Witterungsbeständigkeit unc Flexibilität des Anstrichsfilmes bei dem durch Elektro nenstrahlen gehärteten Überzug.In the context of the invention, there is an improved adhesion. Weather resistance unc Flexibility of the paint film in the electron beam cured coating.
Im Rahmen der Erfindung bezeichnet der Ausdrud »Anstrich« das Material unter Einschluß von Pigmen und/oder teilchenförmigen! Füllstoff, den Binder ohn< Pigment und/oder Füllstoff oder nur mit einem seh geringen Gehalt daran, der gewünschtenfalls gefärb sein kann. Somit kann der Binder, der schließlich ii einen dauerhaften, gegenüber Witterungseinflüssei beständigen Film überführt wird, aus der GesamtheiIn the context of the invention, the term "paint" refers to the material including pigments and / or particulate! Filler, the binder without pigment and / or filler or only with a seh low content of it, which can be colored if desired. Thus, the binder that ultimately ii a permanent film that is resistant to the effects of weathering is transferred from the total heat
praktisch der Gesamtheit dessen bestehen, was zur lildung des Filmes verwendet wird oder er kann als
Stoff für Pigment und/oder teilchenförmiges terial bezeichnet werden,
bei der Herstellung der Acryl-Siloxan-Harzeconsist of practically the entirety of what is used to form the film or it can be referred to as a substance for pigment and / or particulate material,
in the manufacture of acrylic siloxane resins
, _:ten Siloxane weisen eine reaktionsfähige, _: ten siloxanes have a reactive
Jroxyl- oder Alkoxygruppe auf, vorteilhafterweise Ci i)is G* und bevorzugt eine Alkoxygruppe mit Ci Ci, die an mindestens zwei der SiliciumatomeHydroxyl or alkoxy group, advantageously Ci i) is G * and preferably an alkoxy group with Ci Ci attached to at least two of the silicon atoms
a iden sind. Der Ausdruck »Siloxan« bezeichnet hier a are iden. The term "siloxane" denotes here
Erbindungen mit einer BindungInheritance ties with a bond
I II I
—Si—O—Si[er —Si — O — Si [er
—C—O—Si——C — O — Si—
'5'5
2020th
wobei die restlichen Wertigkeiten durch einen Kohlenwasserstoffrest einen Hydrocarbonoxyrest Wasserstoffatome, eine Hydroxylgruppe oder ein Sauerstoffatom abgesättigt sind, welche die Siliciumatome mit einer derartigen Wertigkeit mit einem weiteren Siliciumatom verbinden. Das Siloxan kann sowohl cyclisch als auch acyclisch sein. Geeigente cyclische und acyclische Siloxane zur Anwendung im Rahmen der Erfindung sind in den vorstehenden US-Patentschriften 34 37 512 und 34 37 513 und in weiteren Literaturstellen beschrieben. Die bevorzugten Siloxane enthalten 2 bis 5 funktionelle Hydroxyl und/oder Alkoxylgruppen. Die Wahl der Reaktionsteilnehmer erfolgt vorteilhafterweise so, daß das Siloxan etwa 10 bis etwa 50 Gew.-% des bei dem zweistufigen Reaktionsverfahren erhaltenen Binderharzes ausmachtthe remaining valencies by a hydrocarbon radical a hydrocarbonoxy radical is hydrogen atom, a hydroxyl group or an oxygen atom are saturated, which the silicon atoms with such a valence with another Connect silicon atom. The siloxane can be either cyclic or acyclic. Appropriate cyclic and Acyclic siloxanes for use in the invention are described in the above US patents 34 37 512 and 34 37 513 and in other literature references described. The preferred siloxanes contain 2 to 5 functional hydroxyl and / or alkoxyl groups. the Choice of the reactants is advantageously so that the siloxane about 10 to about 50 wt .-% of the binder resin obtained in the two-step reaction process
Das in der ersten Reaktionsstufe eingesetzte Acrylat liefert die olefinische «jS-Nichtsättigung des Harzes. Hier, wie auch nachfolgend, wird die α,/3-Stellung auf die Carboxylgruppe der Carbonsäure bezogen. Zu geeigneten Acrylaten gehören 2-Hydroxyäthylacrylat oder -methacrylat 2-Hydroxypropylacrylat oder -methacrylat, 2-Hydroxybutylacrylat oder -methacrylat 2-Hydroxyoctylacrylat oder -methacrylat und ähnliche Acrylatverbindungen. The acrylate used in the first reaction stage provides the olefinic "JS" unsaturation of the resin. Here, as well as below, the α, / 3 position is set to the Carboxyl group of the carboxylic acid based. Suitable acrylates include 2-hydroxyethyl acrylate or methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate or methacrylate, 2-hydroxybutyl acrylate or methacrylate, 2-hydroxyoctyl acrylate or methacrylate and similar acrylate compounds.
