DE2608835A1 - Lackierungsverfahren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lackierverfahren, bei welchem besondere Mischungen bzw. Verbindungen verwendet werden.

Es ist bekannt, daß man durch Einsatz von Xenon-Impulsröhren Lackschichten in kurzen Zeiten aushärten kann. So wird in der DT-AS 2 019 270 die Trocknung von Lackschichten auf Basis von Alkydharzen in 1/4 bis 1 Minute beschrieben. Die Schichtstärke, die angegeben wird, liegt bei 30 ,u. In dieser DT-AS wird auch ausführlich eine Xenon-Impulslampe beschrieben. Die Impuls- bzw. Blitzzeiten der dort beschriebenen Lampen liegen etwa in der Größenordnung von 1/1000 Sekunden,und zwischen den Einzelblit-

609839/0912

26D8835

zen liegen relativ lange Pausen, so daß eine Blitzfrequenz von etwa 10 bis 60 Hz erzielt wird. Die von der Röhre ausgesandte Strahlung weist u.a. auch Wellenlängen von 197,4 Nm, weiterhin 184,9 und 389,0 Nm auf. Die Anschlußleistung der meist eingesetzten Impulsröhren beträgt etwa 5 kW, die Impulsarbeit liegt bei etwa 40 Wattsekunden.

Überzugsmassen, die ungesättigte Polyester enthalten, können bekanntlich durch Einwirkung von UV-Licht gehärtet werden, wenn sie Photoinitiatoren enthalten. Derartige Systeme sind z.B. in der DT-AS 1 69 4 149 beschrieben. Die Härtung erfolgt innerhalb weniger Minuten in Schichtstärken bis zu 1 mm.

Der inhibierende Einfluß des Luftsauerstoffes kann entweder durch Einsatz geringer Mengen Paraffin, das beim Härten als abschließende Schicht wirkt, oder durch Einsatz lufttrocknender Polyester ausgeschaltet werden. -

Solche lufttrocknende Polyester härten auch unter Einwirkung von Luftsauerstoff bei Bestrahlung mit superaktinischen Leuchtstoffröhren und/oder Hochdruckquecksilberdampflampen in Zeiten von 30 Sekunden bis 2 Minuten und Schichtstärken bis 500 ,u zu hochglänzenden Überzügen aus.

Solche Polyester werden z.B. in der DT-AS 2 113 9 98 beschrieben.

Es hat sich nun überraschenderweise herausgestellt, daß sich die bisher üblichen und bekannten Härtungszeiten zur Herstellung klebfreier, kratzfester Oberflächen ganz wesentlich unterschreiten lassen, ohne daß sich die inhibierende Wirkung des Luftsauerstoffes nachteilig bemerkbar macht, wenn man spezielle Verbin-

609 8 3 9/0312

düngen und Mischungen mit ImpulsStrahlern, insbesondere Xenon-Impulsstrahlern, bestrahlt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit die Verwendung von gegebenenfalls schwach pigmentierten Verbindungen aus je einer oder mehreren Verbindungen der folgenden Klassen:

a) Polyäther, gesättigte oder ungesättigte Polyester, Kohlenwasserstoffe, Kohlenwasserstoffpolymere, Polyurethane, PoIyepoxyverbindungen und Polysilicone sowie Polyamide, wobei diese Verbindungen mindestens zwei OH-Gruppen oder Aminogruppen im Molekül enthalten,

b) Acryl-, Methacryl- oder Itaconsäure oder deren Homologe bzw. Derivate

zusammen mit einem Photoinitiator auf Basis von Benzoin oder seinen Derivaten oder halogenmethylierten Benzophenonen, wie z.B. p-Benzoylbenzalchlorid, und gegebenenfalls coreaktiven Zusätzen, wie ^, ß-ungesättigte Gruppen enthaltende polymerisierbare Verbindungen und ungesättigte Polyester,als Lackanstriche zur Impulsstrahlenhärtung.

Mit den erfindungsgemäß eingesetzten Mischungen lassen sich Härtungszeiten erzielen, die etwa die Hälfte bis ein Drittel der bisher bei anderen Lackarten festgestellten Härtungszeiten betragen.

