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Zusatz zu Patent 5 010 050
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"Lichttransparente Kunststoffplatten, Verfahren zu ihrer Herstellung,
Lack hierfür und dessen Verwendung" Gegenstand des Stammpatents sind Lichttransparente
Kunststoffplatten mit einem Lacküberzug, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e
t, daß der Lacküberzug eine Stärke von 5 bis 80 µm aufweist und a) als Bindemittel
Polymerisate von niederen Alkyl-Acrylsäure-oder-Methacrylsäureestern, b) als UV-Absorber
2-(2-Hydroxy-3,5-dialkyl-aryl) 2H-benztriazole in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-%,bezogen
auf den Lackfilm, c) Quencher in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf
den Lackfilm, enthalt.
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Außerdem ist Gegenstand des Stammpatents ein Verfahren zur Herstellung
von lichttransparenten Kunststoffplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß auf die Kunststoffplatten eine Lösung von a) 15 bis 40 Gew.-" Polymerisate von
niederen Alkyl-Acrylsäure-oder-Metharcylsäureestern, b) 0,1 bis 4 Gew.-" 2-(2-Hydroxy-3,5-dialkyl-aryl)-2H-benztriazole,
c) 0,1 bis 4 Gew.-" Quencher, d) in niedrig siedenden Lösungsmitteln mit einem Flammpunltt
unter etwa 400C in einer Menge von 10 bis 400 g/m2 aufgebracht und das Lösungsmittel
bei Temperaturen von maximal 600C Objekttemperatur verdunstet wird.
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Weiterhin ist Gegenstand des Stammpatents ein W-Schutzlack enthaltend
Bindemittel, Lösungsmittel, UV-Absorber und Quencher sowie gegebenenfalls Übliche
lacktechnische Zusatzstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß er a) 15 bis 40 Gew.-"
Polymerisate von niederen Alkyl-Acrylsäure-oder-MethacrylsEureestern, b) 0,1 bis
4 Gew.-% 2-(2-Hydroxy-3,5-dialkyl-aryl)-2H-benztriazole, c) 0,1 bis 4 Gew.-" Quencher,
d) 52 bis 87 Gew.-% niedrig siedende Lösungsmittel mit einem Flammpunkt unter etwa
40°C enthält.
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Außerdem ist Gegenstand des Stammpatents die Verwendung des vorstehend
beschriebenen W-Schutzlackes zum Schutz von lichttransparenten Kunststoffplatten
vor Vergilbung und/oder Versprödung.
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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-Mischpalymerisaten
(ABS). Die Kunststoffplatte können dabei gebogen oder gewölbt sein. Sie können also
z.B. auch in Form von Kugelsegmenten 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 Hohlkammerprofile haben den außerordentlichen
Vorteil, daß sie stark wärmedämmend sind. Alle derartigen bekannten AusfÜhrungsformen
von Kunststoffplatten werden unter dem Begriff "Kunststoffplatten" im Sinne der
vorliegenden Erfindung verstanden.
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Bevorzugt bestehen die Kunststoffplatten gemäß der Erfindung aus den
oben genannten Kunststoffen. Die Herstellung erfolgt in der Regel durch Extrusion.
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Es ist bekannt, derartige Kunststoffplatten bzw. Gebrauchsgegenstände
durch einen LackÜberzug ge-.gen gewisse Einwirkungen zu schÜtzen, ihnen z,B. eine
Kratzunempfindlichkeit oder Witterungsbeständigkeit bzw. Lichtbeständigkeit 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.
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Die meisten lichttransparenten Kunststoffe haben insbesondere den
Nachteil, daß ihre Eigenschaften durch langandauernde Bestrahlung mit Sonnenlicht
verschlechtert werden. Bei manchen Kunststoffen tritt in besonders ausgeprägtem
Maße eine Vergilbung ein, z,B. bei PVC. Bei anderen Kunststoffen tritt besonders
eine Versprödung ein, z.B. bei PC, SB und ABS.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, lichttransparente
Kunststoffplatten aus PVC, ABS und SB mit einem Lacküberzug zu schaffen, die wie
die Kunststoffplatten des Stammpatents eine hohe Beständigkeit gegenüber der Einwirkung
von Sonnenlicht aufweisen, wobei die Beständigkeit gegen Feuchtigkeitt insbesondere
Schwitzwasser besonders hoch ist.
