DE2245110C3 - Verwendung von ungesättigten Polyestermassen zur Herstellung von Überzügen - Google Patents

Description

3. einem Aktivatorsystecn

4. üblichen Hiifs- und Zusatzstoffen

zur Herstellung von Überzügen, welche durch Aushärtung mit Infrarotstrahlen mit einer Wellenlänge von 1 bis 5μ erhalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Diolkomponente des ungesättigten Polyesters 1 zu 40 bis 100 Molprozent aus einem Diol der allgemeinen Formel

oder

HO-CH

CH₂-OH

HO —CH

OH

besteht.

2. Verwendung von ungesättigten Polyestermassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diolkomponente zu 70 bis 100 Molprozent aus einem Diol der allgemeinen Formeln A bzw. B besteht.

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von ungesättigten Polyestermassen, bestehend aus

1. einem ungesättigten Polyester

2. einem mit 1. mischpolymerisierbaren Vinylmonome-

ren

die Anwesenheit des UV-Sensibilisators verantwortlich eemacht wird. Ein weiterer Nachteil ist es, daß rüllstoffhaltige Spachtelmassen, besonders mit größeren Schichtdicken als 100 μ, unvollständig aushärten, so daß beim Gebrauch Mangel wie Rißbildung oder Ablöseerscheinungen auftreten.

Es ist bekannt, daß diese Nachteile mittels der Härtung durch Infrarotstrahlen vermieden werden können (DT-OS 2029 657). Diese Art der Härtung ist besonders für Klarlacke, pigmentierte Lacke und hochgefüllte Spachtelmassen geeignet Die Trocknungszeiten sind aber langer als bei der UV-Härtung.

Diese längeren Bestrahlungszeiten verursachen in unerwünschtem Maße eine Erwärmung des Untergrundes was häufig zur Bildung von Spannungsrissen führt. Es zeigte sich, daß bei Verwendung herkömmlicher Polyester die Bestrahlungszeiten nicht verkürzt werden können. Die Lackfilme härten dann gar nicht oder nur unvollständig aus. Dies hat zur Folge, daß die Filme bei Behandlung mit Xylol anquellen oder sogar aufgelöst werden.

Aus den DT-PS 9 53 117 und 9 34 889 ist es bekannt, Diole der allgemeinen Formel

3. einem Aktivatorsystem

4. üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen

zur Herstellung von Überzügen, welche durch Aushärtung mit Infrarotstrahlen mit einer Wellenlänge von 1 bis 5 μ erhalten werden.

Es ist bekannt, daß ungesättigte Polyesterharze als Form- und Überzugsmassen nach Zusatz geeigneter Initiatoren und Beschleuniger bei Raumtemperatur zum Härten und Beschichten von Holz, Glas sowie Steinplatten eingesetzt werden können. Die Polyestermassen können ferner nach Zusatz von Füllstoffen als Spachtelmassen verwendet werden. Eine wesentliche Verkürzung der Härtungszeiten bis zur Stapel- und Schleiffähigkeit der beschichteten Flächen wird durch die Verwendung von UV-Strahlen und durch den Zusatz geeigneter UV-Sensibiiisatoren möglich. Mittels UV-Strahlen können insbesondere Klarlacke oder lasierend gefärbte Lacke gehärtet werden.

Die mit UV-Strahlen gehärteten ungesättigten Polyesterharze zeigen allerdings den Nachteil, daß hellfarbig pigmentierte'Lacke vergilben können, wofür HO-CH₂

-CH, OH

und

HO-CH₂

CH₂OH

für die Polyesterherstellung einzusetzen. Jedoch kann diesen Patentschriften nicht entnommen werden, daß gerade solche Polyester besonders gut für die Härtung

mit Hilfe von Infrarotstrahlen geeignet sind.

Aufgabe der Erfindung war es, durch Verwendung von Polyestern geeigneter Zusammensetzung, Überzüge mit guten Eigenschaften herzustellen; welche durch Aushärtung durch Infrarotstrahlen erhalten werden

können, und wobei die oben aufgeführten Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.

Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß die Diolkomponente des ungesättigten Polyesters 1 zu 40 bis 100 Molprozent aus einem Diol der allgemeinen

so Formel

A. HO-CH₂

CH₂-OH

oder

B. HO-CH₂

-CH₂-OH

besteht.

Die erfindungsgemäßen Diole werden bevorzugt in Mengen von 70 bis 100 Molprozent eingesetzt.

