DE2604142A1

DE2604142A1 - Vernetzte formkoerper mit lackierter oberflaeche aus vernetztem kunststoff und elastomeren

Info

Publication number: DE2604142A1
Application number: DE2604142A
Authority: DE
Inventors: Walter Ing Grad Kugele; Riza Nur Dipl Chem Dr Oezelli
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1976-02-04
Filing date: 1976-02-04
Publication date: 1977-08-11
Also published as: JPS5295771A; NL7700390A; BR7700663A; SE7700400L; FR2340184A1

Description

Düsseldorf, de-r· 28.<Taiiuax* 197" Henkel&CieGmbH

Henkelstraße 6? Patentabteilung

Dr.SchOe/Bk

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Patentanmeldung D 5542

Vernetzte Formkörper mit lackierter Oberfläche aus vernetzten! Kunststoff und Elastomeren

In der Form hergestellte Gummi- bzw. Polyurethan-Formkörper werden nach dem Vulkanisation- bzw« Aushärteprozeß häufig nachträglich lackiert. Bei der Herstellung der elastomeren Formkörper werden bevorzugt Metallformen und bei der Herstellung der vernetzten Polyurethane auch Formen aus Harzen wie z.B. Epoxidharzen verwendet. Zur Erzielung einer leichten Entformbarkeit und einer gleichmäßigen Oberfläche werden Trennmittel verwendet. Bei der Herstellung der elastomeren Formkörper werden als Trennmittel Silikone, verschiedene Fettsäurederivate und bei der Herstellung der Polyurethane meist Wachse und Silikone eingesetzt. Die Trennmittel müssen vor der Lackierung von der Oberfläche restlos.entfernt werden, um Verlaufsschwierigkeiten zu vermeiden und eine gute Haftung der Lacke auf den lackierten Flächen zu erreichen. Der Vorbereitungsprozeß für die Lackierung ist in der Praxis recht aufwendig, da meistens mehrere Arbeitsgänge zur Entfettung der Trennmittel notwendig sind. Weiterhin müssen dabei häufig organische Lösungsmittel eingesetzt werden, deren Verarbeitung umfangreiche sicherheitstechnische Maßnahmen erforderlich machen (z.B. Absaugungsanlagen, Verbrennungsnalagen, Absorptionsanlagen).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, diese Schwierigkeiten

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zu beheben und ein Verfahren zu finden, das es ermöglicht, direkt bei der Vernetzung bzw. Vulkanisation der vernetzungsfähigen bzw. vulkanisierbaren Massen zu fertig lackierten Formkörpern zu gelangen.

Erfindungsgemäß wird in die Form zunächst eine hitzebeständige Trennmittelschicht eingebracht, auf diese die Lackschicht aufgetragen, anschließend die härtbare bzw. vernetzbare Kunststoffmasse bzw. die vulkanisierbare Kautschukmischung eingefüllt sowie anschließend in an sich bekannter Weise der Formkörper vernetzt bzw. vulkanisiert und entformt.

Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich prinzipiell alle bekannten Trennmittel, sofern sie eine gute Haftung zur Form aufweisen und eine Temperaturbeständigkeit haben, die etwa 100 bis 150° C oberhalb der bei der Vernetzung bzw. Vulkanisation liegenden maximalen Temperatur liegt. Für diesen Zweck sind insbesondere die handelsüblichen Trennmittel auf Basis von Polytetrafluoräthylen bzw. Polyphenylensulfid geeignet. Es kommen auch siliciumhaltige Trennmittel infrage, sofern sie die notwendige Temperaturbeständigkeit und Affinität zur Form aufweisen. Bei den geeigneten Trennmitteln handelt es sich fast ausnahmslos um sehr hochschmelzende Verbindungen, die in Form von Dispersionen aufgebracht werden und nach dem Verdampfen des Lösungsmittels, insbesondere Wasser gesintert oder eingebrannt werden. Diese Dispersionen können gegebenenfalls auch noch weitere Hilfsstoffe wie anorganische Pigmente, Tixotropierungsmittel oder oberflächenaktive Substanzen in untergeordneter Menge enthalten. Der Auftrag der Dispersionen erfolgt vorzugsweise durch Spritzen mit einer Luftspritzpistole. Selbstverständlich sind auch andere Auftragsarten, beispielsweise durch Streichen oder Tauchen möglich. Die Trennmittelschicht selbst soll etwa zwischen 5 und 20 ja dick sein.

Vor dem Aufbringen der Trennmittel werden die Formen von Ver-

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unreinigungen befreit. Es ist bei Metallformen besonders darauf zu achten, daß diese fettfrei sind und eine rauhe Oberfläche haben, wie man sie durch Strahlen mit feinteiligem Korund oder Aluminiumoxid erreichen kann.

