DE2917748A1 - Mit uv-licht polymerisierbare polyaetherurethanmasse - Google Patents

Mit uv-licht polymerisierbare polyaetherurethanmasse

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DE2917748A1 DE19792917748 DE2917748A DE2917748A1 DE 2917748 A1 DE2917748 A1 DE 2917748A1 DE 19792917748 DE19792917748 DE 19792917748 DE 2917748 A DE2917748 A DE 2917748A DE 2917748 A1 DE2917748 A1 DE 2917748A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine verbesserte flüssige fotopolymerisierbar äthylenisch ungesättigte Polyätherurethanmasse, die sich durch ihre Fähigkeit auszeichnet, schnell durch Aktivierung mit ultraviolettem Licht zu polymerisieren, wobei eine Druckplatte hergestellt werden kann, die relativ widerstandsfähig gegenüber einem Verlust der Halbschattenstellen während des Drückens ist.
Flüssige fotopolymerisierbare äthylenisch ungesättigte Polyätherurethane, die leicht in Wasser dispergierbar oder löslich sind, werden in der US-PS 4 057 431 und in der DE-OS 28 01 492 beschrieben* Diese Polyätherurethane können ganz allgemein als Reaktionsprodukt eines organischen Polyisocyanate mit einem Polyätherpolyol mit vorzugsweise 2 bis 3 Hydroxylgruppen und einem Hydroxylalkylacrylat oder -methacrylat, wobei der Alkylrest 1 bis 10 Kohlenstoff atome aufweist, sowie einem Fotoinitiator charakterisiert werden. Diese Polymeren können nach der Vorpolymermethode, Einschußmethode oder Quasivorpolymermethode hergestellt werden.
Insbesondere handelt es sich um eine flüssige äthylenisch ungesättigte Polyätheruretharmasse mit einer Viskosität bei 24°C voA 1000 bis 10000 Centipoise, die in verdünnten alkalischen Lösungen (wobei 1 η NaOH bevorzugt wird) dispergierbar ist. Diese Massen lassen sich durch aktinisches Licht polymerisieren, wobei ein Feststoff mit einer Shore-A-Härte von wenigstens 30 erhalten wird, wenn die Masse 0,5 bis 15 Gew.-% eines Dialkylaminoalkylacrylats oder -methacrylats, wobei der Alkylrest 1 bis 10 Kohlenstoffatome aufweist, enthält.
Diese Massen liefern zwar zufriedenstellende Druckplatten, sie besitzen jedoch die Neigung, die Halbschattenqualität bei sehr lange andauernden Druckvorgängen zu verlieren, wobei ferner ungehärtete Stellen in der Mitte der polymerisier-
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baren Massen festgestellt werden, sofern sie nicht relativ lange der UV-Lichtaktivierung ausgesetzt werden. Diese Eigenschaft der Polyätherurethane bedeutet bei der Herstellung von Druckplatten einen Zeitnachteil oder erfordert die Verwendung eines größeren Menge des teuren Fotoinitiators.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer flüssigen fotopolymerxsierbaren Polyätherurethanmasse, welche sich durch die Fähigkeit auszeichnet, daß mit ihrem Einsatz Druckplatten mit Halbschattenmarkierungen hergestellt werden, die gegenüber einer Abnutzung bei der Verwendung sehr widerstandsfähig sind, wobei die Massen relativ schnell gehärtet werden können.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung näher. Alle Teil- und Prozentangaben beziehen sich, sofern nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht.