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Unteuttransparenten 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 Lichtwände in Industriehallen, Sporthallen, Reithallen, Schwimmbädern, Balkon-
und Terrassenverkleidungen, Ausstellungspavillons usw.
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Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß transparente Kunststoffplatten
mit einem Lacküberzug eine ganz außerordentliche Beständigkeit gegenüber Sonnenlicht
besitzen, wenn sie den nachfolgend definierten Aufbau aufweisen.
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Gegenstand der Erfindung sind demgemäß lichttransparente Kunststoffplatten
aus PVC, ABS und SB mit einem Lack-Überzug einer Stärke von 5 bis 80 /um, der a)
als Bindemittel Polymerisate, b) als UV-Absorber 2-(2-ISydroxy-3,5-dialkyl-aryl)-2H-benztriazole
in einer Menge von 0,5 bis 10
Gew.-%, bezogen auf den Lackfilm,
c) Quencher in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-, bezogen auf den Lackfilm, enthält,
nach Patent 3 010 050, d a d u r c h g e -ke n n z e i c h n e t , daß die Bindemittel
OH-funktionelle Polyacrylatharze und/oder OH-funktionelle Phthalsäurepolyester in
Kombination mit aliphatischen Polyisocyanaten sind.
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Die Kunststoffplatten gemäß der Erfindung sind vorzugsweise farblos.
Sie können aber auch schwach getönt sein, wenn dies vom Verwendungszweck her erwünscht
ist.
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Zweckmäßig hat der Lacküberzug eine Stärke von mindestens 10 /um,
vorzugsweise mindestens 20 /um, und höchstens 60 µm, vorzugsweise höchstens 40 µm.
Bs ist weiterhin zweckmäßig, daß der Lacküberzug die W-Absorber in einer Menge von
mindestens 1,0 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 1,5 Gew.-%, und höchstens 8g0 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.
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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.
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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 Sonnerilicht.
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 ausgezeichnet Beständigkeit gegenüber Sonnenlicht
bzw.
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Witterungsbeständigkeit, d.h. keine Rißbildung. Das Bindemittel muß
sich gut in den verwendeten Lösungsmitteln lösen. Es muß weiterhin ausgezeichnet
verträglich sein mit den verwendeten W-Absorbern und Quenchern, d.h. diese dürfen
auch nach langen Zeiträumen nicht aus dem Bindemittelfim auskristallisieren oder
darin wandern.
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Die gemäß der Erfindung verwendeten W-Absorber sind an sich bekannt.
Das 2-(2-Hydroxy-3, 5-di-tort.amylphenyl)-2g-benztriazol ist z.B. das Handelsprodukt
Tinuvin 328 der Firma Ciba-Geigy,Schweiz.
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Die gemäß der Erfindung verwendeten Quencher sind ebenfalls an sich
bekannte Produkte. Bs sind Verbindungen aus der Stoffgruppe der sterisch gehinderten
Amine. Das Produkt, Di-(1,2,2,6,6-pentyl methyl-4-piperidyl)-2-N-butyl-2(3,5-di-tert.
butyl-4-hydroxybenzyl)-malonat ist das Handelaprodukt Tinuvin 144 der Firma Ciba-Geigy,
Schweiz, Gemäß der Erfindung wird durch einen relativ dünnen Lacküberzug aufgrund
der vorstehend definierten Konzentrationen von W-Absorbern und Quenchern einerseits
ein ausgezeichneter Schutz erzielt, andererseits ein Nachlassen des Schutzos durch
die oben erwähnten Störungen, z.B. Auskristallisation, vermieden. Der Schutz der
transparenten Kunststoffe wird durch den gemäß der Erfindung vorhandenen Lacküberzug'
in einem bisher nicht für möglich gehaltenen Ausmaß erzielt, wie Langzeittests
bewiesen
haben.
