DE3049923A1 - Transparent plastics slabs - coated with lacquer contg. (meth)acrylic acid lower alkyl ester polymer, substd. benzotriazole as UV absorber and quencher - Google Patents
Transparent plastics slabs - coated with lacquer contg. (meth)acrylic acid lower alkyl ester polymer, substd. benzotriazole as UV absorber and quencherInfo
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Abstract
Description
UV-Schutzlack und dessen VerwendungUV protective varnish and its use
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein UV-Schutzlack sowie die Verwendung dieses Lackes zum Schutz von transparenten Kunststoffplatten gegen Vergilbung und/oder Versprödung.The present invention is a UV protective varnish as well the use of this varnish to protect transparent plastic panels against Yellowing and / or embrittlement.
Lichttransparente Kunststoffplatten werden in großem Umfang auf vielen Gebieten der Technik und des täglichen Lebens eingesetzt. Besondere Bedeutung haben hierbei erlangt Kunststoffplatten auf Basis von Polyvinylchlorid (PVC), Polycarbonat (PC), Styrol-Butadien-Mischpolymerisaten (SB), und Acrylnitril-Butadien-Styrol-Mischpolymerisaten (ABS). Die Kunststoffplatten können dabei gebogen oder gewölbt sein. Sie können also z.B. auch in Form von Kugelsegnienten oder anderen Formen vorliegen, wie sie z.B. für Lichtkuppeln eingesetzt werden. Besonders bevorzugt sind die Kunststoffplatten mehrwandig, insbesondere doppelwandig, wobei die Wände durch Verbindungsstege miteinander verbunden sind. Derartige sogenannte lIohlkammerprofile haben den außerordentlichen Vorteil, daß sie stark wärmedämmend sind. Alle derartigen bekannten Ausführungformen voh Kunststoffplatten werden unter dem Begrif "Kunststoffplatten" im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden.Light-transparent plastic sheets are widely used on many Areas of technology and daily life. Have special meaning here obtained plastic sheets based on polyvinyl chloride (PVC), polycarbonate (PC), styrene-butadiene copolymers (SB), and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (SECTION). The plastic plates can be curved or arched. You can So e.g. also in the form of spherical gifts or other forms, like them e.g. used for skylights. The plastic plates are particularly preferred multi-walled, in particular double-walled, the walls being connected to one another by connecting webs are connected. Such so-called hollow chamber profiles have the extraordinary Advantage that they are highly insulating. All such known embodiments voh plastic plates are under the term "plastic plates" in the sense of the present Invention understood.
Bevorzugt bestehen die Kunststoffplatten gemäß der Erfindung aus den oben genannten Kunststoffen. Die Herstellung erfolgt in der Regel durch Extrusion.Preferably, the plastic sheets according to the invention consist of the plastics mentioned above. They are usually manufactured by extrusion.
Es ist bekannt, derartige Kunststoffplatten bzw. Gebrauchsgegenstände durch einen Lacküberzug gegen gewisse Einwirkungen zu schützen, ihnen z.B. eine Kratzunempfindlichkeit oder Witterungsbeständigkeit bzw.It is known, such plastic sheets or utensils to protect against certain influences with a lacquer coating, e.g. a Insensitivity to scratching or weathering or
Lichjbeständigkeit zu verleihen. In der DE-OS 28 07 923 ist in diesem Sinne ein Lacküberzug auf Basis von Polyisocyanaten und Epoxyharzen vorgeschlagen worden. Es wird damit aber nur in unzureichendem Ausmaß eine Witterungsbeständigkeit erzielt.To give light resistance. In DE-OS 28 07 923 is in this Proposed meaning a lacquer coating based on polyisocyanates and epoxy resins been. However, this only provides an inadequate degree of weather resistance achieved.