Beispiele 1 bis 6
Die Grundmassen werden unter Einhaltung der in der Tabelle I angegebenen Ansätze hergestellt.·
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Tabelle I
Teile
Beispiel Nr. 1 2 3 4 5 6
Polyätherdiol* 2000 2000 1600 1600 800 800
Isophorondiisocyanafc 883 883 772 772 175 189
Trirtethylhexaitiethy-
lendiisocyanat
- -- - 166 178
Hydroxyäthylmeth-
acrylat
1101 1101 760 760 436 470
Polyäthylenglykol-
600-dimethacrylat
200 200 158 158 80 80
Oleinsäure 104 104 95 95 50 50
Fotosensibilisator BIBE DEÄP BIBE DEAP BIBE BIBE
Mittel 174 174 158 158 80 80
Hydrochinon 1,0 1,0 4,0 4,0 2 2
Katalysator-T-831** 4,0 4,0 3,0 3,0 1,5 1/5
* Diese Polyätherdiole besitzen Molekulargewichte von 3000 im Falle der Beispiele 1, 2, 5 und 6 und 1800 im Falle der Beispiele 3 und 4.
** Der Katalysator-T-831 besteht aus Di-(n-octy2)~zinn-S,S'-bis-(xsooctylmercaptoacetat).
Die in der Tabelle für die Beispiele 1, 2, 5 und 6 angegebenen Ansätze werden in der folgenden Reihenfolge durch Mischen hergestellt. Das Polyätherdiol wird in ein geeignetes Reaktionsgefäß gegeben, dann werden das Isocyanat und das PoIyäthylenglykol-600-dimethacrylat zugegeben. Die Zahl 600 gibt das Molekulargewicht des Polyäthylenglykols an. Die Zugabe erfolgt zusammen mit dem Hydrochinon zu dem Polyätherdiol. Die Mischung wird bei Zimmertemperatur während einer Zeitspanne von 1 Stunde entgast, worauf das Hydroxyäthylmethacry-
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lat unter Rühren während einer Zeitspanne von 10 Minuten bei Atmosphärendruck fortgesetzt wird. Der Katalysator wird dann dem Reaktor zugesetzt, worauf 5 Minuten gerührt wird. Die Temperatur der Reaktionsmischung wird durch Kühlen des Reaktionsgefäßes in der Weise gesteuert, daß die Temperatur nicht auf einen Wert oberhalb 77°C ansteigt. Die Reaktionsmischung läßt man dann während einer Zeitspanne von ungefähr 48 Stunden bei Zimmertemperatur, nachdem die exotherme Reaktion aufgehört hat, stehen. Das erhaltene Reaktionsprodukt wird auf den Restisocyanatgehalt analysiert, der gewöhnlich weniger als 0,5 % an freiem NCO beträgt. Dieser freie NCO-Gehalt wird dann durch die Zugabe der theoretischen Menge oder eines kleinen Überschusses an n-Butanol zur Stabilisierung der Viskosität des erhaltenen Reaktionsproduktes zerstört. Beispielsweise besitzt das gemäß Beispiel 1 erhaltene Produkt eine Viskosität von 3200 Centipoise bei 240C, nachdem es durch Zugabe von n-Butanol stabilisiert worden ist. Es ist im wesentlichen frei von aggressivem Geruch. Das fotosensibilisxerende Mittel wird dieser Mischung in den in den Ansätzen angegebenen Mengen zugesetzt, worauf die flüssige fotopolymerisierbare Masse, beispielsweise diejenige des Beispiels 1, mittels ultravioletter Strahlung gehärtet wird. Die gehärtete Masse besitzt eine Shore-A-Härte von 95. Gemäß Beispiel 4 werden das Polyätherdiol, das Isophorondiisocyanat und das Hydroxyäthylmethacrylat zuerst unter Bildung des Polyurethans umgesetzt. Nach einem Stehenlassen während ungefähr 48 Stunden wird der freie NCO-Gehalt bestimmt und durch die Zugabe einer ausreichenden Menge an n-Butanol zerstört. Dabei wird eine Masse erhalten, die im wesentlichen isocyanatfrei ist. Dann werden die ölsäure, das Polyäthylenglykol-600-dimethacrylat sowie das fotosensibilisxerende Mittel, und zwar DEAP (Abkürzung für 2,2-Diäthoxyacetophenon), zugesetzt und in die stabilisierte ürethanmischung gemäß Beispiel 4 eingerührt. Dabei wird eine Fotopolymermasse mit einer Viskosität von 4100 Centipoise bei 24°C erhalten. Wenn auch diese Masse im wesentlichen frei von aggressivem Geruch
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ist land leicht durch Einwirkenlassen von ultravioletter Strahlung zur Erzeugung eines Polymeren auf dem Substrat gehärtet werden kann, das als Druckplatte zufriedenstellende Eigenschaften aufweist, wobei unter Einsatz einer wäßrigen Detergenslösung die nichtpolymerisierte Masse sich leicht von dem Polymeren auf dem Substrat entfernen läßt, kann sie dennoch durch die erfindungsgemäße Behandlung verbessert werden.
