DE2421460B2 - Ueberzugsmittel - Google Patents

Description

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Gegenstand der Erfindung sind Überzugsmittel, bestehend aus

1. einem ungesättigten Polyester,

2. einem mit 1. mischpolymerisierbaren Vinylmonomeren,

3. einem Aktivatorsystem,

4. üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen,

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Welche mittels Infrarotstrahlen ausgehärtet werden.

Es ist bekannt, daß ungesättigte Polyesterharze in Überzugsmitteln nach Zusatz geeigneter Initiatoren, ßeschleuniger und anderer Zusatzstoffe bei Raumtemperatur zum Härten und Beschichten von Holz, Glas $owie Steinplatten eingesetzt werden können. Die Polyestermassen können ferner nach Zusatz von Füll-Stoffen als Spachtelmassen verwendet werden. Eine Wesentliche Verkürzung der Härtungszeiten bis zur Stapel- und Schleiffähigkeit der beschichteten Flächen Ivird durch die Verwendung von UV-Strahlen und durch den Zusatz geeigneter UV-Sensibilisatoren 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, wofüi die Anwesenheit des UV-Sensibilisators verantwortlich gemacht wird. Ein weiterer Nachteil ist, daß füllstoffhaltige Spachtelmassen, besonders mit größeren Schichtdicken als 100 μηι, unvollständig aushärten, so daß beim Gebrauch Mängel wie Rißbildung oder Ablöseerscheinungen auftreten.

Aus der DT-PS 10 54 620 ist bekannt, lösungsmittelfreie, lufttrocknende Lacke durch Veresterung von ausschließlich äthergmppenhaltigen Alkoholen, die 2 bis 7 Äthersauerstoffatome enthalten, mit α,/J-ungesättigten Dicarbonsäuren herzustellen. Diese trocknen aber beispielsgemäß nur langsam in etwa 12 Stunden. Aus den DT-PS 10 20 428 und 11 30 101 geht hervor, daß die Trocknung von äthergruppenhaltigen Polyestern durch Anwendung von Wärme abgekürzt werden kann. Die Übertragung dieser Ergebnisse auf die Härtung mit Infrarotstrahlen mit einer bestimmten Wellenlänge von 1 bis 5 μΐη führt jedoch zu unbefriedigender Durchhärtung und damit schlechter Lösungsmittelbeständigkeit. Hierdurch wird gezeigt, daß bei der Härtung von Ätherglykole enthaltenden Polyestern mit Infrarotstrahlen bestimmter Wellenlänge andere Härtungsmechanismen vorliegen als bei Wärmeeinwirkung.

Es ist außerdem bekannt, daß diese Nachteile mittels der Härtung durch Infrarotstrahlen vermiede! werden können. Diese Art der Härtung ist besonders für Klarlacke, pigmentierte Lacke und hochgefüllte Spachtelmassen geeignet. Die Trocknungszeiten sind aber — wie der DT-OS 20 29 657 entnommen werden kann — länger als bei der UV-Härtung.

Diese längeren Bestrahlungszeiten verursachen in unerwünschtem Maße eine Erwärmung des Untergrundes. Dies führt zur Bildung von Spannungsrissen. Es zeigt 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 der DT-OS 19 02 252 ist ein Verfahren bekannt, offenporige Überzüge aus ungesättigten Polyesterharzen herzustellen. Diese Überzugsmittel können unter anderem durch IR-Strahlung ausgehärtet werden. Die Druckschrift gibt jedoch keine Lehre, wie Überzüge mit glatter, geschlossener Oberfläche hergestellt werden können. Ferner beschreibt die DT-PS 22 46 819 ungesättigte Polyesterharze, welche gegebenenfalls durch IR-Strahlung ausgehärtet werden können. Die hier beschriebenen Produkte sind jedoch nicht speziell für eine IR-Härtung ausgebildet.