Für die erfindungsgemäßen ungesättigten Polyester werden für die Säurekomponente üblicherweise Fumar-

if-

säure. Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid, ferner auch Itaconsäure oder Citraconsäure verwendet. Bis zu 5% der «^-ungesättigten, copolymerisationsfähigen Dicarbonsäuren können durch gesättigte Dicarbonsäuren, wie vor allem o-Phthalsäure oder o-Phthalsäureanhydrid, ferner Isophthalsäure, Bernstein- und Adipinsäure, Tetrachlor- oder Tetrabromphthalsäure oder Hexachlorendomethylentetrahydrophthalsäure oder dfiren Anhydride ersetzt sein.

Neben den erfindungsgemäßen Diolen eignen sich zusätzlich die nachfolgend aufgeführten Diole für die Polyesterherstellung:

Äthylenglykol-(U), Propandiol-(1,3), Butandio!-(1,4) oder Hexandiol-(1,6) als unverzweigtkettige, äthergruppenfreie Diok; Propandiol-(1,2), Butandiol-(1,2) oder Butandiol-(1,3), ferner Neopentylglykol als verzweigtkettige äthergruppenfreie Diole; als äthergruppenhaltige unverzweigtkettige Diole eignen sich vor allem Diäthylen-, ferner auch Triäthylen- oder Tetraäthylenglykol; als verzweigtkettige äthergruppenhaltige, vor allem Dipropylenglykol oder auch Tripropylenglykol.

Als ungesättigte, mischpolymerisationsfähige Vinylmonomere eignen sich die üblichen wie Styrol, substituierte Styrole, wie tert.-Butylstyrol oder «-Methylstyrol; ebenfalls auch Mischungen der letzteren mit Styrol. Andere äthylenisch ungesättigte Monomere, die in Kombination mit Styrol in Mengen von weniger als 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Monomerengemisch, verwendet werden können, sind niedere (Ci-C₄)-Alkylester von Acrylsäure oder Methacrylsäure sowie halogenierte Styrole wie Chlorslyrol, Dichlorstyrol, ferner auch Diallylphthalat.

Die Herstellung der ungesättigten Polyester erfolgt bei Temperaturen von 150 bis etwa 25O⁰C durch übliche azeotrope oder Schmelzkondensation der Komponenten. Im allgemeinen werden die Diole in einem etwa 2 bis 10%igen molaren Überschuß gegenüber den Dicarbonsäuren eingesetzt. Das Molverhältnis Diole und Dicarbonsäuren ist jedoch nicht kritisch. Die Säurezahlen der ungesättigten Polyester liegen im allgemeinen zwischen 10 und 70, vorzugsweise bei 20 bis 50, insbesondere bei 25 bis 40. Dementsprechend liegt das Molekulargewicht, das nicht kritisch für die Erfindung ist, zwischen 5500 und 800, vorzugsweise zwischen 3000 und 1000, insbesondere bei 2500 und 1500.

Zur Durchhärtung der Überzüge können Radikale bildende Katalysatoren wie Diacylperoxide, z. B. Dibenzoylperoxid, Dilaurylperoxid, Perester wie tert-Butylperbenzoat, Hydroperoxide wie Cumyl- oder tert.-Butylhydroperoxid, Ketonperoxide wie Methyläthylketon oder Cyclohexanonperoxide, besonders geeignet sind die Peroxydicarbonate, vor allem solche mit 3 bis 6 C-Atomen im Alkylrest, wie z. B. Diisopropylperoxydicarbonat, Di-tert-Butylperoxydicarbonat oder Dicyclohexylperoxydicarbonat, in Mengen von 0,1 bis 3 Gewichtsprozent eingesetzt werden. Ebenso ist der Zusatz von Härtungsbeschleunigern wie tertiären, aromatischen Aminen oder Kobaltsalzen möglich.

Die Polyestermassen können ferner übliche Polymerisationsinhibitoren, beispielsweise Hydrochinon, tert.-Butylcatechol, Benzochinon, Di-tert.-butylbenzochinon und dergleichen, im allgemeinen etwa 0,001 bis etwa 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmischung, enthalten.

Weitere Hilfs- und Zusatzstoffe können Füllstoffe Pigmente, Paraffin, Thixotropiermittel und/oder Lichtstabilisatoren sein.

Die erfindungsgemäßen Polyestermassen zeichnen sich durch eine Reihe von guten Eigenschaften aus: Neben guten Allgemeineigenschaften wird bei der IR-Härtung in kurzer Zeit eine schnelle Trocknung und gute Durchhärtung der Überzüge erreicht Die Trocknungszeit hängt dabei wesentlich von der eingesetzten Menge an erfindungsgemäßen Diolen ab.