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Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung
der oben definierten lichttransparenten Kunststoffplatten, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß auf die Kunststoffplatten eine Lösung von a) 15 bis 60 Gew.-% OH-funktionelle
Polyacrylatharze und/oder OH-funktionelle Phthalsäurepolyester in Kombination mit
aliphatischen Polyisocyanaten b) 0,1 bis 4 Gew.-", 2,(2-Hydroxy-3,5-dialkyl-aryl)-2H-benztriazole,
c) 0,1 bis 4 Gew.-" Quencher, d) in niedrig siedenden Lösungsmitteln mit einem Flammpunkt
unter etwa 400C in einer Menge von 10 bis 400 g/m2 aufgebracht und das Lösungsmittel
bei Temperaturen von maximal 600C Objekttemperatur verdunstet wird.
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Bevorzugt wird die Lösun g in einer Menge von mindestens 20g/m², vorzugsweise
mindestens 40 g/m² und höchstens 2 2 300 g/m2, vorzugsweise höchstens 200 g/m2 aufgebracht.
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Es ist bevorzugt, daß die Lösung die UV-Absorber in einer Menge von
mindestens 0,2 Gew.-", vorzugsweise mindestens 0,3 Gew.-5, und höchstens von 3,2
Gew.-", vorzugsweise 2,0 Gew.-" enthält.
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Weiterhin ist bevorzugt, daß die Lösung die Quencher in einer Menge
von mindestens 0,2 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 0,3 Gew.-%, und höchstens von
3,2 Gew.-", vorzugsweise 2,0 Gew.-% enthält.
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Spezielle Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind Aromaten wie
Toluol, Xylol; Ester, wie Methylacetat, Äthylacetat, Butylacetat, Methylglycolacetat,
Äthylglycolacetat
und Gemische davon.
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Die Trockenzeiten sollen möglichst kurz sein. Gemäß der Erfindung
werden Trockenzeiten von maximal 40 Minuten, vorzugsweise maximal 30 Minuten erreicht.
In der Regel ist eine ausreichende Trocknung schon nach 15 Minuten, vorzugsweiveetwa
20 Minuten, erzielt. Nach dieser Zeit wird die lackierte Oberfläche staubtrocken.
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Stapelfestigkeit ist allerdings erst nach 12 bis 15 Stunden erreicht.
Alle Trockenzeiten beziehen sich auf.
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Trocknung bei Normalklima ( 230C; 55 relative Luftfeuchtigkeit). Die
verwendeten Bindemittel sind an sich bekannt. Als besonders geeignet haben sich
z.B.
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OH-funktionelle Polyacrylate der Firma Synres, Niederlande,erariesen,
die unter der Bezeichnung Synedol im Handel-erhältlich sind. Andere ausgezeichnet
geeignete Bindemittel gemäß der Erfindung sind die in der DE-AS-2 021 178 beschriebenen
Polyacrylate mit oder ohne einen Gehalt an Styrol. Bevorzugt werden styrolfreie
Polyacrylate. Es handelt sich um Handelsprodukte der Firma Höchst AG mit dem Handelsnamen
Macrynal.
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Geeignete OH-funktionelle Phthalsäurepolyester sind solche, die im
Handel unter dem Warenzeichen Desmophen von der Firma Bayer, Leverkusen, vertrieben
werden.
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Die OH-funktionellen Polyacrylate und/oder Polyester werden in Kombination
mit handelsüblichen aliphatischen Polyisocyanaten eingesetzt, wie sie z.B. im Handel
unter dem Warenzeichen Desmodur von Bayer, Leverkusen, erhältlich sind. Besonders
bevorzugt sind Polyisocyanate auf Basis von Hexamethylendiisocyanat.
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Bevorzugt ist bei den Polyestern ein OH-Gehalt von etwa 3 bis 10,
besonders bevorzugt etwa 4 bis 8 Gew.-%, und bei den Polyacrylaten von etwa Otri
bis 3, vorzugsweise etwa 1 bis 2 Gew.-%.
