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Mittel und Verfahren zur Verbesserung der Wetter-
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beständigkeit bzw. Lichtbeständigkeit von Formteilen bzw. Gegenständen
aus Polyvinylchlorid Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mittel zur Verbesserung
der Wetterbeständigkeit hz. Lichtbeständigkeit von Formteilen bzw. Gegenständen
aus Polyvinylchlorid, das aus einem UV-Ahsorber und/oder Lichtstabilisator und Dichlormethan
oder einem Flüssigkitsgemisch auf der Basis von oder unter Mitverwendung von Dichlormethan
besteht. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Verbesserung der Wetterbeständigkeit
bzw. Lichtbeständigkeit von Polyvinylchlorid unter Verwendung dieses Mittels in
Form einer Oberflächenbehandlung.
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Aus der FR-PS 1 312 250 ist bereits ein Verfahren zum Behandeln von
Oberflächen thermoplastischer Kunststoffe bekannt, um dem Kunststoff besondere Oberflächeneigenschaften,
insbesondere Stabilisierung gegen Licht und/oder antistatische Eigenschaften zu
verleihen. ach diesem Verfahren verwendet man zur Oberflächenbehandlung der thermoplastischen
Kunststoffgegenstände ein Tauchbad, bestehend aus einem Lösemittel für den thermoplastischen
Kunststoff, vorzugsweise Tetrahydrofuran und/oder Cvclohexanon, sowie einen darin
gelösten UV-Absorber und/oder ein antistatisches Mittel. In dieses Tauchbad ';ann
man die
thermoplastischen Kunststoffteile nur sehr kurzfristig
eintauchen, vorzugsweise 5 bis 60 Sekunden, damit die anlösende Wirkung sich nur
auf eine dünne Kunststoffoberflächenschicht beschränkt und der Kunststoff sich nicht
in einem gröBeren Umfang im Tauchbad löst. Nach diesem Verfahren lassen sich gute
Ergebnisse bei der Behandlung der thermoplastischen Kunststoffe erzielen.
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Das Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß ein Tauchbecken für die
Behandlung der Kunststoffgegenstände erforderlich ist9 daß die Behandlungszeit nur
wenige Sekunden betragen darf und daß die Gefahr besteht, daß das Tauchbad nach
einiger Zeit verunreinigt ist. Das Verfahren ist weiterhin nicht oder schlecht anwendbar
für bereits eingebaute oder größere thermoplastische Kunststoffgegenstände.
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Aus diesem Grund hat man in der DT-AS 1 694 410 bei einem Verfahren
unter Verwendung eines speziellen UV-Absorbers vorgeschlagen, daß die Formkörper
mit einer erhitzten, vorzugsweise siedenden Lösung von 0,1 bis 3 % (GewO %J 2,2-Dihydroxy-4-methoxy-benzophenon
in niedrigsiedendem Petroläther vom Siedepunkt 50 bis 60 0 behandelt und anschließend
mit kaltem Petroläther abgespült werden. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß
man mit der erhitzten, vorzugsweise siedenden Lösung arbeiten muß. Mit der Schwierigkeit
der Handhabung derartiger siedender Lösungen und der Gefahr einer leichten
Entflammbarkeit
bei diesem Verfahren ergiht sich weiterhin die Schwierigkeit, die Lösung am Anuendungsort
durch zusätzliche Hilfsvorrichtungen auf einer bestimmten erhöhten Temperatur halten
zu kannen.
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Ziel und Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, die vorgenannten
Nachteile zu vermeiden und ein Mittel zur Ob erflächenbehandlung zwecks Verbesserung
der Wetterbeständigkeit bzw. Lichtbeständigkeit von Formteilen hzw. Gegenständen
aus Polyvinylchlorid zu finden. Mit Hilfe des Mittels und des Verfahrens sollte
erzielt werden, daß nach der Herstellung der Kunststoff-Formteile, auch in Form
hereits eingebauter Gegenstände, durch eine einfache Oberflächenbehandlung, d. h.
ohne Erfordernis einer zusätzlichen Nachbehandlung, die Verbesserung der Wetterhetändigkeit
bzw Lichtbeständigkeit erreicht wird. Dabei sollte das Mittel so zusammengesetzt
sein, daß zwar eine gute Penetration in die Oberflächenschicht und gute Haftung
an der Oberfläche der im Mittel gelösten Wirkstoffe bewirkt wird, aber ein schädigender
Angriff des Behandlungsmittels auf den Kunststoff nicht erfolgen kann, selbst wenn
der Kunststoffgegenstand länger als üblich (länger als 60 Sekunden) der Einwirkung
des Mittels ausgesetzt ist. Eine längere Trockenzeit des mit dem Mittel behandelten
Ilunststoffgegenstandes sollte vermieden werden können. Somit sollten nachgeschaltete
Trockenvorrichtunge bzw. Trockenverfahren nicht erforderlich sein. Weiterhin
sollte
erreicht werden, daß das Mittel und das Verfahren auch außerhalb von Tauchbecken
eingesetzt werden kann.