Aufgabe der Erfindung war es, für Überzüge geeignete Polyester zu finden, welche mit Infrarotstrahlen ausgehärtet 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 zu 5 bis 75 Molprozent aus einem gerad- oder verzweigtkettigen aliphatischen Polyalkylenglykol mit 2 bis 3 C-Atomen im Alkylrest und mit 1 bis 7 Äthersauerstoffatomen besteht, wobei die Aushärtung mittels Infrarotstrahlen von einer Wellenlänge von 1 bis 5 μ durchgeführt wird. Vorzugsweise werden solche Polyalkylenglykole eingesetzt, die 1 bis 3 Äthersauerstoffatome enthalten.

Es zeigte sich, daß der Einbau der erfindungsgemäßen Polyalkylenglykole der Art und Menge nach alle Schwierigkeiten des Standes der Technik beseitigt. Als Polyalkylenglykole kommen beispielsweise 3-Oxa-

pentandiol-1,5, S.o-Dioxa-octandiol-l.e, 3,6,9-Trioxa- oxydicarbonat. Letztere werden in Mengen von 0,1 undecandiol-1,11, M-DimethyW-oxa-pentandiol-l.S, bis 3 Gewichtsprozent eingesetzt. Ebenso ist der Zu-4-Oxa-heptendiol-l,7 in Frage. Bevorzugt eingesetzt satz von Härtungsbeschleunigern wie tertiären, arowerden 3-Oxa-pentandiol-l,5, 3,6-Dioxa-octandiol-l,8 matischen Aminen oder Kobaltsalzen möglich,
und l,5-Dimethyl-3-oxa-pentandiol-l,5. 5 Die Überzugsmittel können ferner übliche PoIy-

Der Anteil der Atherglykole in der Diolkompo- merisationsinhibitoren, beispielsweise Hydrochinon,

nente richtet sich nach der Anzahl der Äthersauer- tert.-Butylcatechol, Benzochinon, Di-tert-butylbenzo-

stoffatome im Molekül: Polyalkylenglykole mit einem chinon u. dgl., im allgemeinen etwa 0,001 bis etwa

Ather-Atom werden zu 20 bis 70 Molprozent, solche 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamt-

mit 2 Athersauerstoffatomen werden zu 10 bis 40 Mol- 10 mischung, enthalten.

prozent und solche mit 3 und mehr Äthersauerstoff- Weitere Hilfs- und Zusatzstoffe können Füllstoffe, atomen werden zu 5 bis 30 Molprozent in der Diol- Pigmente, Paraffin, Thixotropiermittel und/oder Lichtkomponente eingesetzt. Stabilisatoren sein.

Neben den erfindungsgemäßen Diolen eignen sich Die erfindungsgemäßen Überzugsmittel zeichnen

zusätzlich die nachfolgend aufgeführten äthergrup- 15 sich durch eine Reihe von guten Eigenschaften aus:

penfreien Diole für die Polyesterherstellung: Neben guten Allgemeineigenschaften wird bei der

Athylenglykol-(1,2), Propandiol - (1,3), Butan- IR-Härtung in kurzer Zeit eine schnelle Trocknung

diol-(l,4) oder Kexandiol-(1,6) als unverzweigtkettige und gute Durchhärtung der Überzüge erreicht.

Diole; Propandiol-(1,2), Butandiol-(1,2) oder Butan- Die Trocknungszeit hängt dabei wesentlich von der

diol-(l,3), ferner Neopentylglykol als verzweigtket- 20 eingesetzten Menge an erfindungsgemäßen Polyalky-

lige Diole, geeignet ist ferner Tricyclodecandimetha- lenglykol ab.

fl°l· Bei der Härtung hängen die Trocknungszeiten vom

In der Säurekomponente werden üblicherweise Anteil de: erfindungsgemäßen Polyalkylenglykols im Fumarsäure, Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid, Polyester ab: Bei Verwendung von 0,5 Gewichtsproferner auch Itaconsäure oder Citraconsäure ver- 25 zent Peroxid, bezogen auf die Polyesterformmasse, wendet. Bis zu 50 % der α,β-ungesättigten Dicarbon- können bei einem Polyalkylenglykolanteil von 5 MoI- »äuren können durch gesättigte Dicarbonsäure, wie prozent an Trocknungszeiten von etwa 3 Minuten, vor allem o-Phthalsäure oder o-Phthalsäureanhydrid, bei einem Anteil von etwa 60 Molprozent sogar ferner Isophthalsäure, Bernstein- und Adipinsäure, Trocknungszeiten von weniger als 1 Minute erzielt Tetrachlor- oder Tetrabromphthalsäure oder Hexa- 30 werden.