Zur Durchführung der Beispiele 1, 2, 3, 4 und 5 wird als Polyätherdiol ein Material eingesetzt, das im wesentlichen 70 % Gruppen enthält, die auf Propylenoxid zurückgehen, während 30 % der Gruppen von Äthylenoxid abstammen. Das Diol weist ungefähr 80 % primäre Hydroxylgruppen auf. Das Polyätherdiol von Beispiel 6 enthält ungefähr 92 % Gruppen, die auf Propylenoxid zurückgehen, sowie 8 % Gruppen, die sich von Äthylenoxid ableiten. Dabei wird ein Diol erhalten, das ungefähr 59 % primäre Hydroxylgruppen aufweist. Das in den Beispielen 1,3,5 und 6 als BIBE identifizierte Fotosensibilisierungsmittel besteht aus Benzoinisobutyläther.
Die Grundmassen der Beispiele 1 und 6 werden in der Weise modifiziert, das innig 9,0 Gew.-% Dxäthylamxnoäthylacrylat eingemischt werden, wobei eine flüssige fbtopolymerisierbare Masse erhalten wird, die Druckplatten mit wesentlichen\erbesserten Halbschattenqualitäten zu erzeugen vermag und sogar noch Markierungen mit einem Durchmesser von weniger als 100 μ nach einer Bestrahlung mit ultraviolettem Licht ermöglicht. Diese gemischten flüssigen fotopolymerisierbaren Massen zeichnen sich durch eine sehr schnelle Polymerisation aus und erfordern daher kürzere Bestrahlungszeiten mit ultraviolettem Licht zur Entwicklung der gewünschten Schattenqualitäten der Druckplatte, sie können jedoch durch die erfindungsgemäße Behandlung oder Mischmethode gemäß vorliegender Erfindung verbessert werden*
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Werden die Druckplatten der vorstehend beschriebenen Beispiele unter einem Mikroskop untersucht, dann stellt man fest, daß die Buchstaben oder Markierungen im wesentlichen gerade verlaufen und nur minimale Krümmungen aufweisen. Es wurde festgestellt, daß dann, wenn die flüssige polymer!- sierbare Polyätherurethanmxschung, d. h. das Grundpolymere, 0,01 bis 0,5 Teile eines organischen Phosphins pro 100 Teile des Grundpolymeren enthalten, die erforderliche Menge an Fotoinitiator zur Erzielung einer schnellen und guten Härtung geringer ist. Daher ist die erhaltene Masse wirtschaftlicher herzustellen. Ferner wurde beobachtet, daß Mikromarkierungen eine solche Ausgestaltung besitzen, daß die vergrößerten Markierungen ein pyramidenähnliches Aussehen besitzen. Diese Form ermöglicht die Herstellung einer wesentlich verbesserten Druckplatte, die Druckerzeugnisse mit einer ausgezeichneten Konturenschärfe ergibt, wobei die Gebrauchsdauer der Platten sehr groß ist. Durch einen Gammatroltest liefert diese Behandlung eine ausgezeichnete Konturenschärfe sowie freistehende Halbschattierungsmarkierungen.