Günstigerweise werden die relativen Verhältnisse von Acrylat und Siloxan so eingestellt, daß sich so eng als möglich ein Produkt ergibt, in dem lediglich eine funktionelle Hydroxyl- und/oder Alkoxylgruppe des Siloxanreaktionsteilnehmers mit den Acrylatmolekülen umgesetzt ist. Eine derartige Gruppe bleibt unreagiert, so daß sie mit dem hydroxylierten Acrylharz in der zweiten Reaktionsstufe reagieren kann. Da die bevorzugten Siloxane 2 bis 5 funktionelle Gruppen je Molekül enthalten, weist das Siloxanmolekül in den bevorzugten Endproduktharzen gebunden 1 bis 4 Acrylatmoleküle und 1 Molekül des hydroxylierten Acrylharzes auf. Jedoch ist eine vollständige Steuerung nicht zu erwarten und deshalb haben die Siloxanmoleküle in der Anstrichsbinderlösung durchschnittlich etwa 0,5 bis etwa 1,5 Moleküle des Acrylharzes als Reaktionsteilnehmers gebunden. Deshalb werden die Verhältnisse der Reaktionsteilnehmer in der ersten Reaktionsstufe bezüglich der Gesamtzahl der funktionellen Gruppen des Siloxans so eingestellt, daß die verbliebenen umgesetzten funktionellen Gruppen des Siloxans Hiirnhsrhnittlich etwa 0,5 bis etwa 1,5 je Molekül betragen. Diejenigen Moleküle, die vollständig durch die Acrylatumsetzung abgesättigt sind, sind mit dem Acryl-Siloxan-Harz und mit Vinylmonomeren (»polymerisierbar und können somit in der Anstrichsmasse verbleiben. Andererseits kann das hydroxylhaltige Acrylsäureharz eine Mehrzahl von reaktionsfähigen Hydroxylgruppen je Molekül, vorteilhafterweise 1 bis 10 enthalten, und deshalb kann eine Anzahl von Siloxanmolekülen an ein Molekül des Acryhäureharzes als Reaktionsteünehmer gebunden werden.The relative proportions of acrylate and siloxane are advantageously adjusted so that they are so close as possible results in a product in which only one functional hydroxyl and / or alkoxyl group des Siloxane reactant is reacted with the acrylate molecules. Such a group remains unreacted, so that it can react with the hydroxylated acrylic resin in the second reaction stage. As the preferred Siloxanes contain 2 to 5 functional groups per molecule, the siloxane molecule has the preferred Final product resins bind 1 to 4 acrylate molecules and 1 molecule of the hydroxylated acrylic resin. However, complete control is not expected and therefore the siloxane molecules in the Paint binder solution average about 0.5 to about 1.5 molecules of the acrylic resin reactant bound. Therefore, the proportions of the reactants in the first reaction stage with respect to the total number of functional groups of the siloxane adjusted so that the remaining converted functional groups of the siloxane Hiirnhsrhnittlich about 0.5 to about 1.5 per molecule be. Those molecules that are completely saturated by the acrylate conversion are with the Acrylic-siloxane resin and with vinyl monomers (»polymerizable and can therefore be used in the paint remain. On the other hand, the hydroxyl-containing acrylic acid resin may have a plurality of reactive ones Hydroxyl groups per molecule, advantageously contain 1 to 10, and therefore a number of Siloxane molecules are bound to a molecule of acrylic resin as a reaction participant.