Die meisten lichttransparenten Kunststoffe haben insbesondere den Nachteil, daß ihre Eigenschaften durch langandauernde Bestrahlung mit Sonnenlicht verschlechtert werden. Bei manchen Kunststoffen tritt in besonders ausgeprägte Maße eine Vergilbung ein, z.B. bei PVC. Bei anderen Kunststoffen tritt besonders eine Versprödung ein, z.B. bei PC, SB und ABS.Most light-transparent plastics in particular have the Disadvantage that their properties are due to long-term exposure to sunlight be worsened. With some plastics occurs to a particularly pronounced extent yellowing, e.g. with PVC. With other plastics one occurs in particular Embrittlement, e.g. with PC, SB and ABS.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen UV-Schutzlack für transparente Kunststoffplatten zu schaffen, die nach Lackierung mit diesem Lack eine hohe Beständigkeit gegenüber der Einwirkung von Sonnenlicht aufweisen. Unter transparenten Kunststoffplatten werden im Sinne der Erfindung solche Kunststoffplatten verstanden, die gegenüber dem Sonnenlicht transparent sind. Sie haben eine außerordentliche technische Bedeutung als Verkleidungen für Gewächshäuser, als l,ichtwände in Industriehallen, Sporthallen, Reithallen, Schwimmbädern, Balkon- und Terrassenverkleidungen, Ausstellungspavillons usw.The present invention is based on the object of a UV protective lacquer for creating transparent plastic sheets after painting with this varnish have a high resistance to the action of sunlight. Under Transparent plastic sheets are such plastic sheets for the purposes of the invention understood that are transparent to sunlight. You have an extraordinary one technical importance as cladding for greenhouses, as light walls in industrial halls, Sports halls, riding arenas, swimming pools, balcony and terrace cladding, exhibition pavilions etc.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß transparente Kunststoffplatten mit einem Lacküberzug eine ganz außerordentliche Beständigkeit gegenüber Sonnenlicht besitzen, wenn der Lack die nachfolgend definierten Bestandteile aufweist.It has now surprisingly been found that transparent plastic sheets with a lacquer coating a very extraordinary resistance to sunlight if the paint has the components defined below.
Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein UV-Schutzlack enthaltend Bindemittel Lösungsmittel, UV-Absorber und Quencher sowie gegebenenfalls bliche lacktechnische Zusatzstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß er a) 15 bis 40 Gew.-% Polymerisate von niederen Alkyl-Acrylsäure-oder-Methacrylsäureestern, b) 0,1 bis 4 Gew.- 2-(2-Hydroxy-3,5-dialkyl-aryl)-2H-benztriazole, c) 0,1 bis 4 Gew.-°z Quencher, d) 52 bis 87 Gew.-% niedrig siedende Lösungsmittel mit einem Flammpunkt unter etwa 400C enthält, Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung des oben definierten Lacks zum Schutz von lichttranspa renten Kunststoffplatten vor Vergilbung und/oder Versprödung.The invention accordingly contains a UV protective lacquer Binders, solvents, UV absorbers and quenchers and, if appropriate, customary ones Lacquer additives, characterized in that it contains a) 15 to 40% by weight Polymers of lower alkyl acrylic acid or methacrylic acid esters, b) 0.1 to 4% by weight 2- (2-hydroxy-3,5-dialkyl-aryl) -2H-benzotriazoles, c) 0.1 to 4% by weight z quencher, d) 52 to 87 wt .-% low boiling solvents with a flash point below about 400C contains, The invention furthermore relates to the use of the above-defined Lacquers to protect light-transparent plastic sheets from yellowing and / or Embrittlement.
Die zu lackierenden Kunststoffplatten sind vorzugsweise farblos. Sie können aber auch schwach getönt sein, wenn dies vom Verwendungszweck her erwünscht ist.The plastic sheets to be painted are preferably colorless. she but can also be slightly tinted if this is desired for the purpose is.