Die erfindungsgemäß in Kombination mit den organischen Phosphinderivaten geeigneten Fotoinitiatorensind die Mono- und Dialkoxybenzoinderivate, wobei die Alkoxygruppe 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthält. Einige repräsentative bevorzugte Fotoinitiatoren sind Benzoinisobutyläther, 2,2-Diäthoxyacetophenon, Bis-halogenmethylbenzophenon, wobei der Halogenrest aus Chlor besteht, sowie 2,2-Diäthoxyphenylacetophenon.
Die Benzointypinitiatoren werden gewöhnlich in kleinen Mengen von 0,01 bis 5,0 Teilen verwendet, wobei die niedrigeren Mengen dann eingesetzt werden, wenn die flüssige Fotopolymermasse mit einem opaken Kunststoff verwendet wird, beispielsweise einem bekannten Polyesterfilmsubstrat, welches eine Bestrahlung der flüssigen Fotopolymermasse mit ultraviolettem Licht von unterhalb und oberhalb des Substrats er-
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mögXicfat» Andererseits können, die größeren Mengen des Initiators in. den Fällen, eingesetzt werden, in denen das Substrat metallisch istf beispielsweise aus Aluminium oder Blechstahl besteht«
Beispielsweise können die Polyätherurethane gemäß Tabelle I vorzugsweise mit 2 bis 5,0 Teilen pro 100 Gew.-Teile DEAP und 0,01 bis O1-I Teilen Trlpheny!phosphin Im Falle eines Polyestersubstrats vermischt werden, und anschließend während einer Zeltspanne von 6 bis 12 Sekunden mit einer Quecksilber-UV-Lampe bestrahlt werden, worauf sich eine 50 bis 60 Sekunden dauernde zweite Bestrahlung anschließt. Dabei wird eine Druckplatte mit einer verbesserten Verankerung von Mikromarkierungen auf dem Substrat erhalten. Besteht das Substrat aus Aluminium, dann werden die Massen gemäß Tabelle I vorzugsweise mit 0,5 bis 1,5 Teilen dieser Fotoinitiatoren und 0,25 bis 0,5 Teilen Triary!phosphin vermischt.
Das Fotopolymere (100 Teile) gemäß Beispiel 1 wird mit 0,4 Teilen Methoxybenzoin vermischt. Diese Mischung erfordert eine Bestrahlung von 25 Sekunden mittels einer pulsierenden Xenonlichtbogenqaelle-'zur Härtung der Flüssigkeit zu einem Feststoff.
Der gleiche FotoInitiator (100 Teile), der 0,2 Teile Methoxybenzoin und 0,04 Teile Tripheny!phosphin enthält, härtet zu einem Feststoff nach einer nur 10 Sekunden dauernden Bestrahlung mit der gleichen pulsierenden Xenonlichtbogenquelle.
Die organischen Phosphinderivate, die erfindungsgemäß geeignet sind, entsprechen der Formel PR1R3R3, wobei R^, R3 und R7. gleich oder verschieden sein können und für aliphatische, cycloaliphatische r aromatische, araliphatische oder heterocyclische Reste stehen, wobei jedoch einer der Reste R^, E«, oder R, immer ein aromatischer Rest sein muß. Die erwähn- ten Gewichtsprozentsätze betreffen das Gesamtgewicht aus ungesättigtem Harz und unpolymerisierbaren Monomeren.
809846/088S
Nachfolgend werden erfindungsgemäß geeignete repräsentative Phosphine angegeben:
Triphenylphosphin,
Tri-p-toluylphosphin,
Dxphenylmethylphosphxn,
Diphenyl-äthyl-phosphin,
Diphenylpropylphosphin,
Dimethyl-phenyl-phosphin,
Diäthylphenylphosphin,
Dipropyl-phenyl-phosphin,
Divinylphenylphosphin,
Divinyl-p-methoxyphenylphosphin, Divinyl-p-brompheny1-phosphin, Divinyl-p-toluyl-phosphin,
Diallyl-phenyl-phosphin,
Diallyl-p-methoxyphenyl-phosphin, Diallyl-p-brompheny1-phosphin und Diallyl-p-toluyl-phosphin.