Das Copolymere mit funktionellen Hydroxylgruppen aus Acrylmonomeren, wird durch Copolymerisation verschiedener Acrylmonomerer hergestellt und enthält etwa 02 bis etwa 2, vorzugsweise etwa 0,5 bis 1,5, reaktionsfähige Hydroxylgruppen auf 1000 Einheiten des Molekulargewichts. Diese werden vorteilhafterweise in dem Copolymeren ausgebildet, indem als ein Reaktionsteilnehmer ein Monohydroxyacrylat oder -methacrylat beispielsweise der Monohydroxyester eines C2- bis Ce-Diols, und der Acrylsäure oder Methacrylsäure, eingesetzt wird. Hierunter fallenThe copolymer with hydroxyl functional groups made from acrylic monomers is produced by copolymerization various acrylic monomers and contains about 02 to about 2, preferably about 0.5 to 1.5, reactive hydroxyl groups per 1000 units of molecular weight. These will be beneficial formed in the copolymer by using as a reactant a monohydroxyacrylate or methacrylate, for example, the monohydroxy ester of a C2 to Ce diol, and acrylic acid or Methacrylic acid, is used. Fall under this
2-Hydroxyäthylacrylat oder -methacrylat
2-Hydroxypropylacrylat oder -methacrylat,
2-Hydroxybutylacrylat oder -methacrylat
2-Hydroxyoctylacrylat oder -methacrylat
und ähnliche Acrylatester.2-hydroxyethyl acrylate or methacrylate
2-hydroxypropyl acrylate or methacrylate,
2-hydroxybutyl acrylate or methacrylate
2-hydroxyoctyl acrylate or methacrylate
and like acrylate esters.
Der Ausgleich der Comonomeren wird vorzugsweise durch Ester von einwertigen Ci- bis Ce-Alkoholen der Acrylsäure oder Methacrylsäure, beispielsweise Methylmethacrylat Äthylacrylat Butylacrylat Butylmethacrylat, 2-Äthylhexylacrylat und dgl, erreicht Die zur Herstellung dieses Harzes verwendeten Comonomeren können auch kleinere Anteile von anderen Vinylmonomeren in Verbindung mit einem größeren Anteil der vorstehend aufgeführten Ester von einwertigen C)- bis Ce-Alkoholen der Acrylsäure oder Methacrylsäure enthalten. Derartige in kleineren Mengen einzusetzende Monomere umfassen Acrylsäure, Methacrylsäure, GIycidylacrylat Glycidylmethacrylat und/oder Vinylkohlenwasserstoffe, wie z. B. Styrol, Vinyltoluol, «%-Methylstyrol und dgl, und/oder Acrylsäurenitril, Acrylamid, Methacrylsäurenitri! und/oder Vinylhalogenide, beispielsweise Vinylchlorid und/oder Vinylcarbocylate, beispielsweise Vinylacetat Derartige Harze haben durchschnittliche Molekulargewichte im Bereich von etwa 1000 bis etwa 25 000, vorzugsweise im Bereich von etwa 5000 bis etwa 15 000. Die Harze können auch eine <x,j?-Nichtsättigung aufweisen, so daß beispielsweise Glycidylacrylat oder Glycidylmethacrylat als Comonomere enthalten sein kann, worauf anschließend das erhaltene Präpolymere mit Acrylsäure oder Methacrylsäure umgesetzt wird.The comonomers are preferably balanced by esters of monohydric Ci to Ce alcohols of acrylic acid or methacrylic acid, for example methyl methacrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate and the like.The comonomers used to produce this resin can also contain smaller proportions of other vinyl monomers in combination with a larger proportion of the above-listed esters of monohydric C) - to Ce alcohols of acrylic acid or methacrylic acid. Such be used in smaller amounts monomers include acrylic acid, methacrylic acid, glycidyl methacrylate GIycidylacrylat and / or Vinylkohlenwassersto f fe such. B. styrene, vinyl toluene, «% -Methylstyrene and the like, and / or acrylonitrile, acrylamide, Methacrylsäurenitri! and / or vinyl halides, for example vinyl chloride and / or vinyl carbocylates, for example vinyl acetate. Such resins have average molecular weights in the range from about 1000 to about 25,000, preferably in the range from about 5000 to about 15,000. The resins can also have a <x, j? -Nonsaturation, so that, for example, glycidyl acrylate or glycidyl methacrylate can be included as comonomers, whereupon the prepolymer obtained is then reacted with acrylic acid or methacrylic acid.
Vorteilhaft werden Siloxane mit funktionellen Hydroxyl- und/oder Methoxylgruppen verwendet. Als Copolymere werden günstigerweise solche mit etwa 0,5 bis etwa 1,5 Hydroxylgruppen auf 1000 Einheiten des Molekulargewichtes verwendetIt is advantageous to use siloxanes with functional hydroxyl and / or methoxyl groups. As copolymers are favorably those with about 0.5 to about 1.5 hydroxyl groups per 1000 units of des Molecular weight used
Die Flexibilität des aus dem auf diese Weise erhaltenen Acryl-Siloxan-Harz gebildeten gehärteten Anstrichsfilmes kann signifikant durch Variierung des Molekulargewichtes des Acrylcopolymeren und/oder der Anzahl der Acrylcopolymermoleküle je Siloxanmolekül in dem Acryl-Siloxan-Harz variiert werden.The flexibility of the cured one formed from the thus obtained acrylic-siloxane resin Paint film can significantly by varying the molecular weight of the acrylic copolymer and / or the number of acrylic copolymer molecules per siloxane molecule in the acrylic-siloxane resin can be varied.