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Da insbesondere auch bereits eingebaute Formteile behandelt bzw. vergütet
werden sollen, die dem Wetter ausgesetzt sind, z. B. Fensterrahmen oder Fensterprofile,
Fassadenplatten, Bauteile und Formteile für Bauzwecke aus Polyvinylchlorid und dgl,
sollte das Mittel und das Verfahren ein so schnelles oberflächliches quellen und
eine so schnelle Eindringung der wirksamen Substanzen ermöglichen, daß evtl kurz
nach der Behandlung einsetzende Regenfälle, Hagel und dgl. nicht zu einem erheblichen
Wirkungsverlust führen.
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Im Rahmen der Erfindung wurden zahlreiche organisch-chemische Flüssigkeitsgemische,
die einen UV-Absorber und/oder Lichtstabilisator gelöst enthalten, auf ihre Verwendungsfähigkeit
und Eignung zur Oberflächenbehandlung zwecks Verbesserung der Wetterbeständigkeit
bzw. Lichtbeständigkeit von Formteilen bzw Gegenständen aus Polyvinylchlorid geprüft.
Mittel auf der Basis von Polyvinychlorid lösenden Flüssigkeiten, z B Cyclohexanon
oder Tetrahydrofuran hatten den Nachteil, daß der huftrag verschmiert wurde, das
Behandlungsmittel zu langsam verdunstete und in einigen Fällen sogar zu einer Verschlechterung
der Schlagzähigkeit der damit behandelten Formteile führte.
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Benzol, Toluol, Xylol oder Benzin zeigten sich als Behandlungsmittel
zur Verbesserung der Wetterbeständigkeit bzw. Lichtbeständigkeit
ebenfalls
als nicht geeignete Flüssigkeiten, da diese Verbindungen die Gegenstände und Formteile
aus Polyvinylchlorid nicht schnell genug anquellen und ein schnelles Eindringen
des UV-Absorbers nicht ermöglichen.
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Darüber hinaus ist Benzol nach der Verordnung über gefährliche Arbeitsstoffe
in der Bundesrepublik Deutschland und auch in einigen anderen Ländern nicht oder
nur beschränkt zugelassen. Die Gegenstände, die mit Toluol behandelt waren, zeigten
darüber hinaus, daß die Behandlungsflüssigkeit auch noch nach 20 Minuten auf der
Oberfläche der Polyvinylchlorid-Formteile vorhanden war, so daß zusätzliche Trockenvorrichtungen
bei der Verwendung dieser Flüssigkeiten erforderlich waren, die bei einer Oberflächenbehandlung
im Freien nicht oder nur unter schwierigen Bedingungen eingesetzt werden können.
Ebenso zeigten zahlreiche chlorierte Kohlenwasserstoffe, z. G. Trichloräthylen,
Trichloräthan usw., daß sie als Behandlungsmittel für die genannten Zwecke nicht
gut geeignet sind, da ein schnelles quellen der Oberfläche und ein schnelles Eindringvermögen
des derart gelösten UV-Absorbers nicht beobachtet werden konnte.
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Behandlungsmittel, die einen UV-Absorber in Methylacetat oder Äthylacetat
gelöst enthalten, wirken ebenfalls nicht genügend schnell quellend auf die Oberflächen
der Formteile ein, so daß sie für eine Behandlung der Gegenstände und Formteile
im Außenbereich, die dem Wetter ausgesetzt sind, nicht oder nur unter nügend geeignet
sind.
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Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß die vorgenannten Ziele durch
ein Behandlungsmittel erreicht werden können, das aus Massenanteilen von ca. 5 bis
ca. 0,1 % (Gew. %), vorzugsweise 2,5 bis 0,5 % (Gew. %), eines UV-Absorbers und/oder
eines Lichtstabilisators oder Gemisches von einem oder mehreren UV-Absorbern und/oder
Lichtstabilisatoren für Polyvinylchlorid und ca. 95 bis ca. 99,9 % (Gew. %), vorzugsweise
97,5 bis 99,5 % (Gew. %), Dichlormethan oder eines organisch-chemischen Polyvinylchlorid
anquellenden, den UV-Absorber und/oder Lichtstabilisator lösenden Flüssigkeitsgemisches
auf der Basis oder unter Mitverwendung von Dichlormethan mit einer Verdunstungszahl
(gemessen nach DIN 53 170) von kleiner als 4,5, vorzugsweise 1 bis 2,2 (bezogen
auf den Wert 1 für Diäthyläther) sowie einer Zündtemperatur (gemessen nach DIN 51
794) größer als 480 0 besteht. Als UV-Absorber bzw. Lichtstabilisator werden Verbindungen
nach DIN 50 035 bezeichnet.
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Dieses Behandlungsmittel hat den Vorteil, daß es für eine Oberflächenbehandlung
auch von relativ großen Formteilen bzw.
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Gegenständen aus Polyvinychlorid, insbesondere ldart-Polyvinylchlorid,
geeignet ist und auch außerhalb eines Tauchbeckeqs bzw. Tauchbades Verwendung finden
kann. Das auf die Oberfläche d-er Gegenstände bzw. Formteile aus Polyvinylchlorid
aufgebrachte Behandlungsmittel scheint die Micellen (Molekülzwischenräume) der Oberflächenschicht
vorübergehend aufzuweiten, so daß
der UV-Absorber bzw. Lichtstabilisator
in der Oberflächenschicht eingelagert werden kann. Dieser Vorgang geschieht schon
in einer so kurzen Zeit, daß eine nachfolgende Trocknung oder sonstige Nachbehandlung
der Formteile bzw. Gegenstände aus thermoplastischen Kunststoffen nicht erforderlich
ist.
