DE2832676A1 - Beschichtungsverfahren - Google Patents

Beschichtungsverfahren

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DE2832676A1 DE19782832676 DE2832676A DE2832676A1 DE 2832676 A1 DE2832676 A1 DE 2832676A1 DE 19782832676 DE19782832676 DE 19782832676 DE 2832676 A DE2832676 A DE 2832676A DE 2832676 A1 DE2832676 A1 DE 2832676A1
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plastic
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Description

röhm
Formteile aus Polycarbonat zeichnen sich durch ausgezeichnete Lichtdurchlässigkeit, hohe mechanische Festigkeit und Wärmeformbeständigkeit, hervorragende Maßhaltigkeit und relativ geringe Wasseraufnahme aus. Daher finden Polycarbonatplatten für besonders schlagzähe Lichtbauelemente, Lampenkuppeln, Verglasungen u.a. bevorzugt Verwendung.
Bei Polycarbonat-Verglasungen wie auch bei anderen Formteilen macht sich jedoch die - verglichen mit Silikatglas - wesentlich geringere Kratzfestigkeit des PoIycarbonats nachteilig bemerkbar.
Auch intensive UV-Bestrahlung führt zu einer Beschädigung im Oberflächenbereich von Polycarbonaten, die sich im Mattwerden ursprünglich glänzender Oberflächen - hervorgerufen durch eine Vielzahl feinster Haarrisse - äußert.
Da die Verarbeitung der Polycarbonate vorwiegend durch Spritzgießen und - in geringerem Umfang - durch Warmformen, d.h. bei relativ hohen Temperaturen, erfolgt, ist das Problem durch Beimischen von UV-Absorbern zu den Harzen vor der Verarbeitung meist nicht zu lösen. Als Lösung bot sich an, die zu schützenden Oberflächen der Polycarbonat-Formteile mit Überzügen zu versehen, die einen UV-Absorber enthalten (vgl. W.F. Christopher und P.W. Fox in "Polycarbonates", Reinhold Publishing Comp. New York (1962).
In der US-PS 3 582 398 wird zur Verbesserung der optischen Eigenschaften (Lichtdurchlässigkeit) von Polycarbonat-Formkörpern das Aufbringen von transparenten Überzügen aus PoIymethylmethacrylat (PMMA) empfohlen, die vorzugsweise UV-Absorber enthalten. Das Überziehen kann technisch durch Eintauchen, Sprühen oder Gießen mit einer Lösung des Polymethylacrylates in einem inerten flüchtigen Lösungsmittel erreicht werden.
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föhm - 5 .
UV-hemmende Beahichtungen kann man auch durch Heißverpressen von Polycarbonatplatten mit Filmen aus Acrylat-Copolymeren erzielen. Die DT-OS 19 53 276 schlägt das
Aufpressen eines vorgefertigten, 0,025 bis 0,25 mm starken Polyacrylat-Films, vorzugsweise bestehend aus einem Methylmethacrylat-äthylacrylat-Copolymeren, das Q25 bis 5 Gew.-% eines UV-Absorbers enthält, vor. Um eine feste Haftung
zu erreichen, soll die angewandte Temperatur mindestens
163°C und der Druck mindestens 1,4 kg/cm betragen. Je höher die gewählte Temperatur ist, desto geringer kann der Druck und die Verweilzeit unter Druck eingestellt werden. Als
mögliche Ausführungsformen wird das Aufpressen in einer
(geheizten) Walze, die Herstellung des Verbundes durch gemeinsame Vakuumformung von Acrylatpolymerfilm und Polycarbonatfolie oder durch Spritzgießen, indem das Polycarbonat gegen einen Film des Acrylatpolymeren spritzgegossen wird, wobei die beiden Materialien gleichzeitig in einer Operation verbunden und gepresst werden, aufgeführt.
Die angegebenen Beschichtungen mit Poly(meth)acrylaten, vor allem kombiniert mit UV-Absorbern, können zwar die Wetterfestigkeit von Polycarbonat-Formteilen wesentlich verbessern; eine allgemein anwendbare Lösung des Problems der Kpatzfestbeschichtung von Polycarbonaten wurde jedoch damit nicht erreicht.