Das auf diese Weise erhaltene Acryl-Siloxan-Harz im Gemisch mit Acryl- oder Vinylmonomeren bildet die Anstrichmasse. Vorteilhaft bestehen die Acrylmonome-The thus obtained acrylic-siloxane resin mixed with acrylic or vinyl monomers forms the Paint. The acrylic monomers are
ren aus Estern der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Alkoholen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und die Vinylmonomeren aus Gemischen von Ce- bis Cio-Vinylkohlenwasserstoffen und Estern der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Ci-bis Q-Alkoholen.ren from esters of acrylic acid or methacrylic acid with alcohols with 1 to 8 carbon atoms and the Vinyl monomers from mixtures of Ce to Cio vinyl hydrocarbons and esters of acrylic acid or methacrylic acid with Ci to Q alcohols.
In einer besonders günstigen Ausführungsform besteht die filmbildende Lösung der Anstrichmasse aus 35 bis 65 Gewichtsteilen des Acryl-Siloxan-Harzes und 65 bis 35 Gewichtsteilen der Monomeren.In a particularly favorable embodiment the film-forming solution of the paint consists of 35 to 65 parts by weight of the acrylic-siloxane resin and 65 to 35 parts by weight of the monomers.
Besonders vorteilhaft ist die Erfindung i5r das Oberziehen von Unterlagen aus Holz, Glas, Metall, polymeren Feststoffen und Tüchern aus synthetischen oder natürlichen Fasern.The invention is particularly advantageous for covering substrates made of wood, glass, metal, polymer solids and wipes made from synthetic or natural fibers.
Die Anstrichmasse wird in üblicher Weise, beispielsweise Aufsprühen, Walzenaufziehen und dgL, auf eine Unterlage aufgetragen und darauf mit ionisierender Strahlung gehärtet, vorzugsweise mit einem Elektronenstrahl mit einer durchschnittlichen Energie im Bereich von etwa 100 000 bis etwa 500 000, vorzugsweise etwa 150 000 bis etwa 350 000 ElektronenvoltThe paint is in a conventional manner, for example Spraying, roller mounting and the like, on one Base applied and cured thereon with ionizing radiation, preferably with an electron beam with an average energy im Range from about 100,000 to about 500,000, preferably about 150,000 to about 350,000 electron volts
Die in der Lösung zusammen mit dem Acryl-Siloxan-Harz angewandten Vinylmonomeren bestehen vorzugsweise aus Acrylmonomeren, beispielsweise Methylmethacrylat, Äthylacrylat Butylacrylat, Butylmethacrylat, 2-Äthylhexylacrylat, den vorstehend in Verbindung mit der Harzherstellung aufgeführten Hydroxylacrylat und dergl. oder Gemischen derartiger Acrylmonomerer und Vinylkohlenwasserstoffmonomerer, beispielsweise Styrolen, und alkylierten Styrolen, wie Vinyltoluol, «-Methylstyrolen, Divinylbenzoi und dergl. Es können die Vinylkohlenwasserstoffe auch allein als Vhylmonomerbestandteil des Anstrichsbinders verwendet werden. In Verbindung mit den Monoacrylaten und/oder Kohlenwasserstoffmonomeren können auch geringeie Anteile an di-, tri- oder tetrafunktionellen Acrylaten verwendet werden. Ebenfalls in Verbindung mit Acrylaten und Methacrylaten und/oder Vinylkohlenwasserstoffen können auch kleinere Mengen von anderen Vinylmonomeren, wie Acrylsäurenitril, Acrylamid, Methacrylsäurenitrii, Vinyihalogeniden, wie Vinylchlorid, und Vinylcarboxylaten, beispielsweise Vinylacetat, verwendet werden.Those in the solution along with the acrylic siloxane resin applied vinyl monomers consist preferably of acrylic monomers, for example methyl methacrylate, Ethyl acrylate butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, those above in connection Hydroxylacrylate listed with resin production and the like, or mixtures of such acrylic monomers and vinyl hydrocarbon monomers, for example Styrenes, and alkylated styrenes, such as vinyl toluene, «-Methylstyrenes, divinylbenzoi and the like. It can the vinyl hydrocarbons also alone as a vinyl monomer component of the paint binder. In connection with the monoacrylates and / or Hydrocarbon monomers can also contain small amounts of di-, tri- or tetrafunctional acrylates be used. Also in connection with acrylates and methacrylates and / or vinyl hydrocarbons can also use smaller amounts of other vinyl monomers, such as acrylonitrile, acrylamide, Methacrylsäurenitrii, vinyl halides, such as vinyl chloride, and vinyl carboxylates, for example vinyl acetate, be used.