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Als weiterer Vorteil ergibt sich, daß das Behandlungsmittel wegen
der Zündtemperatur über 480 0 auch in nichtexplosionsgeschützten Einrichtungen verwendbar
ist.
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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Mittels und des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Verbesserung der Wetterbeständigkeit bzw. Lichtbeständigkeit von
Formteilen bzw. Gegenständen aus Polyvinylchlorid gelingt es auch die im zunehmenden
Maße im Außenbereich eingesetzten Gegenstände und Formteile aus Polyvinylchlorid,
die der freien Bewitterung und der Lichteinwirkung ausgesetzt sind, so z. B. Fassadenplatten,
Fensterrahmen bzw. Fensterprofile, Rolladenprofile, Dachrinnen, Regenfallrohre,
Bänke bzw. Bankprofile, Well- und Dachplatten, Formteile und Gegenstände für Bauelemente,
Verpackungsbehälter und andere im Bau-, Verpackungs-, privaten oder wirtschaftlichen
Sektor eingesetzte Formteile bzw. Gegenstände aus Polyvinylchlorid zu vergüten.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht das organischchemische,
Polyvinylchlorid anquellende Flüssigkeitsgemisch
aus Massenanteilen
von (bezogen auf 100 Massenanteile Flüssigkeitsgemisch) ca. 80 bis ca. 99,9 % (Gew.
%), vorzugsweise 90 bis 99 % (Gew. %), Dichlormethan oder Flüssigkeitsgemischen
auf der Basis oder unter Mitverwendung von Dichlormethan und ca. 20 bis ca. 0,1
% (Gew %), vorzugsweise 10 bis 1 % (Gew. %), einer oder mehrerer Polyvinylchlorid
lösender Flüssigkeiten.
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Nach einer anderen Ausführungsform besteht das organischchemische,
Polyvinylchlorid anquellende Flüssigkeitsgemisch aus Massenanteilen von (bezogen
auf 100 Massenanteile Flüssigkeitsgemisch) ca. 80 bis ca 99,9 % (Gew. %), vorzugsweise
90 bis 99 % (Gew. %), Dichlormethan und ca. 20 bis ca. 0,1 % (Gew. %), vorzugsweise
10 bis 1 % (Gew. °,6), einer oder mehrerer Polyvinylchlorid lösender Flüssigkeiten
mit einer Verdunstungszahl kleiner als 4,5, vorzugsweise 1 bis 2,2.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Dichlormethan (bezogen
auf 100 Massenanteile Dichlormethan) bis zu 49 % (Gew. %), vorzugsweise bis zu 25
% (Gew. sog), durch eine oder mehrere organisch-chemische, den UV-Absorber und/oder
Lichtstabilisator lösende Flüssigkeit bzw. Flüssigkeiten mit einer Verdunstungszahl
(gemessen nach DIN 53 170) von kleiner als 4,5, vorzugsweise 1 bis 2,2, (bezogen
auf den Wert 1 für Diäthyläther) sowie einer Zündtemperatur (gemessen nach DIN 51
794) größer als 480 0 ersetzt, die aus einer oder mehreren, Polyvinylchlorid weder
oberflächlich anquellenden noch lösenden Flüssigkeit bzw. Flüssigkeiten und einer
oder mehreren,
Polyvinylchlorid lösenden Flüssigkeit bzw. Flüssigkeiten
und/oder aus mindestens einer organisch-chemischen, Polyvinylchlorid anquellenden,
aliphatischen, acyclischen Flüssigkeit mit G1 bis C4 bestehen, mit der Maßgabe,
daß die Gesamtflüssigkeitsmischung auf die Formteile bzw. Gegenstände aus Polyvinylchlorid
anquellend wirkt.
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Der teilweise Ersatz von Dichlormethan erfolgt mit der Maßgabe, daß
die Gesamtflüssigkeit auf die zu behandelnden Gegenstände aus Polyvinylchlorid nur
anouellend und nicht lösen wirkt. Bevorzugt wird nach beiden Ausführungsformen die
lösende Flüssigkeit nur in solchen Mengen zugefügt, daß das gesamte Flüssigkeitsgemisch
eine Verdunstungszahl (gemessen nach DIN 53 170) von kleiner als 4,5, vorzugsweise
1 bis 2,2, (bezogen auf den Wert 1 für Diäthyläther) sowie eine Zündtemperatur (gemessen
nach DIN 51 794) größer als 480 0 besitzt, mit der Maß 3be, daß der UV-Absorber
bzw. Lichtstabilisator in dem Flüssigkeitsgemisch gelöst bleibt und das Flüssigkeitsgemisch
auf den Gegenstand aus Polyvinylchlorid anquellend wirkt. Dabei werden vorzugsweise
solche lösenden Flüssigkeiten verwendet, die eine Verdunstungszahl kleiner als 4,5,
vorzugsweise 1 bis 2,2, sowie eine Zündtemperatur größer als 480 0 aufweisen.