Zweckmäßig hat der Lacküberzug eine Stärke von mindestens 10 µm, vorzugsweise mindestens 20/um, und höchstens 60 um, vorzugsweise höchstens ZIOxum. Es ist weiterhin zweckmäßig, daß der Lacküberzug die UV-Absorber in einer Menge von mindestens 1,0 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 1,5 Gew.-%, und höchstens 8,0 Gew.-, vorzugsweise höchstens 5 Gew.-% enthält. Außerdem ist es zweckmäßig, daß der Lacküberzug die Quencher in einer Menge von mindestens 1,0 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 1,5 Gew.-%, und höchstens 8,0 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 5,0 Gew.-% enthält.The lacquer coating expediently has a thickness of at least 10 μm, preferably at least 20 µm, and at most 60 µm, preferably at most ZIOxum. It is still expedient that the lacquer coating the UV absorber in an amount of at least 1.0 % By weight, preferably at least 1.5% by weight, and at most 8.0% by weight, preferably contains at most 5% by weight. It is also useful that the lacquer coating Quencher in an amount of at least 1.0% by weight, preferably at least 1.5% by weight, and at most 8.0% by weight, preferably at most 5.0% by weight.
Vorteilhafterweise werden W-Absorber und Quencher im Verhältnis von etwa 1:1 eingesetzt. Der Anteil dieser beiden Komponenten im Lack kann umso geringer sein, je dicker der aufgetragene Lackfilm ist.Advantageously, the UV absorber and quencher are in a ratio of used approximately 1: 1. The proportion of these two components in the paint can be even lower the thicker the applied paint film is.
Es ist zweckmäßig, daß der Lackilberzug als Bindemittel Polyalkylmethacrylate, vorzugsweise Polymethylmethacrylat enthält.It is advisable that the lacquer coating be polyalkyl methacrylates, preferably contains polymethyl methacrylate.
Das wesentliche Charakteristikum des Bindemittels ist, daß es eine hohe Verträglichkeit gegenüber den zu lackierenden transparenten Kunststoffplatten aufweist, d.h. daran gut haftet, auch nach extrem langer Bestrahlung mit Sonnenlicht. Es ist außerordentlich überraschend, daß die transparenten Kunststoffplatten gemäß der Erfindung im wesentlichen keine Verschlechterung ihrer Eigenschaften zeigen, selbst wenn sie mehr als 5 Jahre starkem Sonnenlicht bzw. einer Witterung ausgesetzt sind. Das Bindemittel selbst zeigt eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Sonnenlicht bzw.The essential characteristic of the binder is that it is a high compatibility with the transparent plastic sheets to be painted i.e. adheres well to it, even after extremely long exposure to sunlight. It is extremely surprising that the transparent plastic sheets according to of the invention show essentially no deterioration in their properties, even if they are exposed to strong sunlight or weathering for more than 5 years are. The binder itself shows excellent resistance to sunlight respectively.
Witterungsbeständigkeit, d.h. keine Rißbildung. Das Bindemittel muß sich gut in den verwendeten Lösungsmitteln lösen. Es muß weiterhin ausgezeichnet vertrEglich sein mit den verwendeten UV-Absorbern und Quenchern, d.h. diese dürfen auch nach langen Zeiträumen nicht aus dem Bindemittelfilm auskristallisieren oder darin wandern.Weather resistance, i.e. no cracking. The binder must dissolve well in the solvents used. It must remain excellent be compatible with the UV absorbers and quenchers used, i.e. these may do not crystallize out of the binder film even after long periods of time or wander in it.
Die gemäß der Erfindung verwendeten UV-Absorber sind an sich bekannte Handelsprodukte wie das 2-(2-Hydroxy-3,5-di-tert.amylphenyl)-2H-benztriazol.The UV absorbers used according to the invention are known per se Commercial products such as 2- (2-hydroxy-3,5-di-tert-amylphenyl) -2H-benzotriazole.