Bei der Herstellung der Anstrichsmassen gemäß der Erfindung kann der in «^-Stellung olefinisch ungesättigte Harzbestandteile, d. h. das Acryl-Siloxan-Harz bis zu etwa 80Gew.-% der Anstrichsbinderlösung auf Pigment- und teilchenförmigen! Füllstoff-freier Basis und bis zu einem Wert von etwa 20Gew.-% betragen. Vorzugsweise macht das Harz etwa 35 bis etwa 65 Gew.-% der Harz-Monomer-Lösung aus, wobei die Vinylmonomeren etwa 65 bis etwa 35 Gew.-% derselben betragen. Selbstverständlich können auch andere «^-olefinisch ungesättigte Polymere anstelle eines kleineren Anteiles des Acryl-Siloxan-Anstrichsbinderharzes gemäß der Erfindung eingesetzt werden.In the preparation of the coating compositions according to the invention, the olefinically unsaturated one in the «^ -position can be used Resin ingredients, d. H. the acrylic siloxane resin up to about 80% by weight of the paint binder solution on pigment and particulate! Filler-free basis and up to a value of about 20% by weight. Preferably, the resin makes up about 35 to about 65% by weight of the resin-monomer solution, the Vinyl monomers are about 65 to about 35 weight percent thereof. Of course, others can too «^ -Olefinically unsaturated polymers instead of a smaller proportion of the acrylic-siloxane paint binder resin are used according to the invention.
Die Abkürzung »Mradu bedeutet 1 000 000 rad. Der Ausdruck »rad« bedeutet eine Strahlungsdosierung, die die Absorption von 100 erg Energie je Gramm Absorber, beispielsweise Überzugsfilm, ergibt. Die Elektronenemittiereinrichtung kann aus einem linearen Elektronenbeschleuniger bestehen, der zur Ausbildung eines Gleichstrompotentials im vorstehend angegebenen Bereich fähig ist. Bei einer derartigen Vorrichtung werden die Elektronen gewöhnlich von einem Heizdraht emittiert und durch einen einheitlichen Spannungsgraduenten beschleunigt. Der Elektronenstrahl, der etwa 3,2 mm Durchmesser an dieser Stelle haben kann, wird dann in einer Richtung zur Ausbildung eines trichterförmigen Strahles verzerrt und dann durch ein Metallfenster, beispielsweise aus Aluminium, mit geringen Mengen an Kupfer legiertem Aluminium, Magnesium-Thoriumlegierung mit einer Stärke von etwa 0,0075 cm geführtThe abbreviation »Mradu means 1 000 000 rad. The term "rad" means a dose of radiation that the absorption of 100 ergs of energy per gram of absorber, for example coating film, results. the Electron emitting device may consist of a linear electron accelerator used for training of a direct current potential in the range specified above. In such a device the electrons are usually emitted from a heating wire and through a uniform voltage gradient accelerated. The electron beam, which will have about 3.2 mm in diameter at this point can, is then distorted in one direction to form a funnel-shaped beam, and then through a Metal windows, for example made of aluminum, with small amounts of copper alloyed aluminum, magnesium-thorium alloy with a thickness of about 0.0075 cm
Der Binder wird vorzugsweise auf der Unterlage als kontinuierlicher Film mit praktisch gleichmäßiger Tiefe aufgetragen und darauf gehärtet, vorzugsweise in einer Tiefe im Bereich von etwa 0,25 bis etwa 100 μ in Abhängigkeit von der Unterlage und der beabsichtigten Endverwendung des überzogenen Produktes. Die filmbildende Binderlösung sollte eine ausreichend niedrige Viskosität um eine rasche Auftragung auf die Unterlage in praktisch gleichmäßiger Tiefe zu erlauben und, vorzugsweise einer ausreichend hohen Viskosität so daß ein Film von 0,0025 cm auf einer senkrechten Oberfläche ohne Tropfenbildung gehalten wird, besitzen. Die Viskosität des Binders wird durch Variierung der relativen Konzentrationen des Harzbestandteiles und/oder durch Variierung der relativen Konzentrationen der verschiedenen Monomeren innerhalb des Vinylmonomerbestandteiles eingestellt Der Binder wird vorzugsweise auf die Unterlage praktisch frei von nichtpolymerisierbaren organischen Lösungsmitteln und/oder Verdünnungsmitteln aufgetragen, obwohl auch geeignete flüchtige Lösungsmittel verwendet werden können, die vor der Härtung abgetrieben werden.The binder is preferably applied to the backing as a continuous film of practically uniform depth applied and cured thereon, preferably to a depth ranging from about 0.25 to about 100 microns in Depending on the substrate and the intended end use of the coated product. the film-forming binder solution should have a sufficiently low viscosity to allow rapid application to the To allow substrate in practically uniform depth and, preferably of a sufficiently high viscosity so that a 0.0025 cm film is held on a vertical surface without dripping. The viscosity of the binder is determined by varying the relative concentrations of the resin component and / or by varying the relative concentrations of the various monomers within the Vinyl monomer component adjusted The binder is preferably practically free of on the substrate non-polymerizable organic solvents and / or diluents applied, though suitable volatile solvents can also be used which are driven off prior to curing will.