Die Harzmassen können je nach den Erfordernissen des Anwendungszweckes Zusätze enthalten. Füllstoffe sowie Pigmente, die im UV-Bereich nur schwach absorbieren, können eingesetzt werden. Für sehr dünne Schichten können alle üblichen organischen und anorganischen Pigmente eingesetzt werden.

609839/0912

Soweit die Mischbarkeit gegeben ist und die Harze nicht den Härtungsvorgang verzögern, können auch andere Lackbindemittel und Zusatzstoffe, wie UV-Absorber, elastifizierende Substanzen usw., mitverwendet werden.

Auch der Einsatz von organischen Peroxiden ist möglich. Durch den Einsatz von Impulsstrahlern und der erfindungsgemäßen Massen lassen sich im Gegensatz zu allen zum Stand der Technik zählenden Härtungsverfahren auch dicke Schichten auch unter Einfluß von Luftsauerstoff in sehr kurzen Zeiten härten. Die erhaltenen Beschichtungen sind hart und kratzfest.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß der Abstand zwischen zu härtenden Materialien und dem Strahler sehr groß sein kann, ohne daß dadurch die Härtungszeit wesentlich beeinflußt wird.

Die erfindungsgemäße Härtung läßt sich vorzugsweise für Anstriche und Überzüge verwenden. Es lassen sich aber auch Formkörper, z.B. Laminate bestehend aus Fasern und Harzmassen oder Folien und Harzmassen, härten.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Massen eignen sich zum Beschichten von Holz, Papier, Metall, Kunststoff, Leder, Textilien, Glas usw.

Durch die Vielzahl der möglichen Harzmassen (z.B. können als Grundsubstanz Ester, ungesättigte Polyester, Epoxy-, Polyurethanharze usw. verwendet werden) können die Harzmassen dem Verwendungszweck ideal angepaßt werden.

609839/0912

Die nachfolgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung näher erläutern, ohne daß diese jedoch hierauf beschränkt sein soll.

Beispiel T

Ein Polyesterharz wird hergestellt aus 27,2 Gewichtsteilen Fumarsäure, 16 Gewichtsteilen Äthylenglycol, 3 Gewichtsteilen Diäthylenglycol und 8,9 Gewichtsteilen Phthalsäureanhydrid.

Das Gemisch wird unter Überleiten von Stickstoff langsam auf 180° C erhitzt. Es wird solange kondensiert, bis eine Säurezahl von 90 erreicht ist. Dann wird auf 150° C abgekühlt und 12,7 Gewichtsteile Trimethylolpropandiallyläther zugegeben. Dann wird bei maximal 160 C und unter Stickstoffüberleitung auf eine Säurezahl kleiner als 3C kondensiert. Nach dem Abkühlen auf 120° C wird in 19 Gewichtsteilen Styrol angelöst. Zur Stabilisierung können der Mischung 0,005 Gewichtsteile Hydrochinon zugefügt werden.

30 Gewichtsteile des Polyesterharzes werden mit 10 Gewichtsteilen eines Pentaerythrittetraacrylsäureesters gemischt.

Der Acrylsäureester wird durch azeotrope Veresterung aus 120 Gewichtsteilen Acrylsäure, 52 g Pentaerythrit, 2 Gewichtsteilen p-Toluolsulfonsäure und 250 g Toluol hergestellt. Der Ester wird mit 0,02 Gewichts-% Hydrochinon stabilisiert.

Der Mischung werden 2 Gewichts-% eines handelsüblichen Benzoinalkyläthers als Photoinitiator zugesetzt. Die Mischung wird mittels eines Ziehrahmens in einer Schichtstärke von 400 ,u auf Glasplatten aufgetragen und folgendermaßen gehärtet;

609839/091 2

a) Hochdruck-Quecksilberdampf-Lichthärtungskanal (Philipp Kahrmann UV-HD-Kana, Baujahr 1972, bestückt mit 4 HDQ-Strahlern Philips HTQ-7). Abstand Objekt - Lampe 200 mm; Einwirkungszeit 3O Sekunden. Man erhält keine kratzfeste Oberfläche. Der Lackfilm ist nicht durchgehärtet.

b) Xenon-Impulsstrahler-Kanal: 6 Strahler (Hildebrand-Versuchsanlage Oberboihigen/Deutschland). Abstand Objekt - Strahler 900 mm; Einwirkungszeit 5 Sekunden. Man erhält kratzfeste, harte, glänzende Lackfilme, die sehr gut durchgehärtet sind.