»hloroendomethylentetrahydrophthalsäure oder deren Wie die Ausführungen zeigen, können die erfin-

Anhydride ersetzt werden. dungsgemäßen Polyestermassen mit Hilfe von IR-

AIs ungesättigte, mischpolymerisationsfähige Vinyl- Strahlen einfach und schnell verarbeitet werden. Die

monomere eignen sich Styrol, substituierte Styrole Durchhärtung ist so gut, so daß erfindungsgemäß

fowie tert.-Butylstyrol oder <x-Methylstyrol; eben- 35 hergestellte Überzüge bei einer Lagerung in Xylol

falls auch Mischungen der letzteren mit Styrol. Andere kaum beeinträchtigt werden. Demgegenüber werden

ithylenisch ungesättigte Monomere, die in Kombi- entsprechend hergestellte Überzüge, deren Polyester

nation mit Styrol in Mengen von weniger als 50 Ge- lediglich äthergruppenfreien Diol enthalten, nach

Wichtsprozent, bezogen auf Styrol, verwendet werden einer Behandlung mit Xylol vollständig aufgelöst,

können, sind niedere (C_rC₄)-Alkylester von Acryl- 40
»äure oder Methacrylsäure sowie halogenierte Styrole

Wie Chlorstyrol, Dichlorstyrol, ferner auch Diallyl- „.:..,·.,.

phthalat. Beispiele

Die Herstellung der ungesättigten Polyester erfolgt

bei Temperaturen von 150 bis etwa 25O⁰C durch 45 Ein Polyesterharz — bestehend am, 67 Gewichts-

libliche Azeotrop- oder Schmelzkondensation der prozent ungesättigtem Polyester und 33 Gewichts-

Komponenten. Im allgemeinen werden die Diole in prozent Styrol — wurde auf Glasplatten (17 χ 7,5 cm)

»inem etwa 2- bis lOprozentigen molaren Überschuß mit einem Filmaufziehgerät in einer Schichtdicke

gegenüber den Dicarbonsäuren eingesetzt. Das Mol- von 100 μ aufgebracht, 1 Stunde bei Raumtempe-

Verhältnis Diole und Dicarbonsäuren ist jedoch nicht 50 ratur vorgetrocknet und anschließend mit einem

kritisch. IR-Strahler Typ H 8 der Firma Heraeus gehärtet.

Die Säurezahlen der ungesättigten Polyester liegt Der Abstand zwischen Strahler und Lackfilm war

Im allgemeinen zwischen 10 und 70, vorzugsweise bei 45 cm.

lO bis 50, insbesondere bei 25 bis 40. Dementspre- Jeder Versuchsansatz enthält 0,5 Gewichtsprozent

thend liegt das Molekulargewicht, das nicht kritisch 55 Isopropylperoxydicarbonat und 1 Gewichtsprozent

|ür die Erfindung ist, zwischen 5500 und 800, vor- einer Kobaltoctoat-Lösung, deren Kobaltgehalt 1%

tugsweise zwischen 3000 und 1000, insbesondere bei beträgt. Die Besüah'ungszeit (= Härtungszeit) beträgt

1500 und 1500. 5 Minuten.