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Pdach einer anderen Ausführungsform besteht die organischchemische,
Polyvinylchlorid anquellende, Dichlormethan teilweise
ersetzende
acyclische Flüssigkeit mit C1 bis C4 aus Aceton, Äthylacetat oder Methylacetat oder
enthält mehrere dieser Bestandteile.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Dichlormethan oder das
Flüssigkeitsgemisch auf der Basis von oder unter Mitverwendung von Dichlormethan
in Massenanteilen von (bezogen auf 100 Massenteile Dichlormethan oder Flüssigkeitsgemisch)
ca. 0,1 bis ca 20 % (Gew %), vorzugsweise 1 bis 10 % (Gew. %), durch eine oder mehrere
andere, Polyvinylchlorid weder oberflächlich anquellende noch lösende Flüssigkeit
bzw. Flüssigkeiten ersetzt. Dieser teilweise Ersatz erfolgt mit der Maßgabe, daß
das gesamte Flüssigkeitsgemisch eine Verdunstungszahl (gemessen nach DIN 53 170)
kleiner als 4,5, vorzugsweise 1 bis 2,2, (bezogen auf den Wert 1 für Diäthyläther)
sowie eine Zündtemperatur (gemessen nach DIN 51 794) größer als 480 0 besitzt, der
UV-Absorher und/oder Lichtstabilisator in dem Flüssigkeitsgemisch gelöst bleibt
und das Flüssigkeitsgemisch auf Gegenstände aus Polyvinylchlorid anquellend wirkt.
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Diese Ausführungsform wird vor allem verwendet, wenn das Behandlungsmittel
im Spritz- oder Sprühverfahren auf die Gegenstände bzw Formteile aus Polyvinylchlorid,
vorzugsweise Hart-Polyvinylchlorid aufgebracht werden soll. Dabei ist es zweckmäßig,
in dem Flüssigkeitsgemisch neben dem
Dichlormethan eine Flüssigkeit
mitzuverwenden, die eine etwas größere Verdunstungszahl als Dichlormethan besitzt,
damit die Flüssigkeit beim Versprühen oder Verspritzen so eingestellt werden kann,
daß die in dem Behandlungsmittel enthaltenden Feststoffe nicht als Festsubstanz
oder mit einem zu geringen Flüssigkeitsgehalt auf die Oberfläche auftreffen.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform besteht das organisch-chemische,
Polyvinylchlorid anquellende Flüssigkeitsgemisch aus Massen anteilen von (bezogen
auf 100 Massenanteile Flüssigkeitsgemisch) 90 bis 99 % (Gew. %), Dichlormethan und
10 bis 1 % (Gew. %), Tetrahydrofuran, Cyclohexanon und/oder Dimethylformamid oder
einer oder mehrerer anderer Polyvinylchloridlbsender Flüssigkeiten. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, daß sich das Behandlungsmittel gut auf der Oberfläche des Gegenstandes
oder Formteiles aus Polyvinylchlorid verteilen läßt und sehr gute Ergebnisse hinsichtlich
der Oberflächenvergütung aufweist.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform enthält das Behandlungsmittel
bzw. das Dichlormethan oder das Flüssigkeitsgemisch mit mehr als 50 % Dichlormethan
zusätzlich Antioxidantien, optische Aufheller, Antistatica, Wachse und/ oder Farbstoffe
oder Gemische von einem oder mehreren dieser
Bestandteile. Diese
Zusatzmittel können in an sich bekannten Mengen zugegeben werden. Zweckmäßig ist
ein Massenverhältnis UV-Absorber und/oder Lichtstabilisator zu Zusatzmittel von
10 : 1 bis 1 : 10, vorzugsweise 5 : 1 bis 1 : 5 Als UV-Absorher sind die an sich
bekannten, aufgrund ihres Absorptionsvermögens für ultraviolette Strahlung stabilisierend
wirkenden Verbindungen geeignet, insbesondere solche auf der Basis von Hydroxybenzophenon,
Hydroxyphenylbenztriazol, insbesondere 2-Hydroxy-benzophenone und/oder (2-Hydroxy-phenyl)-benztriazole,
2-Hydroxy-5-methylphenylbenztriazol. Als Lichtstabilisatoren sind die an sich bekannten,
speziell gegen die Wirkung von sichtbaren und ultravioletten Strahlungen schützenden
Verbindungen geeignet, wie z. B. Ni-2,2-thiobis-(4-octyl-phenolat), n-Butylamini-2,2-thiobis-(4-tert,-octylphenolat)
sowie bestimmte schwefelfreie zinnorganische Verbindungen (u a Dibutylzinnmaleinat).
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Verbesserung der
Wetterbeständigkeit bzw Lichtbeständigkeit von Formteilen bzw. Gegenständen aus
Polyvinylchlorid unter Verwendung einer mindestens einen UV-Absorber bzw Lichtstabilisator
gelöst enthaltenden organisch-chemischen Lösung. Nach dem Verfahren wird bei Temperaturen
unter ca. 45 OC, vorzugsweise
bei Raumtemperatur, auf die Formteile
bzw. Gegenstände aus Polyvinylchlorid ein Behandlungsmittel, bestehend aus Massenanteilen
von ca. 5 bis ca. 0,1 % (Gew. %), vorzugsweise 2,5 bis 0,5 % (Gew. %), eines UV-Absorbers
und/oder eines Lichtstabilisators oder Gemisches von einem oder mehreren UV-Absorhern
und/oder Lichtstabilisatoren für Polyvinylchlorid und ca. 95 bis ca. 99,9 % (Gew.