Bei der Härtung hängen die Trocknungszeiten vom Anteil der erfindungsgemäßen polycyclischen Diole im Polyester ab: Bei Verwendung von 0,5 Gewichtsprozent Peroxid, bezogen auf die Polyesterformmasse, können bei einem Diolanteil von 40 Molprozent an Tricyclodecandimethanol Trocknungszeiten von ca. 3 Minuten, bei einem Anteil von ca. 60 Molprozent sogar Trocknungszeiten von weniger als 1 Minute erzielt werden. Es ist sogar möglich, diese kurzen Trocknungszeiten durch zusätzliche Verwendung von Kobaltsalzen noch weiter zu senken.

Wie die Ausführungen zeigen, können die erfindungsgemäßen Polyestermassen mit Hilfe von IR-Strahlen einfach und schnell verarbeitet werden. Die Durchhärtung ist sehr gut, so daß erfindungsgemäß hergestellte Überzüge bei einer Lagerung in Xylol nicht beeinträchtigt werden. Demgegenüber werden entsprechend gehärtete Polyesterüberzugsmassen, deren Polyester lediglich Propandiol-1,2 als Diol enthalten, nach Xylolbehandlung vollständig aufgelöst.

Beispiele

Ein Polyesterharz wurde auf Glasplatten (17 cm χ 7,5 cm) mit einem Filmaufziehgerät in einer Schichtdicke von 100 μ aufgebracht, eine Stunde bei Raumtemperatur vorgetrocknet und anschließend mit einem IR-Strahler Typ HS der Firma HERAEUS gehärtet. Der Abstand zwischen Strahler und Lackfilm war 45 cm.

Der Versuch a enthält 0,5 Gewichtsproznet Isopropylperoxidcarbonat, Versuch b enthält 0,5 Gewichtsprozent Isopropylperoxidcarbonat mit 1 Gewichtsprozent einer Kobaltoctoat-Lösung, deren Kobaltgehalt 1% beträgt.

Mit den nachfolgenden aufgeführten Polyestern I bis IV bzw. A wurden die in der Tabelle I und II erhaltenen Ergebnisse erzielt. Die Zahlenwerte in den Tabellen geben die Pendelhärte in see nach DIN 53 157 an. Hierbei bedeutet der Wert v), daß die Probe direkt nach der Härtung gemessen wird, während der Wert n) die Pendelhärte angibt, nachdem die gehärtete Probe 15 Minuten in ein Xylolbad getaucht und anschließend eine Stunde lang bei Raumtemperatur getrocknet worden

1 Mol Fumarsäure

1 Mol Phthalsäureanhydrid

0,83 Mol Tricydodecandimethanol

1,25 Mol Diglykol

33% Styrol

Il

1 Mol Fumarsäure

1 Mol Phthalsäureanhydrid

1,25MoI Tricydodecandimethanol

0,85 Mol Diglykol

33% Styrol

1 Mol
lMoi
1,66MoI
0,42 Mol
33%

Tabelle 1

HI

Fumarsäure

Phthalsäureanhydrid

Tricydodecandimethano!

Diglykol

Styrol

Polyester Bestrahlungszeit (min)

1

ν η ν

IV

Mol Fumarsäure

Mol Phthalsäureanhydrid

Mol Maleinsäure

6,18MoI Tricydodecandimethanol

35% Styrol

4 v

a
b

III a
b

IV a
b

48
195
179
180
188
214
231
225

16 76 139 143 154 169 161 187

52 196 194 221 210 238 236 232

19 201 149 201 179 210 167 200

61
208
198
227
313
246
247
230

18
208
155
203
184
215
178
200

80 217 201 229 218 248 247 232

22 208 157 222 188 223 154 202

100 214 205 234

219 241

254 230

21 213 163 223 192 232 198 205

Vergleichspolyester A

1 Mol Fumarsäure

1 Mol Phthalsäureanhydrid

2,08MoI Propandiol-1,2

33% Styrol

Tabelle II

Vergleichspolyester B

Mol Fumarsäure

Mol Phthalsäureanhydrid

0,42 Mol Tricydodecandimethanol

1,66MoI Diglykol

33% Styrol

Polyester Bestrahlungszeit (min)

4 ν

5 ν

10	—	10	—	15	—	15	—
17	12	18	13	19	17	20	20
7		9	—	7	—	9
20	27	20	29	24	43	28	44

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verwendung von ungesättigten Polyestermassen,bestehend aus

1. einem ungesättigten Polyester

2. einen mit L mischpolymerisierbaren Vinylmonomeren