Zur Durchhärtung der Überzugsmittel können Die Prüfwerte in den Tabellen geben die Pendel-Radikale bildende Katalysatoren wie Diacylperoxide, 60 härte in Sekunden nach DIN 53 157 an. Hierbei z. B. Dibenzoylperoxid, Dilaurylperoxid, Perester bedeutet der Wert v, daß die Probe direkt nach der wie tert.-Butylperbenzoat, Hydroperoxide wie Cumyl- Härtung genessen wird, während der Wert η die oder tert.-Butylhydroperoxid, Ketonperoxide wie Pendelhärte angibt, nachdem die gehärtete Probe Methyläthylketon oder Cyclohexanonperoxide ver- 15 Minuten in ein Xylolbad getaucht und anschließend wendet werden. Besonders geeignet sind Peroxydi- 65 i Stunde lang bei Raumtemperatur getrocknet worcarbonate, vor allem solche mit 3 bis 6 C-Atomen den war.

im Alkylrest, wie z. B. Diisopropylperoxydicarbonat, Die mit Buchstaben gekennzeichneten Versuche

Di-tert.-Butylperoxydicarbonat oder Dicyclohexylper- dienen zum Vergleich.

	Nr.	5	Phthalsäure- anhvdrid	24 2	1 460	Ψ	6	Pendelhärte (DIN 57157)	π	76
		Fumarsäure	Molprozent			T		V	185
Versuch	1	Molprozent	1.0	Propandiol	Polyalkylenglykol	(Molprozcnt)		210	130
	2	1,5	1,0	Molprozent	Art	Menge	190	96
I	3	1,5	1,0	2,25	Diglykol	0,25	136	164
	4	1,5	1,0	1,875	Diglykol	0,625	180	146
	1	1,5	1,0	1,25	Diglykol	1,25	184	65
	2	1,5	1,0	0,625	Diglykol	1,875	150	155
II	1	1,5	1,0	2,25	Triglykol	0,25	210	12
	2	1,5	1,0	1,875	Triglykol	0,625	180
III	1	1,5	1.0	1,875	Dipropandiol	0,625	210	8
		1,5		1,25	Dipropandiol	1,25
A	2		1,0	2,25	Äthoxyl.	0,25	207	10
		1,5			Bis-phenol A
	3		1.0	1,875	Äthoxyl.	0,625	207	18
		1,5			Bis-phenol A			15
	1		1,0	1,25	Äthoxyl.	1,25	215	16
	2	1.5	1,0		Bis-phenol A		20Ci	4
B	3	1.5	1.0	2,25	Butandiol-(1,4)	0,25	135
	1	1,5	1.0	1,875	Butandiol-(1,4)	0,625	224	4
		1,5		1,25	Butandiol-(1,4)	1,25
C	2		1.0	2,25	Äthoxyl.	0,25	224	3
		1,5			Hydrochin.
	3		1,0	1,875	Äthoxyl.	0,625	217	17
		1,5			Hydrochin.			40
			1,0	1,25	Äthoxyl.	1,25	210
		1,5	1.0		Hydrochin.		40
D		1,5	2,5	—	—
E			Diglykol	2,5

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Überzugsmittel, bestehend aus

1. einem ungesättigten Polyester, der in der Alkoholkomponente äthergruppenhaltige Diole enthält,

2. einem mit 1. mischpolymerisierbaren Vinylmonomeren,

3. einem Aktivatorsystem,

4. üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen,

welche mittels IR-Strahlung ausgehärtet werden, *5 dadurch gekennzeichnet, daß die Diolkomponente des ungesättigten Polyesters zu 5 bis 75 Molprozent aus einem gerad- oder verzweigtkettigen aliphatischen Polyalkylenglykol mit 2 j)is 3 C-Atomen im Alkylrest und mit 1 bis " 7 Äthersauerstoffen besteht, wobei die Aushärtung mittels Infrarotstrahlen von einer Wellenlänge von 1 bis 5 μ durchgeführt wird.

2. Überzugsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das als Diolkomponente eingesetzte Polyalkylenglykol 1 bis 3 Äthersauerstoffatome enthält.

3. Überzüge nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diolkomponente zu 10 bis 60 Molprozent aus einem gerad- oder verzweigtkettigen Polyalkylenglykol besteht.