Nachdem die Formen mit der Trennmittelschicht versehen sind, werden die gewünschten Lacksorten aufgebracht. Für viele Formkörper ist ein Überzug von Polyurethan erwünscht. Die Polyurethane können als handelsübliche Zweikomponentenlacke eingesetzt werden oder aber auch als feuchtigkeitshärtende Einkomponentensysteme. In diesen Fällen ist die Verwendung von organischen Lösungsmitteln, die gegenüber Isocyanaten inert sind, erforderlich. Es ist aber auch möglich, die Polyurethane in Form von wäßrigen Dispersionen, die entweder kein organisches Lösungsmittel oder nur sehr geringe Mengen davon enthalten, zu verwenden. Auch derartige Dispersionen sind mit oder ohne Zusatz von Pigmenten im Handel erhältlich.

Neben den Polyurethanen können in die mit Trennrnitteln vorbereiteten Formen auch andere Lacksysteme, beispielsweise auf Basis von Epoxidverbindungen mit den entsprechenden Härtern , ungesättigte Polyester mit Härtern, Polyvinylchlorid bzw. dessen Mischpolymerisate oder sogenannte Acrylharze eingebracht werden. Es ist selbstverständlich, daß die Lacksysteme auf die auszuhärtenden Formkörper entsprechend eingestellt sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zum überziehen von verschiedenen durch Vernetzung bzw. Vulkanisation erhältlichen Formkörpern, wobei insbesondere solche aus Polyurethan bzw. auf Basis von Synthesekautschuk wie Polychloropren, Polybutadienacrylnitril und Polybutadienstyrol infrage kommen. Neben * den durch Polyaddition vernetzten Polyurethansystemen kommen auch solche auf Basis von Epoxidharzen oder durch Polymerisation vernetzten auf Basis ungesättigter Polyester oder Acrylmonomeren sowie Styrol infrage. Außer dem genannten Synthesekautschuk kann

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natürlich auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Naturkautschuk wie Butylkautschuk, Äthylen-propylen-dienkautschuk mit überzügen versehen werden.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nicht nur zusätzliche Arbeitsgänge bei der Herstellung von Formkörpern aus vernetzten Kunststoffen bzw. vulkanisierten Formkörpern eingespart, sondern auch einwandfreie mit einer Lackschicht versehene Körper erhalten. Bei geeigneter Auswahl der Trennmittelschicht sind die Formen ohne Zwischenreinigung für sehr viele Vernetzungs- bzw. Vulkanisationsvorgänge zu verwenden.

In den nachfolgenden Beispielen wurden Stahl- bzw. Aluminiumformen benutzt, die zylindrisch geformt waren und einen Durchmesser von 15 cm und eine Höhe von 5,5 cm hatten und durch einen Deckel fest verschlossen waren.

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Beispiel 1

Eine Stahlform wurde mit einem handelsüblichen Polytetrafluoräthylenspray ausgesprüht und bei l40° C während 10 Minuten eingebrannt. Die Form wurde mittels Luftspritzpistole (Düse 1,5 mm 0, 3,5 atü) mit einem Einkomponenten-, feuchtigkeit shärt enden Polyurethan-Lack beschichtet. Der Lack bestand aus einer 40#igen Lösung des Additionsproduktes von Polypropylenglykol eines durchschnittlichen Molgewichts von l600 an Diphenylmethandiisocyanat in inerten organischen Lösungsmitteln mit H % freien Isocyanatgruppen und 0,5 durch Dampfphasenhydrolyse gewonnenem SiOp. Nach einer Ablüftezeit von einigen Minuten wurde der Lack bei l40° C während 5 Minuten getrocknet und anschließend mit der reagierenden Polyurethanmasse gefüllt,die folgende Zusammensetzung hatte:

Polypropylenglykol _pnn
OH-Zahl 205 ^g

Diphenylmethandiiso- _Qtcyanat (flüssig) ^{y5 ε}

Diazabicyclooctan 0,5 g
Zinn-II-octoat 0,1 g

Dimethylpolysiloxan(äth-

oxiliert) 1,5 g _ ^

Man ließ die Masse etwa 10 Minuten reagieren; die Temperatur stieg dabei auf 55° C an. Dann wurde noch warm entformt.

Die Form war frei von Lackrückständen, der Formkörper hatte eine einwandfrei glatte Oberfläche. Die Lackschicht hatte eine Dicke von 7 - 8 ii. Der Gitterschnitt nach DIN 53 151 ergab keinerlei Ausriß, d. h. den Wert 0.

Beispiel 2

Eine zylindrische Aluminiumform der Innenabmessung 15 χ 5,5 cm wurde,wie in Beispiel 1 beschrieben, vorbehandelt. Dann wurde

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mit der gleichen Spritzpistole eine mit 2 % Azofarbstoff (rot) pigmentierte 25%ige handelsübliche Polyurethandispersion (V/asser : Aceton 3:1, Polyurethan aus Basis Polypropylenglykol durchschnitt1. Mol-Gew. l800 und Toluylendiisocyanat) aufgetragen. Nach dem Trocknen während 5 Minuten bei 1^0° C betrug die Schichtdicke' 8 bis 9 ix.