Die gemäß der Erfindung verwendeten Quencher sind ebenfalls an sich bekannte Produkte, z.B. das Produkt Di-(1,2,2, 6,6-pentylmethyl-4-piperidyl)-2-N-butyl-2(3,5-di-tert.The quenchers used according to the invention are also per se known products, e.g. the product di- (1,2,2,6,6-pentylmethyl-4-piperidyl) -2-N-butyl-2 (3,5-di-tert.
butyl-4-hydroxybenzyl)-malonat. | Gemäß der Erfindung wird durch einen relativ dünnen Lacküberzug aufgrund der vorstehend definierten Konzcntrationen von Uv-Absorbern und Quenchern einerseits ein ausgezeichneter Schutz erzielt, andererseits ein Nachlassen des Schutzes durch die oben erwähnten Störungen, z.B. Auskristallisation, vermieden. Der Schutz der transparenten Kunststoffe wird durch den gemaß der Erfindung vorhandenen Lacküberzug in einem bisher nicht für möglich gehaltenen Ausmaß erzielt, wie Langzeittests bewiesen haben.butyl 4-hydroxybenzyl) malonate. | According to the invention is achieved by a relatively thin varnish coating due to that defined above Concentrations of UV absorbers and quenchers on the one hand provide excellent protection achieved, on the other hand, a decrease in protection due to the above-mentioned disturbances, e.g. crystallization, avoided. The protection of the transparent plastics will by the existing according to the invention paint coating in a previously not for as long-term tests have shown.
Bevorzugt wird der Lack in einer Menge von mindestens 20 g/m², vorzugsweise mindestens 40 g/m² und höchstens 300 g/m², vorzugsweise höchstens 200 g/m² aufgebracht.The varnish is preferably used in an amount of at least 20 g / m², preferably at least 40 g / m² and at most 300 g / m², preferably at most 200 g / m².
Es ist bevorzugt, daß er die UV-Absorber in einer Menge von mindestens 0,2 Gew.-Sd, vorzugsweise mindestens 0,3 Gew.-56, und höchstens von 3,2 Gew.-%, vorzugsweise 2,0 Gew.-% enthält.It is preferred that he use the UV absorber in an amount of at least 0.2% by weight, preferably at least 0.3% by weight, and at most 3.2% by weight, preferably contains 2.0% by weight.
Weiterhin ist bevorzugt, daß er die Quencher in einer Menge von mindestens 0,2 Gew.-Sb, vorzugsweise mindestens 0,3 Gew.-0/e, und höchstens von 3,2 Gew.-%, vorzugsweise 2,0 Gew.- enthält. Als Bindemittel werden zweckmäßig Polyalkylmethacrylate, vorzugsweise PolymethylmethacrylaX verwendet.It is also preferred that he quencher in an amount of at least 0.2% by weight, preferably at least 0.3% by weight, and at most 3.2% by weight, preferably 2.0 wt .- contains. Suitable binders are polyalkyl methacrylates, PolymethylmethacrylaX is preferably used.
Spezielle Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind Aromaten wie Toluol, Xylol; Ester, wie Methylacetat, Äthylacetat, Butylacetat, und Gemische davon, gegebenenfalls unter Zusatz von Methanol, Äthanol, Propanol.Specific examples of suitable solvents are aromatics such as Toluene, xylene; Esters such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, and mixtures thereof, optionally with the addition of methanol, ethanol, propanol.
Die Trockenzeiten sollen möglichst kurz sein. Gemäß der Erfindung werden Trockenzeiten von maximal 20 Minuten, vorzugsweise maximal 15 Minuten erreicht. In der Regel ist eine ausreichende Trocknung schon nach 5 Minuten, vorzugsweise etwa 8 Minuten, erzielt. Nach dieser Zeit wird die lackierte Oberfläche staubtrocken. Stapelfestigkeit ist allerdings erst nach 3 bis 5 Stunden erreicht.The drying times should be as short as possible. According to the invention drying times of a maximum of 20 minutes, preferably a maximum of 15 minutes, are achieved. As a rule, sufficient drying is preferred after just 5 minutes about 8 minutes. After this time, the painted surface will be dust-dry. However, stacking stability is only achieved after 3 to 5 hours.
Alle Trockenzeiten beziehen sich auf TrocknuAg bei Normalklima (230C; 55 % relative Luftfeuchtigkeit). Die verwendeten Bindemittel sind an sich bekannt. Als besonders geeignet hat sich z.B. ein Copolymethylmethacrylat -Butylmethacrylat mit einer Viskosität von 855 bis 1700 cps, gelöst 40 %-ig in Toluol/Methylcellosolve 95/5, erwiesen.All drying times refer to drying in a normal climate (230C; 55% relative humidity). The binders used are known per se. A copolymethyl methacrylate-butyl methacrylate, for example, has proven particularly suitable with a viscosity of 855 to 1700 cps, dissolved 40% in toluene / methylcellosolve 95/5, proven.