Eine kratzfeste Beschichtung von Polycarbonat-Formteilen
kann nach der DT-OS 19 63 278 durch Aufbringen eines Überzuges auf der Grundlage von methylmelamin-vernetzten, hydroxy lierten, fluorhaltigen Polymeren erzielt werden.
Allerdings hat sich erwiesen, daß bei den kratzfesten Beschichtungen des Standes der Technik Probleme hinsichtlich der Haftfestigkeit und der Witterungsbeständigkeit auftreten.
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Die Haftung eines Überzugs auf der Grundlage von methylmelamin-vernetzten hydroxylierten fluorhaltigen Polymeren auf der Polycarbonat-Oberflache ist der von (Meth)acrylatpolymeren, vor allem bei Bewitterung, deutlich unterlegen. Man beobachtet schon nach relativ kurz-er Bewitterung eine Tendenz zur Ablösung der Beschichtung und eine verstärkte Anfälligkeit der Oberfläche gegenüber Beschädigung.
Es blieb daher, auch im Hinblick auf kratzfeste Beschichtungen, die Aufgabe aktuell, festhaftende, möglichst perfekte Oberflächen-Beschichtungen von Polycarbonat-Formteilen zu schaffen.
Den bisher vorgeschlagenen Verfahren haften gewisse Nachteile an. Das Aufbringen der Beschichtung aus einem organischen Lösungsmittel ist in technischer und oekologischer Hinsicht unbefriedigend. Mit dem Aufbringen eines Films unter Druck und Erwärmung kommt man dem angestrebten Ziel zwar näher, aber diese Verfahren des Standes der Technik konnten im Hinblick auf die technische Produktion nicht voll befriedigen.
Die Herstellung der Folie, des Polycarbonat-Formteils und das Fügen geschieht in getrennten Arbeitsgängen. Für das Aufpressen ist nach den Angaben des Standes der Technik eine Mindesttemperatur von 1630C erforderlich; die Tendenz geht jedoch dahin, die Temperatur zu erhöhen, um die Dauer des AufpressVorgangs herabsetzen zu können.
Die erwähnten Möglichkeiten der gemeinsamen Vakuumformung von Polyacrylatfilm und Polycarbonatfolie oder des Spritzgießens gegen einen Polyacrylatfilm sind naturgemäß auf vakuumgeformte bzw. spritzgegossene Formteile beschränkt. Es sei dahingestellt,
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röhm -τ
ob unter den Bedingungen der Vakuumformung in allen Fällen eine gleichmäßige, stabile und festhaftende Beschichtung hergestellt werden kann.
Anzustreben ist insbesondere, daß sich das Beschichtungsverfahren ohne zu großen Aufwand kontinuierlich durchführen läßt.
Es wurde nun gefunden, daß eine Oberflächen-Beschichtung von Polycarbonat-Tafeln und -Folien, besonders Polycarbonatplatten mit einer bzw. mehreren Kunststoff-Schichten, insbesondere solchen auf Poly(meth)acrylatbasis, erreicht werden kann, die die Ansprüche an solche Beschichtungen sehr weitgehend erfüllt, wenn man die Polycarbonat-Formteile, insbesondere die Polycarbonatplatten und die aufzubringenden Kunststoff-Schichten in den gewünschten Abmessungen in einem Extruder, mittels einer Mehrmaterialdüse, koextrudiert und gegebenenfalls auf die so erhaltene Schicht auf Poly(meth)acrylatbasis als Zwischenschicht ein kratzfester Überzug (Endschicht) aufgebracht wird.
Unter Polycarbonaten seien, wie in der Technik üblich, die Polykondensationsprodukte der Kohlensäure mit mehrwertigen Alkoholen, insbesondere zweiwertigen Phenolen, wie den Dioxydiphenylalkanen, mit einem Molekulargewicht oberhalb ca. 12.000 verstanden. Besonders genannt seien die Polycarbonate auf der Basis von (4,4'-Dihydroxy-diphenyl)-propan-2,2 und seiner am Kern durch Halogen oder Alkyl substituierten Derivate.