Zu 100 Teilen der flüssigen Polyätherurethanfotomassen der Beispiele 1 bis 6 werden 0,2 Teile Triphenylphosphin zugemischt. Dann wird die Probe durch Bestrahlung mit einer Xenonlichtbogenlampe durch ein Fotonegativ gehärtet. Man stellt fest, daß die Länge der Bestrahlung zur Erzielung einer zufriedenstellenden Härtung gewöhnlich 5 bis 20 Sekunden geringer ist als im Falle der Verwendung eines Aliquots, welches kein Triphenylphosphin enthält. Ferner liefert die Triphenylphosphin-behandelte Probe eine bessere Druckplatte.
Die oben tabellarisch angegebenen Phosphine können zum Ersatz des Triphenylphosphins bei der Durchführung der vorstehend geschilderten Experimente verwendet werden, wobei verbesserte Druckplatten erhalten werden.
Aliquots der Grundmassen der Beispiele 1 bis 6 werden durch Zusatz von 9,0 Gew.-% Diäthylamxnoäthylmethacrylat und damit durch Zugabe zusätzlicher äthylenischer ünsättigung neben
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der ünsättigung modifiziert, die durch Umsetzung eines Isocyanatrests des Vorpolymeren mit dem Hydroxyalkylacrylat oder -methacrylat, wobei der Alkylrest 1,2 bis 10 und mehr Kohlenstoffatome enthält, erhalten worden ist.
Wird Triphenylphosphin oder Tritoluylphosphin zu diesen zusätzlich äthylenisch ungesättigten Aliquots in Mengen von 0,15 bis 0,25 mit DEAP oder 2,2-Diäthoxyphenylaceton oder Bis-chlormethylbenzophenon zugesetzt, dann bedingt die erhaltene Fotomasse eine verbesserte Konturenschärfe und Halbschattenmarkierungsqualität.
909848/06Θ6

Claims (4)

  1. MÜLLER-BORE · DEUFEL · SCHÖN · HERTEL
    PAl
    DR. WOLFGANG MÜLLEH-BORi CPATENTANWALTVON 1927-1975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CHEM. OR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.
    S/G 17-307
    The Goodyear Tire & Rubber Company, Akron, Ohio 44316, USA
    Mit UV-Licht polymerisierbar PoIyätherurethanmasse
    (Zusatz zum Patent — (Patentanmeldung P 26 41 189.2))
    Patentansprüche
    [y. Mit UV-Licht polymerisierbare Polyätherurethanmasse, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem in Wasser dispergierbaren flüssigen äthylenisch ungesättigten Polyätherurethan, 0,5 bis 5,0 Teilen eine Fotoinitiators und 0,01 bis 0,5 Teilen Triarylphosphin besteht.
  2. 2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotoinitiator aus Mono- oder Dialkoxybenzoin besteht, wobei der Alkoxyrest 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthält.
  3. 3. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Triarylphosphin aus Tripheny!phosphin besteht.
    909846/0685
    MÜNCHEN· 88-SIEBERTSXR. 4-POSTFACH S6 07S0 · KADEI,: MUEBOPAT -TEL·. (030) 474005 · TELEX 5-242S5
    291774a
  4. 4. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der äthylenischen ünsättigung des PoIyätherurethans auf die Umsetzung eines Hydroxyalkylacrylats oder -methacrylats mit einem Isocyanatrest des PoIyätherurethans zurückgeht.
    909846/0B8B
DE19792917748 1978-05-01 1979-05-02 Mit uv-licht polymerisierbare polyaetherurethanmasse Withdrawn DE2917748A1 (de)

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