Ein anderes ausgezeichnet geeignetes Bindemittel gemäß der Erfindung ist ein auf gleicher Kunststoffbasis aufgebautes thermoplastisches Copolymer, Säurezahl etwa 19, Ring und Ball, Erweichungspunkt 155-1650C, Sward-Härte 35-40, Tukon Härte 8-10, Spez.Gew. 1,17.Another excellently suitable binder according to the invention is a thermoplastic copolymer based on the same plastic, acid number about 19, ring and ball, softening point 155-1650C, Sward hardness 35-40, Tukon hardness 8-10, spec. 1.17.
Geeignete lacktechnische Zusatzstoffe für den Lack sind Siliconöl zur Verbesserung der Kratzfestigkeit und Entschäumungsmittel, zweckmäßig beim Gießen derartiger Lacke.Suitable paint additives for the paint are silicone oil to improve scratch resistance and defoaming agent, useful when pouring such paints.
Die gemäß der Erfindung verwendeten Lösungsmittel besitzen ein ausgezeichnetes Lösevermögen für die verwendeten Bindemittel. Sie lösen andererseits die Kunststoffplatten nur äußerst wenig an, bzw. bewirken eine äußerst geringe Quellung der Kunststoffplatten beim Auftragen der Lacklösung. Sie bewirken weiterhin ein sehr schnelles Trocknen. Durch Einhaltung der oben definierten maximalen Trocknungstemperatur werden nachteilige Einflüsse auf die Eigenschaften der Kunststoffplatten vermieden. Die genaue Temperatur, die beim Trocknen maximal angewandt werden darf, kann in den speziellen Einzelfällen leicht ermittelt werden. Zweckmäßig erfolgt die Herstellung der transparenten Kunststoffplatten mit einem Lacküberzug gemäß der Erfindung unmittelbar nach der Herstellung der Kunststoffplatten in Serienfabrikation. Bei ebenen Kunststoffplatten wird der Lacküberzug zweckmäßig im Gießverfahren aufgebracht.The solvents used according to the invention are excellent Solvent power for the binders used. On the other hand, they loosen the plastic plates only very little or cause an extremely low swelling of the plastic sheets when applying the paint solution. They also cause very quick drying. By adhering to the maximum drying temperature defined above, disadvantageous Influences on the properties of the plastic sheets avoided. The exact temperature the at Maximum drying can be applied in the special Individual cases can easily be determined. The transparent ones are expediently produced Plastic plates with a lacquer coating according to the invention immediately after Production of plastic sheets in series production. With flat plastic sheets the lacquer coating is expediently applied by pouring.
Es ist auf diese Weise eine besonders gleiciäßige Beschichtung gewährleistet. Es können aber auch andere auf dem Lackgebiet übliche, einen gleichmäßigen Lack-Überzug erzeugende Auftragsverfahren angewandt werden.In this way, a particularly uniform coating is guaranteed. However, other uniform lacquer coatings that are common in the lacquer field can also be used generating application processes are applied.