°,6), vorzugsweise 97,5 bis 99,5 70 (Gew. %), Dichlormethan oder eines organischchemischen,
Polyvinylchlorid anquellenden, den UV-Absorber und/oder Lichtstabilisator lösenden
Flüssigkeitsgemisches auf der Basis oder unter Mitverwendung von Dichlormethan mit
einer Verdunstungszahl (gemessen nach DIN 53 170) von kleiner als 4,5, vorzugsweise
1 bis 2,2, (bezogen auf den Wert 1 für Diäthyläther) sowie einer Zündtemperatur
(gemessen nach DIN 51 794) größer als 480 C, im Streich-, Spritz-, Sprüh-oder Walzverfahren
aufgebracht.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird bei Temperaturen unter
45 C, vorzugsweise bei Raumtemperatur, auf die Formteile bzw. Gegenstände aus Polyvinylchlorid
ein Behandlungsmittel, bestehend aus Massenanteilen von (bezogen auf 100 Massenanteile
Flüssigkeitsgemisch) ca. BO bis ca. 99,9 % (Gew. %), vorzugsweise 90 bis 99 % (Gew.
%), Dichlormethan oder Flüssigkeitsgemischen mit mehr als 50 °,0 Dichlormethan und
ca. 20 bis ca 0,1 % (Gew. %), vorzugsweise 10 bis 1 % (Gew. %), einer oder mehrerer
Polyvinylchlorid lösender Flüssigkeiten im Streich-, Spritz-, Sprüh- oder Walzverfahren
aufgebracht
Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird erreicht, daß das Tauchbecken oder andere Tauchvorrichtungen zur Nachbehandlung
bzw. Oberflächenbehandlung entfallen können. Die in dem Behandlungsmittel enthaltene
Flüssigkeit verflüchtigt sich in sehr kurzer Zeit, so daß ein Ablaufen des Behandlungsmittels
weitgehend vermieden wird. Ein im Sprüh- oder Spritzverfahren aufgebrachtes Behandlungsmittel
sollte hinsichtlich seiner Verdunstungszahl so eingestellt werden, daß das Behandlungsmittel
in flüssiger Form auf die zu behandelnde Oberfläche gelangt. Zusätzliche Trockenvorrichtungen
sind nicht erforderlich. Während bei einer Ober-.flächenbehandlung mit einem den
Kunststoff lösenden Mittel die Gefahr besteht, daß der Pinsel oder die Walze auf
der Kunststoffoberfläche kleben bleibt, Schlierenbildungen, Oberflächenverklebungen
und dgl. auftreten, sind diese Nachteile unter Verwendung des erfindungsgemäßen
Mittels und Verfahrens weitgehend ausgeschlossen. Als Werkzeuge zum Aufbringen im
Streichverfahren dienen beispielsweise Pinsel, Schwämme, Tücher und dgl.. Der Auftrag
des Mittels sollte so erfolgen, 2 daß eine Menge von mehr als 0,5 g/m , vorzugsweise
0,8 bis 2 2 g/m UV-Absorber und/oder Lichtstabilisator aufgebracht werden.
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Nach einer Ausführungsform wird bei Temperaturen unter 45 C, vorzugsweise
bei Raumtemperatur, auf die Formteile bzw. Gegenstände aus Polyvinylchlorid ein
Behandlungsmittel, bestehend aus Massenanteilen von (bezogen auf 100 Massen anteile
Flüssigkeitsgemisch) ca. 80 bis ca. 99,9 % (Gew. %), vorzugsweise
90
bis 99 % (Gew. %), Dichlormethan oder Flüssigkeitsgemischen mit mehr als 50 % Dichlormethan
und ca. 20 bis ca. 0,1 % (Gew. %), vorzugsweise 10 bis 1 % (Gew. %), einer oder
mehrerer Polyvinylchlorid lösender Flüssigkeiten im Streich-, Spritz-, Sprüh- oder
Iilalzverfahren aufgebracht, bei dem das Dichlormethan (bezogen auf 100 Massenanteile
Dichlormethan) bis zu 49 % (Gew. %), vorzugsweise bis zu 25 % (Gew. %), durch eine
oder mehrere organisch-chemische, den UV-Absorber und/oder Lichtstabilisator lösende
Flüssigkeit bzw. Flüssigkeiten mit einer Verdunstungszahl (gemessen nach DIN 53
170) von kleiner als 4,5, vorzugsweise 1 bis 2,2, (bezogen auf den Wert 1 für Diäthyläther)
sowie einer Zündtemperatur (gemessen nach DIN 51 794) größer als 480 0 ersetzt ist,
die aus einer oder mehreren, Polyvinylchlorid weder oberflächlich anquellenden noch
lösenden Flüssigkeit bzw. Flüssigkeiten und einer oder mehreren Polyvinylchlorid
lösenden Flüssigkeit bzw. Flüssigkeiten und/oder aus mindestens einer organisch-chemischen
Polyvinylchlorid anquellenden, aliphatischen, acyclischen Flüssigkeit mit C1 bis
C4 bestehen, mit der Maßgabe, daß die Gesamtflüssigkeitsmischung auf Formteile bzw.