Ein hydroxylhaltiges Copolymeres von Acrylmonomeren, das nachfolgend als Harz I bezeichnet wird, wurde durch Copolymerisation eines Gemisches von Monomeren hergestellt, dessen Zusammensetzung 40 Mol-% Methylmethacrylat 50 Mol-% Äthylacrylat und 10 Mol-% Hydroxyäthylacrylat betrug. Die Copolymerisation wurde durch tropfenweise Zugabe der Monomeren zusammen mit 1,5 Gew.-% Azobisisobutyroniiril zu einem äquivalenten Gewicht von am Rückfluß gehaltenen Xylol erreicht.A hydroxyl-containing copolymer of acrylic monomers, hereinafter referred to as Resin I, was prepared by copolymerization of a mixture of monomers, the composition of which is 40 Mol% methyl methacrylate 50 mol% ethyl acrylate and Was 10 mole percent hydroxyethyl acrylate. The copolymerization was carried out by adding the monomers dropwise together with 1.5% by weight of azobisisobutyroniiril to an equivalent weight of at reflux held xylene reached.
Das Acryl-Siloxan-Harz wurde in der folgenden Weise aus den nachfolgend angegebenen Materialien hergestellt:The acrylic-siloxane resin was made from the following materials in the following manner manufactured:
I. Umsetzung der Stufe II. Implementation of stage I
Das Siloxan-Acrylat-Reaktionsprodukt wurde aus den folgenden Materialien erhalten:The siloxane-acrylate reaction product was obtained from the following materials:
ReaktionsteilnehmerRespondents
Gew.-TeileParts by weight
Siloxan mit funktionellen
Methoxylgruppen')
HydroxyäthylacrylatSiloxane with functional
Methoxyl groups')
Hydroxyethyl acrylate
250
80250
80
') Acyclisches Polysiloxan mit einem Durchschnittsmolekulargewicht im Bereich von 700 bis 800 mit durchschnittlich 3 bis 4 funktionellen Methoxylgruppen je Molekül.') Acyclic polysiloxane with an average molecular weight in the range from 700 to 800 with an average of 3 to 4 functional methoxyl groups per molecule.
Verfahrenprocedure
Die beiden Reaktionsteilnehmer wurden auf 100° C erhitzt und die Temperatur auf 150°C während eines Zeitraums von 2 Stunden in Gegenwart von 0,5 Gew.-Teilen Tetraisopropyltitanat (Katalysator) und 0,2 Gew.-Teilen Hydrochinon erhöht. Etwa 21 Gew.-Teile Methanol wurden abdestilliert.The two reactants were heated to 100 ° C heated and the temperature to 150 ° C over a period of 2 hours in the presence of 0.5 part by weight Tetraisopropyl titanate (catalyst) and 0.2 parts by weight of hydroquinone increased. About 21 parts by weight Methanol was distilled off.
H. Umsetzung der Stufe 11H. Implementation of stage 11
Das Siloxan-Acrylat-Reaktionsprodukt nach I wurde mit dem Harz I umgesetzt.The siloxane-acrylate reaction product according to I was reacted with the resin I.
ReaktionsteilnehmerRespondents
Gew.-TeileParts by weight
Harz I (50% in Xylol)
Siloxan-Acrylat nach IResin I (50% in xylene)
Siloxane acrylate according to I.