Beispiel 1 Auf die spätere Außenoberfläche eines doppelwandigen Lichtwandprofils aus PVC wird durch Gießen eines Lackes folgender Zusammensetzung 26 g Copolymethylmethacrylat-Butylmethacrylat mit einer Viskosität von 855 bis 1700 cps, gelöst 40 %-ig in Toluol/Methylcellosolve 95/5 0,8 g W UV-Absorber 2-(2-Hydroxy-3,5-di-tert.amylphenyl)-2H-benztriazol o,8 g Quencher Di-(1,2,2,6,6-pentylmethyl-4-piperidyl) -2-N-butyl-2 (3, 5-di-tert. butyl-4-hydroxybenzyl) malonat 0,2 g organofunktionelles Siliconöl als Verlaufsmittel 0,2 g Entschäumer 21 g Toluol 31 g Äthylacetat 20 g Äthanol in einer Auftragsmenge von 90 g/m2 eine Lackschicht aufgebracht, die nach dem Trocknen bei 23 0C eine Trockenfilmstärke von 22 pm ergab.Example 1 On the later outer surface of a double-walled light wall profile From PVC, 26 g of copolymethyl methacrylate-butyl methacrylate are made by pouring a varnish with the following composition with a viscosity of 855 to 1700 cps, dissolved 40% in toluene / methylcellosolve 95/5 0.8 g UV absorber 2- (2-hydroxy-3,5-di-tert-amylphenyl) -2H-benzotriazole 0.8 g quencher di- (1,2,2,6,6-pentylmethyl-4-piperidyl) -2-N-butyl-2 (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) malonate 0.2 g organofunctional silicone oil as leveling agent 0.2 g defoamer 21 g of toluene 31 g of ethyl acetate 20 g of ethanol in an application amount of 90 g / m2 one Layer of lacquer applied, which after drying at 23 0C has a dry film thickness from 22 pm.
Das so beschichtete Lichtwandprofil zeigte nach 100 Stunden Bestrahlung mit W-Licht (250 bis 400 nm) keine Vergilbung im Gegensatz zu unbeschichteten Profilen des gleichen Typs, die nach dieser Behandlung stark vergilbt waren.The light wall profile coated in this way showed after 100 hours of irradiation with UV light (250 to 400 nm) no yellowing in contrast to uncoated profiles of the same type, which were severely yellowed after this treatment.
Beispiel 2 Ein Flächengebilde aus ABS-Kunststoff von 3 an Schichtdicke wurde einseitig durch Sprühauftrag mit einem Lack folgender Zusammensetzung beschichtet: 20 g Polymethylmethacrylat 1,0 g UV-Absorber 2-(2-Hydroxy-3,5-di-tert.amylphenyl) -2H-benztriazol 1 ,o4 g Quencher Di-(1,2,2,6,6-pentylmethyl-4-piperidyl) -2-W-butyl-2(35-di-tert.butyl-4-hydroxybenzyl) malonat 40 g Äthylacetat 12 g Toluol 26 g Äthanol Die Trockenfilmdicke betrugt 25/um. Das so beschichtete Flächengebilde zeigte nach Bestrahlung, wie im Beispiel 1 beschrieben, keine Versprödung, während das unbehandelte Flächengebilde danach stark versprödet war.Example 2 A sheet-like structure made of ABS plastic with a layer thickness of 3 was coated on one side by spray application with a varnish of the following composition: 20 g polymethyl methacrylate 1.0 g UV absorber 2- (2-hydroxy-3,5-di-tert-amylphenyl) -2H-benzotriazole 1, o4 g quencher di- (1,2,2,6,6-pentylmethyl-4-piperidyl) -2-W-butyl-2 (35-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) malonate 40 g ethyl acetate 12 g toluene 26 g ethanol The dry film thickness was 25 μm. The surface structure coated in this way showed after irradiation, as described in Example 1, no embrittlement, while the untreated sheet-like structure then becomes very embrittled was.
Beispiel 3 Eine lichttransparente Kunststoffplatte aus Polycarbonat wurde wie im Beispiel 2 beschrieben mit einem Lackauftrag versehen. Es wurde das gleiche Ergebnis wie im Beispiel 2 erzielt.Example 3 A light-transparent plastic sheet made from polycarbonate was provided with a paint application as described in Example 2. It became that the same result as in example 2 was achieved.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO1986004592A1 (en) * | 1985-01-30 | 1986-08-14 | General Electric Company | Methyl methacrylic coatings on thermoplastic substrates |
WO1988000217A1 (en) * | 1985-01-30 | 1988-01-14 | General Electric Company | Low glare polycarbonate sheet with improved optical properties |
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1980
- 1980-03-15 DE DE19803049923 patent/DE3049923A1/en not_active Withdrawn
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