Gegenstände aus Polyvinylchlorid anquellend wirkt. Nach einer weiteren Ausführungsform
wird bei Temperaturen unter 45 C, vorzugsweise bei Raumtemperatur, auf die Formteile
bzw. Gegenstände aus Polyvinylchlorid ein Behandlungsmittel im Streich-, Sp-ritz-,
Sprüh oder Walzverfahren aufgebracht, bei dem die organisch-chemische, Polyvinylchlorid
anquellende, Dichlormethan teilweise ersetzende acyclische Flüssigkeit mit C1 bis
C4 aus Aceton, Äthylacetat oder Methylacetat besteht oder mehrere dieser Bestandteile
enthält.
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Der Begriff "anquellende Flüssigkeit" bezieht sich insbesondere auf
die Art der Einwirkung auf die Oberfläche der Kunststoff-Fertigteile bzw. Kunststoffgegenstände.
So werden z. B. bestimmte Vinylchloridcopolym2risate, die als Rohstoffe für Lacke,
Beschichtungen und dgl. dienen (also nicht zur Herstellung von Kunststoffgegenständen
geeignet sind), von bestimmten Flüssigkeiten z. 5. Dichlormethan gelöst oder angelöst,
während Formteile, z. 8. aus ,;art-Polyvinylchlorid, nur oberflächlich angequollen
werden.
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ach einer anderen Ausführungsform wird bei Temperaturen unter 45 OC,
vorzugsweise bei Raumtemperatur, auf die Formteile bzw.
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Gegenstände aus Polyvinylchlorid ein Behandlungsmittel im Streich-,
Spritz-, Sprüh- oder Walzverfahren aufgebracht, bei dem das Dichlormethan oder das
Flüssigkeitsgemisch auf dEr Basis von oder unter Mitverwendung von Dichlormethan
in Massenanteilen von (bezogen auf 100 Massenanteile Dichlormethan oder Flüssigkei-tsgemisch)
ca. 0,1 bis ca. 20 % (Gew. %), vorzugsweise 1 bis 10 % (Gew. %), durch eine oder
mehrere andere, den thermoplastischen Kunststoff weder oberflächlich anquellende
noch lösende Flüssigkeit bzw. Flüssigkeiten ersetzt ist.
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Senn man dem Dichlormethan oder dem Flüssigkeitsgemisch auf der Basis
von Dichlormethan noch eine Polyvinylchlorid lösende Flüssigkeit zusetzt, werden
insbesondere Cyclohexanon und/oder Dimethylformamid, vorzugsweise Tetrahydrofuran,
verwendet.
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Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Mittels wird der UV-Absorber
und/oder der Lichtstabilisator oder das Gemisch aus einem oder mehreren UV-Absorbern
und/oder Lichtstabilisatoren in der erfindungsgemäß eingesetzten Flüssigkeit bzw.
dem Flüssigkeitsgemisch gelöst, wobei im Ausnahmefall der Lösungsvorgang unter Temperaturerhöhung
beschleunigt wird.
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ach einer bevorzugten Ausführungsform wird bei Temperaturen unter
45 OC, vorzugsweise bei Raumtemperatur, auf die Formteile bzw. Gegenstände aus Polyvinylchlorid
ein Sehandlungsmittel im Streich-, Spritz-, Sprüh- oder Walzverfahren aufgebracht,
bei dem das Dichlormethan oder das Flüssigkeitsgemisch mit mehr als 50 % Dichlormethan
zusätzlich Antioxidantien, optische Aufheller, Antistatica, Wachse und/oder Farbstoffe
oder Gemische von einem oder mehreren dieser Bestandteile enthält.
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Dabei werden der Lösung Antioxidantien, Quencher oder optische Aufheller
oder Gemische mit einem oder von mehreren dieser Bestandteile, vorzugsweise im Massenverhältnis,
bezogen auf den UV-Absorber, zweckmäßig bis zu 1 : 1 (je Bestandteil), zugefügt.
Die anwendungsfertige Lösung kann auch Antistatika, Wachse und/oder Farbstoffe enthalten,
die bei der Herstellung des Mittels ebenfalls getrennt oder mit dem UV-Absorber
und/oder Lichtstabilisator bzw. den sonstigen Zusatzmitteln der Flüssigkeit bzw.
dem Flüssigkeitsgemisch zugefügt werden. Wird das Behandlungsmittel auf der Basis
von Dichlormethan versprüht, so
ist es zweckmäßig, ein Flüssigkeitsgemisch
mit einer Polyvinylchlorid weder uberflächlich anquellenden noch lösenden Flüssigkeit
und/odeI einer Polyvinylchlorid lösenden Flüssigkeit zu verwenden. Diese Flüssigkeit
bzw. das Flüssigkeitsgemisch sollte eine größere Verdunstungszahl als Dichlormethan,
vorzugsweise größer als 2,2, besitzen.