Beispiel 2

Ein Standard-Epoxidharz aus Epichlorhydrin und Bisphenol A mit einem Expoxyäquivalentgewicht von 185 bis 200 und einer Viskosität bei 25° C von 10 000 cP wird mit Acrylsäure umgesetzt. 15 Gewichtsteile des Epoxyharzes und 5,4 Gewichtsteile Acrylsäure werden bei ca. 90 C in Gegenwart von 8 Gewichtsteilen· NN-Dimethylanilin verestert, bis eine Säurezahl von ca. 10 erreicht ist. Als Stabilisator kann z.B. Hydrochinon zugesetzt werden.

Dem Harz wird ein handelsüblicher Benzoinalkyläther als Photoinitiator zugesetzt. Die Mischung wird in einer Schichtstärke von 400/U auf einer Glasplatte aufgezogen und gehärtet:

a) HDQ-Lichthärtungskanal (Philipp Kahrmann UV-HD-Kanal, Baujahr 1972, bestückt mit 4 HDQ-Strahlern Philips HTQ-7). Versuchsdaten wie Beispiel 1: Einwirkungszeit 10 Sekunden. Man erhält einen gehärteten, aber nicht kratzfesten Film.

b) Xenon-Impulsstrahler-Kanal: Versuchsdaten wie Beispiel 1. Einwirkungszeit 2 Sekunden. Der gehärtete Film ist hart, kratzfest und besitzt ausgezeichnete Haftung zur Glasplatte.

609839/0912

Beispiel 3

60 Gewichtsteile eines Acrylepoxyesters, wie in Beispiel 2 beschrieben, werden mit 40 Gewichtsteilen Trimethylolpropentrisacrylat vermischt und mit 2 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Benzoinalkyläthers versetzt. Trimethylolpropantrisacrylat wird in gleicher Art synthetisiert wie Pentaerythritoltetraacrylat.

Die Harzmasse wird in Schichtstärken von 400 ,u auf fettfreie Eisenbleche aufgezogen und folgendermaßen gehärtet:

a) HDQ-Lichthärtungskanal: Härtungsdaten wie Beispiel 1a. Der erhaltene Lackfilm ist gehärtet, aber nicht kratzfest.

b) Xenon-Impulsstrahler-Kanal: Härtungsdaten wie bei Beispiel 1b.

Der erhaltene Lackfilm ist hart, kraftzfest und besitzt gute Haftung zum Untergrund.

Beispiel 4

100 Gewichtsteile der Harzmischung, wie in Beispiel 3 beschrieben, werden mit 2 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Benzoinalkyläthers und 80 Gewichtsteilen Talkum versetzt. Die Masse wird in einer Schichtstärke von 100 ,u auf eine Spanplatte aufgetragen .

Die Härtung erfolgt wie in Beispiel 1b beschrieben. Die Beschichtung ist hart und schleiffähig.

60 9839/09 12

Claims (1)

Patentanspruch

1. Verwendung von gegebenenfalls schwach pigmentierten Mischungen aus Umsetzungsprodukten aus je einer oder mehreren Verbindungen der folgenden Klassen

a) Polyäther, gesättigte oder ungesättigte Polyester, Kohlenwasserstoffe, Kohlenwasserstoffpolymere, Polyurethane, PoIyepoxyverbindungen und Polysilicone sowie Polyamide, wobei diese Verbindungen mindestens zwei OH-Gruppen oder Aminogruppen im Molekül enthalten,

b) Acryl-, Methacryl- oder Itaconsäure oder deren Homologe bzw. Derivate

zusammen mit einem Photoinitiator auf Basis von Benzoin oder

-en seinen Derivaten oder halogenmethylierten Benzophenoni wie z.B.

Benzoylbenzalchlorid,und gegebenenfalls coreaktiven Zusätzen, wie Ä, ß-ungesättigte Gruppen enthaltenden polymerisierbaren Verbindungen und weiteren ungesättigten Polyestern,als Lackanstriche zur Impulsstrahlenhärtung.

609839/0912