202
93202
93
Verfahrenprocedure
Die beiden Bestandteile wurden vermischt und auf 100° C erhitzt und die Temperatur auf 1300C während 1 Stunde erhöht. Xylol und weitere flüchtige Reaktionsprodukte wurden dann durch Vakuumdestillation (10 mm Hg bei 1100C) entfernt.The two ingredients were mixed and heated to 100 ° C and increasing the temperature to 130 0 C for 1 hour. Xylene and further volatile reaction products were then removed by vacuum distillation (10 mm Hg at 110 ° C.).
Das in der vorstehenden Weise hergestellte Acryl-Siloxan-Harz wurde in 200 Gew.-Teilen Methylmethacrylat gelöst. Ein Film dieser Lösung wurde auf ein Stahlblech aufgezogen und mit einer Energie von 8 Mrad mit einem Elektronenstrahl von 275 Kilovolt und 25 Milliampere in Stickstoffatmosphäre bestrahlt. Der Film hatte eine HB-Bleistifthärte, hielt 10 Reibungen mit einem in Methyläthylketon eingeweichten Schwamm aus und hatte eine gute Haftung auf dem Metall.The acrylic siloxane resin prepared in the above manner was dissolved in 200 parts by weight of methyl methacrylate. A film of this solution was on a Sheet steel drawn up and with an energy of 8 Mrad with an electron beam of 275 kilovolts and irradiated 25 milliamps in a nitrogen atmosphere. The film was HB pencil hardness, held 10 Rubs off with a sponge soaked in methyl ethyl ketone and had good adhesion to the Metal.
Ein Acryl-Siloxan-Harz wurde nach dem Verfahren gemäß Beispiel 1 mit dem Unterschied hergestellt, daß funktionell äquivalente Mengen unterschiedlicher Acrylharze und funktioneller cyclischer Hydroxylsiloxane anstelle der in Beispiel 1 eingesetzten Acrylharze und Siloxane verwendet wurde.An acrylic-siloxane resin was made according to the procedure produced according to Example 1 with the difference that functionally equivalent amounts of different Acrylic resins and functional cyclic hydroxylsiloxanes instead of the acrylic resins used in Example 1 and Siloxane was used.
Das hier verwendete Acrylharz wurde durch Copolymerisation von 80Mol-% Äthylacrylat lOMol-% Hydroxyäthylacrylat und 10 Mol-% Glycidylmethacrylat hergestellt. Die Copolymerisation wurde durch tropfenweise Zugabe der Monomeren zusammen mit 1,5 Gew.-% Azobisisobutyronitril zu dem äquivalenten Gewicht des am Rückfluß gehaltenen Xylols bewirkt. Nach beendeter Umsetzung wurde Acrylsäure in einem äquimolaren Verhältnis zu dem Glycidylmethacrylat zugesetzt und mit dem Harz umgesetzt.The acrylic resin used here was made by copolymerization of 80 mol% ethyl acrylate 10 mol% Hydroxyethyl acrylate and 10 mol% glycidyl methacrylate manufactured. The copolymerization was carried out by adding the monomers dropwise along with 1.5 wt% azobisisobutyronitrile to the equivalent Weight of refluxed xylene causes. After completion of the reaction, acrylic acid became in one Equimolar ratio to the glycidyl methacrylate added and reacted with the resin.
Das eingesetzte Siloxan bestand aus einem handeisüblichen hydroxylfunktionellen cyclischen Polysiloxan mit folgenden Eigenschaften:The siloxane used consisted of a commercially available hydroxyl-functional cyclic polysiloxane with the following properties:
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt jedoch als Hydroxylacrylat in der ersten Stufe 2-Hydroxyäthylmethacrylat eingesetztThe procedure of Example 1 was repeated, but using the hydroxylacrylate in the first stage 2-Hydroxyäthylmethacrylat used
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch als in der ersten Stufe eingesetztes Hydroxylacrylat 2-Hydroxybutylacrylat eingesetzt.The process of Example 1 was repeated, but as the hydroxy acrylate used in the first stage 2-Hydroxybutyl acrylate used.
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt jedoch als Hydroxylacrylat in der ersten Stufe 2-Hydroxybutylmethacrylat verwendet und eine Durchschnittstiefe des aufgetragenen und gehärteten Films von etwa 0,5 μ angewandt.The procedure of Example 1 was repeated, but using the hydroxylacrylate in the first stage 2-Hydroxybutyl methacrylate used and an average depth of the applied and cured film of about 0.5 μ applied.