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Es gibt bei zahlreichen thermoplastischen Kunststoffen noch das erhebliche
Problem, eine hinreichende Wetter- und Lichtbeständigkeit einzustellen. Dieses gilt
für Polyvinylchlorid, insbesondere für Hart-Polyvinylchlorid, für eine Reihe von
Einfärbungen, insbesondere in bunten Farhtönungen. Die Erfindung ermöglicht unter
Verwendung geringer Massenanteile von UV-Absorbern und/oder Lichtstabilisatoren
auch solchen Pigmenten bzw. thermoplastischen Kunststoffen, die von sich aus eine
geringe Wetterbeständigkeit oder Lichtbeständigkeit besitzen (z. 5. Formteile und
Gegenstände aus Hart-Polyvinylchlorid), diese in ihrer Wirkung bzw. Eigenschaft
so zu verbessern, daß sich schon nach einer kurzen Einwirkungsdauer eine erhöhte
Wetterbeständigkeit bzw. Lichtbeständigkeit nach der Behandlung mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren bzw. Mittel ergibt. Während bei dem Zusatz von UV-Absorbern bzw. Lichtstabilisatoren
zu den Kunststoff-Formmassen vor der Formgebung eine zwar gleichmäßige Verteilung
in der gesamten Masse erfolgt, sind die UV-Absorber bzw. Lichtstabilisatoren nur
auf bzw. in der Oberflächenschicht voll wirksam. Dies führt dazu, daß z. 5.
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bei opaken Formteilen die Konzentration der UV-Absorber bzw.
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Lichtstabilisatoren an der Oberfläche ungenügend ist, um eine hinreichende
Schutzwirkung zu ermöglichen. Dagegen wird bei dem erfindjngsgemäßen Verfahren eine
hohe Konzentration des UV-Absorhers und/oder Lichtstabilisators ausschließlich an
der Oberfläche bzw. Oberflächenschicht mit einem hohen Wirkungsgrad erreicht. Dadurch
ist es möglich, den Anteil des UV-Absorbers bzw. Lichtstabilisators einerseits gegenüber
den Massenanteilen bei den herkömmlichen Verfahren zu reduzieren, andererseits auch
ggf. solche Pigmente bzw. Kunststoffe einzusetzen, bei denen bisher keine hinreichenden
Lichtstabilitäten erreicht werden konnten. Im Rahmen der Erfindung können somit
auch gefärbte Formteile bzw. Gegenstände aus Polyvinylchlorid, insbesondere Hart-Polyvinylchlorid,
für den Außeneinsatz Verwendung finden, die bisher wegen ihrer Oberflächenverlichtung
mit nachteilen behaftet waren oder bereits eingebaute Formteile oder Gegenstände
aus Polyvinylchlorid, vorzugsweise Hart-Polyvinylchlorid, nach einer kurzen Einwirkungsdauer
in sehr kurzer Zeit vergütet werden.
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Fensterrahmen aus liart-Polyvinylchlorid und zahlreiche andere Formteile
bzw. Gegenstände aus Polyvinylchlorid,z. O. Fensterrahmen oder Fensterprofile, Fassadenplatten,
Bauteile und Formteile für Bauzwecke aus Polyvinylchlorid und dgl., können so unter
Verwendung des erfindungsgemäßen Mittels und Verfahrens eine ueitsehende wetterheständige
bzw. lichtbeständige Oberfläche bzw. Oberflächenschicht erhalten. Besonders vorteilhaft
erfolgt
die Anwendung des Mittels im Streichverfahren oder unter Einreiben des Mittels mit
einem getränkten Schwamm, Lappen und dgl.. Dadurch wird erreicht, daß auch bei eingebauten
Gegenständen aus Polyvinylchlorid, z 5. bei Fensterrahmen, eine Verbesserung der
Beständigkeit gegen Verlichten durch Sonnenstrahlen erzielt werden kann. Der Erfolg
dieser Oberflächenvergütung hängt auch vom gleichmäßigen und lückenlosen Auftragen
des Mittels ab.
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Alle dem Wetter ausgesetzten Flächen sollten mit dem Mittel behandelt
werden Vor dem Streichen, Auftragen oder Einreiben der Fensterrahmen, Formteile
oder Gegenstände aus Polyvinylchlorid mit dem erfindungsgemäßen Mittel sollten evtl.
Schweißnahtwülste entfernt und ggf. verputzt werden Zweckmäßig sollte auch darauf
geachtet werden, daß die Formteile bzw Gegenstände aus Polyvinylchlorid, insbesondere
Fensterrahmen und dgl., vor ihrer Sehandlung mit dem erfindungsgemäßen Mittel und
Verfahren sauber, staubfrei bzw. nahezu staubfrei und möglichst trocken sind. Seim
Auftragen des Mittels im Streichverfahren können vorzugsweise Pinsel mit weichen
Sorsten eingesetzt werden. Mit einem sauberen Pinsel mit weichen Borsten (z. So
Dachshaarpinsel und dgl.) sollte das Sehandlungsmittel gleichmäßig so aufgetragen
werden, daß einerseits alle zu behandelnden Stellen damit bestrichen werden und
andererseits ein Überschuß des Drittels vermieden wird.
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Je nach Zusammensetzung des Mittels werden nur kurze Trockenzeiten
(bei Raumtemperatur, benötigt. Zusätzliche Trocken-oder Heizvorrichtungen sind nicht
erforderlich. Dadurch, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Mittels bzw. erfindungsgemäßen
Verfahrens die Formteile bzw. Gegenstände aus Polyvinylchlorid schon innerhalb einer
sehr kurzen Zeit vergütet sind, eignet sich das Mittel bzw. das Verfahren insbesondere
auch zur Sehandlung und Vergütung bereits eingebauter Formteile und Gegenstände
aus Polyvinylchlorid sowie solcher Gegenstände aus Polyvinylchlorid, die der freien
Bewitterung ausgesetzt sind.