Als Material für die aufzubringende Kunststoff-Schicht ist in erster Linie an Polymere bzw. Copolymere auf der Basis
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von (Meth)acrylaten zu denken, soweit sie sich zur Extrusion eignen. Genannt seien insbesondere Polymerisate und Copolymerisate von Acryl- bzw. Methacrylsäureestern, in erster Linie mit Methylmethacrylat und Methylacrylat als Monomeren, ferner mit Acrylestern der homologen AlkohöLe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, insbesondere Äthyl- und Butylacrylat, ferner Benzylacrylat, den Di-methacrylestern von Diolen wie dem Äthandiol- und dem 1,4-Butandiolmethacrylat. ¥eiter eignen sich (Co)-Polymere mit Acrylnitril, Styrol, Maleinsäureanhydrid, Butadien-Styrol, Butadien-«K-Methyl-Styrol im Sinne der vorliegenden Erfindung als Monomere für das in Koextrusion aufzubringende Material.
Die aufzubringenden Kunststoff-Schichten besitzen in der Regel eine Dicke von 10 bis 100 μ, vorzugsweise 50 μ.
Die Di-cke der aufzubringenden Schicht kann hinsichtlich der technischen Verwendung von kritischer Bedeutung sein, da ab einer gewissen Beschichtungsdicke mit Rißfortpflanzung in die darunter befindliche Schicht hinein zu rechnen ist.
Als eine besonders interessante Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahrens ist das gleichzeitige Aufbringen mehrerer geeigneter Kunststoffschichten durch Koextrusion in einem Extruder mittels einer Mehrmaterialdüse zu erwähnen. Dabei werden vorteilhaft als Zwischenschicht die wegen ihrer guten Haftung auf der Polycarbonat-Oberflache besonders geeigneten Poly(meth)acrylate verwendet. Vorteilhafterweise enthält wenigstens eine der den PoIycarbonat-Kern abschirmenden Kunststoff-Schichten, insbesondere die Poly(meth)acrylatschicht geeignete UV-Absorber, beispielsweise die in der US-PS 3 594 264 genannten.
Als Material für die Kratzfest-Beschichtungen, die gegebennenfalls auf die durch Koextrusion gebildete Zwischenschicht
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aus Poly(meth)acrylaten aufgebracht werden, sind die an sich bekannten Kratzfest-Beschichtungen, beispielsweise solche, die auf der Grundlage von Silikonharzen aufgebaut sind oder die in der DT-OS 19 63 278 beschriebenen Überzüge auf der Grundlage von methylmelamin-vernetzten,- hydroxylierten fluorhaltigen Polymeren zu nennen.
Das Aufbringen der Kratzfest-Beschichtung auf die durch !Coextrusion gebildete Zwischenschicht aus Poly(meth)acrylaten kann in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Aufbringen einer Überzugslösung erfolgen:
Die für die in Koextrusion herzustellenden Formteile bzw. die
g zur Kunststoff-Beschichtung geeigneten Ausgarfimaterialien, d.h. Polycarbonate und die bevorzugt verwendeten Polymere bzw. Copolymere der (Meth)acrylate können in der üblichen, für Extrusion geeigneten Form und Qualität, z.B. als Granulate oder Pulver vorliegen.
Auch die Durchführung des Extrusionsverfahrens im Extruder gemäß der vorliegenden Erfindung kann in an sich bekannter Weise unter Verwendung marktgängiger Extruder und von Mehrmaterialdüsen geeigneter Abmessungen vorgenommen werden.
Die Haftung zwischen dem Polycarbonat-Formteil und dem bzw. den aufzubringenden Kunststoff-Schichten kommt im Zuge des Extrusionsverfahrens zustande, wobei der im Extrusionsvorgang erzeugte Wärmeinhalt der Schichten im allgemeinen groß genug ist, um die haftende Verbindung zwischen den Schichten zu gewährleiste.
Vorteilhafterweise wird der erfindungsgemäßen Koextrusion eine Behandlung durch Kalandrieren angeschlossen.
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GmbH Darmstadt
Der bzw. die UV-Absorber können entweder dem Ausgangsmaterial für die Kunststoff-Beschichtung in möglichst homogener Verteilung zugemischt oder während der Extrusion kontinuierlich zugeführt werden.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Beschichtungen sind den nach den Verfahren des Standes der Technik hergestellten Produkten überlegen, insbesondere hinsichtlich der Haftung und vor allem hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften.