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch als Hydroxylacrylat in der ersten Stufe 2-Hydroxyoctylacrylat eingesetzt und als Durchschnittstiefe des aufgetragenen und gehärteten Filmes etwa 100 μ angewandtThe process according to Example 1 was repeated, but as the hydroxy acrylate in the first stage 2-Hydroxyoctyl acrylate used and as the average depth of the applied and cured film about 100 μ applied
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch als Hydroxylacrylat in der ersten Reaktionsstufe 2-Hydroxyoctylmethacrylat eingesetzt.The process according to Example 1 was repeated, but using the hydroxy acrylate in the first reaction stage 2-Hydroxyoctyl methacrylate used.
Auch bei den Beispielen 2 bis 7 wurden ausgezeichnete Ergebnisse erhalten.Examples 2 to 7 also gave excellent results.
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt jedoch enthielt die Anstrichsbinderlösung 80 Gew.-Teile des Acryl-Siloxan-Harzes und 20 Gew.-Teile Methylmethacrylat die Unterlage bestand aus Glas und die Härtung wurde durch Aussetzung an einen Elektronenstrahl von 295 Kilovolt und 25 Milliampere bewirktThe process of Example 1 was repeated, but the paint binder solution contained 80 parts by weight of the acrylic-siloxane resin and 20 parts by weight of methyl methacrylate the base consisted of glass and the Cure was effected by exposure to an electron beam at 295 kilovolts and 25 milliamps
B e i s ρ i e 1 9B e i s ρ i e 1 9
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch enthielt die Anstrichsbinderlösung 20 Gew.-Teile eines äquimolaren Gemisches aus Methylmethacrylat, Styrol, Äthylacrylat, Butylacrylat und 2-Äthylhexylacrylat die Unterlage bestand aus Holz und die Härtung wurde durch Aussetzung an einem Elektronenstrahl von 325 Kilovolt und 25 Milliampere bewirktThe procedure of Example 1 was repeated, but the paint binder solution contained 20 parts by weight an equimolar mixture of methyl methacrylate, styrene, ethyl acrylate, butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate the base was made of wood and the hardening was achieved by exposure to an electron beam of Causes 325 kilovolts and 25 milliamps
--
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch enthielt die Anstrichsbinderiösung 35 Gew.-Teile des Acryl-Siloxan-Harzes und 65 Gew.-Teile eines Gemisches aus 2molaren Anteilen Methylmethacrylat einem molaren Anteil Äthylacrylat '/2molaren Anteil Vinyltuluol '^molaren Anteil Divinylbenzol, V2tnolaren Anteil Vinylacetat und V2molaren Anteil Butylmethacrylat und als Unterlage wurde ein polymerer Feststoff, nämlich ein Acrylsäurenitril-Butadien-Styrol-Copolymeres, verwendetThe process according to Example 1 was repeated, but the paint binder solution contained 35 parts by weight of the acrylic-siloxane resin and 65 parts by weight of a mixture of 2 molar proportions of methyl methacrylate, a molar proportion of ethyl acrylate / 2 molar proportion of vinyltuluene, ^ molar proportion of divinylbenzene, V2tnolaren proportion of vinyl acetate and V 2 molar proportion of butyl methacrylate and as a backing, a polymeric solid, namely, an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer used
ίοίο
während die Unterlage aus einem Baumwolltuchwhile the pad is made of a cotton cloth
Beispiel 11 bestand.Example 11 passed.
Beispiel 12Example 12
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt. Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt,The procedure of Example 1 was repeated. The procedure according to Example 1 was repeated,
jedoch bestand der Monomerbestandteil aus einem 5 jedoch war die Anstrichsbinderlösung mit teilchenför-However, the monomer component consisted of a 5 but the paint binder solution was particle-promoting
Gemisch von 4molaren Anteilen Methylmethacrylat, migem Titandioxyd pigmentiert,Mixture of 4 molar proportions of methyl methacrylate, moderate titanium dioxide pigmented,
!molaren Anteil Vinylacetat, «/2molaren Anteil 2-Hy- Auch bei den Beispielen 8 bis 12 wurden ausgezeich-! molar portion of vinyl acetate, 1/2 molar portion of 2-Hy- Also in Examples 8 to 12 were distinguished
droxyäthylacrylat und '/2molaren Anteil Vinylchlorid, nete Ergebnisse erhalten.droxyäthylacrylat and 1/2 molar portion of vinyl chloride, good results obtained.
Claims (1)
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US88805769A | 1969-12-24 | 1969-12-24 | |
US88805869 | 1969-12-24 | ||
US88805769 | 1969-12-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHV | Ceased/renunciation |