Dann wurde die gleiche reagierende Polyurethanmasse eingebracht und,wie in Beispiel 1 angegeben,weiter verfahren. Gitterschnitt: kein Ausriß

Einwandfreie, gleichmäßige Lackschicht auf dem Polyurethanformkörper.

Auch nach 12 weiteren Reaktionen in derselben Aluminiurnform wurden keinerlei Lackrückstände auf der Oberfläche des Formkörpers festgestellt.

Beispiel 3

Eine Aluminiumform (15 x 5,5 cm), die zuvor entfettet und mit AIpO- gestrahlt war, wurde mit folgender Trennmittelsuspension beschichtet:

70 g Polyphenylensulfid Schmp. 288° C 20 g Polytetrafluoräthylen

10 g Titandioxid ■

0,75 g Bentonit

1,3 g Nonylphenoläthylenoxid-Addukt (durchschnittlich 12 ÄO)

Die Suspension wurde mit 3,0 atü und einer 1,5 mm Düse aus der Luftspritzpistole aufgetragen und nach dem Verdunsten des Wassers in einem Umluft heiz schrank bei ¹IOO⁰ C während 25 Minuten eingebrannt .

Nach dem Abkühlen wurde der feuchtigkeitshärtende Polyurethan-

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lack nach Beispiel 1 aufgetragen, und im übrigen wurden erhärtende Polyurethanmischungen gemäß Beispiel 1 eingefüllt. Auch nach 20 Füllungen wurden gleichmäßige Lackfilme mit Gitterschnittwert 0 erhalten. Rückstände von Lack konnten in der Form nicht festgestellt werden.

Beispiel 4

Es wurde das Trennmittel gemäß vorstehendem Beispiel 3 eingesetzt, als Polyurethanbeschichtung, die gemäß Beispiel 2 (wäßrige Dispersion)

Auch nach 12 Beschichtungen wurden gleichmäßige überzüge auf dem Formkörper erhalten und keine Rückstände in der Form beobachtet. Gitterschnitt gleichbleibend, Wert 0.

Beispiel 5

Eine Aluminiumform wurde gemäß Beispiel 3 mit Polyphenylensulfld vorbehandelt und dann

a) mit feuchtigkeitshärtendem Polyurethanlack gemäß Beispiel 1 und

b) der wäßrigen Polyurethandispersion gemäß Beispiel 2

versehen.

Dann wurde die Form mit folgender vulkanisierbarer Polychloroprenmischung gefüllt:

1000 g Polychloropren

JJO g MgO

50 g ZnO

800 g Ruß (MT)

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20 g Phenyl-ß-Naphthylamin*

10 g Petrolatum

50 g Naphthenlsches Mineralöl

5 g Mercaptobenzimidazolin

5 g Tetramethylthiurammonosulfid

5 g Di-o-tolylguanidin

10 g Schwefel

Die Vulkanisation erfolgte bei 153° C während 30 Minuten. Danach wurde der fertig lackierte Artikel der Form entnommen. Die Haftung des Lackfilmes auf der Gummioberfläche wurde durch Gitterschnitt ermittelt. Auch nach 12 Vulkanisationsvorgängen blieben die Werte für den Gitterschnitt 0. Ferner wurden keine Lackrückstände in der Form festgestellt.

Beispiel 6

Eine Stahlform wurde mit einer 0,5#igen Lösung eines handelsüblichen als Trennmittel bekannten Polysilazans eingesprüht und 10 Minuten auf 380° C erhitzt.

Diese vorbereitete Form wurde sowohl mit dem Polyurethanlack gemäß Beispiel 1 als auch mit der Polyurethandispersion gemäß Beispiel 2 beschichtet. Jeweils zehn reagierende Mischungen gemäß Beispiel 1 sowie Beispiel 5 wurden in die Formen eingebracht. Dabei wurden auch nach zwölfmaliger Füllung unter jeweils erneuter Beschichtung mit dem Polyurethanlack bzw. der PoIydispersion einwandfreie überzüge erhalten (Gitterschnitt Wert 0).
Keinerlei Rückstände an Lack in den Formen.

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Claims

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Patentansprüche

l) Verfahren zur Herstellung vernetzter Kunststofformkörper bzw. vulkanisierter Formkörper aus Elastomeren mit lackierter Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Form zunächst eine hitzebeständige Trennmittelsehleht einbringt, auf diese die Lackschicht aufträgt, anschließend die härtbare bzw. vernetzbare Kunststoffmasse bzw* die vulkanisierbare Kautschukmischung einfällt sowie anschließend In an sich bekannter Weise die Formkörper vernetzt bzw. vulkanisiert und entformt.
2. Verfahren naeh Anspruch I₄ dadurch gekennzeichnet, daß man als Trennmittel Polytetrafluoräthylen bzw. PoIyphenylensulfld einsetzt.
5. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Laeksehicht einen Polyurethanlack verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 zur Herstellung von lackierten Formkörpern aus Polyurethanen bzw. auf Basis von Synthesekautschuk, Insbesondere aus Polychloropren, Polybutadlenacrylnitrll und Polybutadienstyrol.

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