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Beispiele 1. Die Oberfläche von roten Rolladenprofilstäben aus Hart-Polyvinylchlorid
wurde mit einer Lösung von 1 g 2-Hydroxy-5-methylpenylbenztriazol (UV-Absorberj
in 99 g Dichlormethan (Verdunstungszahl = 1,8 nach DIN 53 170; Zündtemperatur =
605 0 nach DIN 51 7943 mittels eines Pinsels so bestrichen, daß nach Abdunsten des
Dichlormethans (Dauer etwa 5 Minuten) ein Auftrag von 0,8 g/m² des UV-Absorbers
auf der Staboberfläche erzielt worden ist.
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Die so behandelten und die zum Vergleich unbehandelten, sonst gleichen
Profilstäbe wurden 3 Jahre entsprechend DIN 53 386 freibewittert.
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Die Änderung der Farbe der Stäbe nach dieser Freibewitterung wurde
im Vergleich zu dunkelgelagerten Vergleichsstäben mit Hilfe des Graumaßstabes zur
Bewertung der Änderung der Farbe nach DIN 54 002 geprüft.
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Die Graumaßstab-Echtheitsnote für die mit UV-Absorbern behandelten
Stäbe .betrug 3 bis 4 und im Vergleich dazu die der nicht behandelten Stäbe 1 (Echtheitsnote
5 bedeutet keine Farbänderung, Echtheitsnote 1 größte Farbänderung).
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Bei Verwendung von Tetrahydrofuran (Verdunstungszahl = 2,3, Zündtemperatur
= 230 C) anstelle von Dichlormethan wurde die PVC-Oberfläche so angelöst, daß der
Pinsel auf ihr klebte und die Oberfläche eine ungleichmäßige Struktur erhielt. Auch
nach 8 h Trockenzeit bei Raumtemperatur war die Oberfläche noch klebrig.
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2. Die Oberfläche von braunen Fensterprofilstäben aus Hart-Polyvinylchlorid
wurde mit einer Lösung von 1 g 2-Cyan-3-(4'-methoxyphenyl)-crotonsäuremethylester
(UV-Absorber) in 99 g einer Mischung aus 5 Massenanteilen Tetrahydrofuran und 95
Massenteilen Dichlormethan so besprüht, daß nach dem Ab-2 dunsten der Flüssigkeit
ein Auftrag von 1,5 g/m des UV-Absorbers auf der Profiloberfläche verbleibt.
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Die so behandelten und die zum Vergleich unbehandelten, sonst gleichen
Profilstäbe wurden 5 Jahre freibewittert.
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Bei den unbehandelten Profilstäben trat nach der Bewitterungszeit
eine weiße Oberflächenschicht verwitterten Materials auf; bei den behandelten Profilstäben
wurde dieses Phänomen nicht beobachtet.
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3. Die Oberfläche von weißen Fassadenplatten aus schlagzähem Polyvinylchlorid
wurde mit einer Lösung von 0,3 g 2-Hydroxy-
4-methoxybenzophenon
(UV-Absorber), 0,3 g Dibutylzinn-bismaleinsäureisobutylester (Lichtstabilisator)
und 0,4 g Cetylpalmitat (Wachs) in 99 g einer Mischung aus 23 Massenteilen Methylacetat
und 77 Massenteilen Dichlormethan mittels eines Schwammes eingerieben. Die so behandelten
und die zum Vergleich unbehandelten, sonst gleichen Platten wurden 1 Stunden der
UV-Strahlung eines Quecksilberbogens einer Quarzlampe ausgesetzt. Die behandelten
Platten zeigten danach keine Verfärbung, während dagegen die unbehandelten Platten
sich braun verfärbt hatten.
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4. Die Oberfläche von grauen Hängedachrinnen aus Hart-Polyvinylchlorid
wurde mit einer Lösung von 1 g 2-Hydroxy-5-methyl-benztriazol (UV-Absorber) und
0,8 g 2,2'Methylen-bis-(4-methyl-6-tert.-butylphenol) (Antioxidans) in einer Mischung
von 90 g Dichlormethan, 3 g Tetrahydrofuran und 5 g Methanol mittels eines Pinsels
so bestrichen, daß nach dem Abdunsten der Flüssigkeit ein Auftrag von 1,5 g/m² des
UV-Absorbers und Antioxidans auf der Dachrinnenoberfläche verbleibt.
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Nach einer 2-jährigen Freibewitterung in SUdspanien entsprechend
DIN 53 386 entsprachen die Festigkeitsgeigenschaften beim Schlagversuch nach DIN
18 469 an den behandelten Dachrinnen noch den gestellten Anforderungen, während
die unbehandelten Dachrinnen bei dem Schlagversuch brachen.
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Bei der Verwendung von Cyclohexanon (Verdunstungszahl = 40, Zündtemperatur
= 430 °C) anstelle der Mischung aus Dichlormethan, Tetrahydrofuran und Methanol
zeigte sich, daß durch dieses PVC-Lösemittel die Oberfläche der Dachrinnen stark
angelöst wurde. Nach einem 5-tägigen Trocknen der so behandelten Dachrinnen bei
40 °C waren diese so versprödet, daß sie beim Schlagversuch brachen.