Die anschließenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung, sollen aber den nachgesuchten Schutz in keiner Weise beschränken.
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Claims (1)

  1. röhm
    GmbH Darmstadt α q λ λ λ iy λ
    Pat/Dr.Htl/Kla/9
    Beschichtungsverfahren
    Patentansprüche
    1. Verfahren zur Beschichtung von Polycarbonat-Tafeln \ /und -Folien mit Kunststoff-Schichten
    dadurch gekennzeichnet,
    daß man die Polycarbonat-Tafeln und -Folien und die aufzubringende Kunststoff-Schicht gleichzeitig in Koextrusion auf einem Extrusionswerkzeug mittels einer Mehrmaterialdüse erzeugt und im Zuge des ExtrusionsVorgangs Haftung der Kunststoff-Schicht auf den Polycarbonat-Tafeln und -Folien erfolgt.
    2. Verfahren zur Beschichtung von Polycarbonat-Tafeln
    und -Folien mit Kunststoff-Schichten, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polycarbonat-Tafeln und -Folien zusammen mit verschiedenen aufzubringenden Kunststoff-Schichten erzeugt und im Zuge des Extrusionsvorgangs Haftung erfolgt.
    3. Verfahren zur Beschichtung von Polycarbonatplatten mit Kunststoff-Schichten auf Basis von Polymeren bzw. Copolymeren der (Meth)acrylate, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polycarbonatplatten und die aufzubringenden Kunststoff-Schichten gleichzeitig in Koextrusion in einem Extrusionswerkzeug mittels einer Mehrmaterialdüse erzeugt und im Zuge des ExtrusionsVorgangs Haftung der Kunststoff-Schichten auf der Polycarbonatplatte erfolgt.
    909886/0278
    röhm
    GmbH Darmstadt 9 ß Ώ 0 C 7 C
    k. Verfahren zur Beschichtung von Polycarbonat-Tafeln
    und -Folien mit Kunststoff-Schichten, gemäß den
    Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß
    man der deckenden Kunststoff-Schicht einen oder
    mehrere UV-Absorber zusetzt.
    5. Verfahren zur Beschichtung von Polycarbonat-Tafeln
    und -Folien mit Kunststoff-Schichten, gemäß den
    Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
    als unmittelbar auf die Polycarbonat-Tafel oder -Folie aufzubringende Kunststoff-Schicht eine solche aus Polymeren bzw. Copolymeren der (Meth)acrylate verwendet
    wird.
    6. Verfahren zur Beschichtung von Polycarbonat-Tafeln und -Folien mit Kunststoff-Schichten, gemäß den Patentansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach
    dem KoextrusionsVorgang eine Kalandrierung durchgeführt wird.
    7- Verfahren zur Beschichtung von Polycarbonat-Tafeln und -Folien mit Kunststoff-Schichten, gemäß den Patentansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die durch Koextrusion erzeugte, im Zuge des Extrusionsvorganges
    festhaftend mit der Polycarbonatplatte verbundene Kunststoff-Schicht (Zwischenschicht) aus Polymeren bzw. Copolymeren der (Meth)acrylate als Endschicht einen kratzfesten Überzug aufbringt.
    8. Verfahren zur Beschichtung von Polycarbonat-Tafeln und -Folien mit Kunststoff-Schichten, gemäß den Patentansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im Zuge des ExtrusionsVorgangs festhaftend mit der Polycarbonatplatte verbundene Kunststoff-Schicht (Zwischenschicht) eine Dicke von 10 bis 100 μ besitzt.
    909886/0278
    röhm
    GmbH Darmstadt ? fi ^ 9 R 7 R
    9. Verfahren zur Beschichtung von Polycarbonat-Tafeln und -Folien mit Kunststoff-Schichten, gemäß Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein kratzfester Überzug auf der Basis von Silikonharz verwendet wird.
    10. Verfahren zur Beschichtung von Polycarbonat-Tafeln und -Folien mit Kunststoff-Schichten, gemäß Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein kratzfester Überzug auf der Basis von methylamin-vernetzten, hydroxylierten fluorhaltigen Polymeren verwendet wird.
    - 4 909886/0278
DE19782832676 1978-07-26 1978-07-26 Beschichtungsverfahren Ceased DE2832676A1 (de)

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