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In den gemäß der Erfindung verwendeten Lacklösunqen reagieren allmählich
die OH-funktionellen Harze mit den Polyisocyanaten. Dies wirkt sich dahingehend
aus, daß die Viskosität allmählich ansteigt. Es ist in der Regel möglich, daß die
Lacklösunqen bis zu36 Stunden nach der Herstellung einwandfrei verarbeitet werden
können. Nach dem Auftraq erfolqt zunächst eine Trocknung dadurch, daß die Lösunqsmittel
abdunsten. Der Trocknungsvorqanq dahingehend, daß möglichst bald eine staubtrockene
Oberfläche erzielt wird, kann dadurch beschleuniqt werden, daß die Lacklösungen
Celluloseäther und/oder -ester bzw. - halbester enthalten, vorzugsweise Celluloseacetobutyrat.
Der Zusatz dieser Verbindungen zu Lacklösungen ist an sich bekannt (yergl. z.B.
GP,-PS 1 284 755). Das Celluloseacetobutyrat enthält einen geringen Anteil OH-Gruppen.
Dies hat zur Folge, daß auch das Celluloseacetobutyrat mit den Isocyanatgruppen
reagiert und somit in das Harzsystem beim Aushärten eingebaut wird.
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Die gemäß der vorliegenden Erfindung einqesetzten Bindemittel haben
den besonderen Vorteil, daß die mechanische Beständigkeit der erhaltenen Überzuge
außerordentlich groß ist. Die Abriebfestigkeit geqenüber abrasiven Einflüssen ist
ausqezeichnet. Trotz der qroßen Härte, die die Ueberzüge gemäß der Erfindung aufweisen,
besitzen sie erstaunlicherweise eine große Schlagzähigkeit, und zwar besonders bei
sehr niedrigen Temperaturen, z.B.
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bis zu minus 2O0C. Die Lacküberzüqe der Kunststoffplatten gemäß der
Erfindung besitzen also die sich an sich gegenseitig ausschließenden Eigenschaften
einer großen Härte bei gleichzeitig hoher Schlagzähigkeit.
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Ein weiterer Vorteil der Lacküberzüge der Kunststoffplatten gemäß
der Erfindung lieqt darin, daß di Lösungsmittelbeständigkeit sehr hoch ist. Eine
reversible Lösung der
ausgehärteten Lacküberzüge mit üblichen Lösungsmitteln
ist im allgemeinen nicht möglich.
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Geeignete lacktechnische Zusatzstoffe für den Lack sind Siliconöle
zur Verbesserung der Kratzfestigkeit und Entschäumungsmittel, zweckmäßig beim Gießen
derartiger Lacke.
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Die gemäß der Erfindung verwendeten Lösungsmittel besitzen ein ausgezeichnetes
Lösevermögen für die verwesenden 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 spezZalen 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.
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Bs ist auf diese Weise eine besonders gleichmäßige Beschichtung gewährleistet.
Es können aber auch andere auf dem Lackgebiet übliche, einen gleichmäßigen Lacküberzug
erzeugende Auftragsverfahren angewandt werden.
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Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein UV-Schutzlack, enthaltend
Bindemittel, Lösungsmittel, UV-Absorber und Quencher sowie gegebenenfalls übliche
lacktechnische Zusatzstoffe, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er
a)
15 bis 60 Gew.-% OH-funktionelle PolyacryIathnre und/oder OH-funktionelle Phthalsäurepolyester
in Kombination mit aliphatischen Polyisocyanaten, b) 0,1 bis 4 Gew.-% 2-(2-Hydroxy-3,5-dialkyl-aryl)-2H-benztriazole,
c) 0,1 bis 4 Gew.-5c' Quencer, d) 52 bis 87 Gew.-% niedrig siedende Lösungsmittel
mit einem Flammpunkt unter etwa 400C enthält.
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Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung des oben definierten
Lacks zum Schutz von lichttransparenten Kunststoffplatten vor Vergilbung undkder
Versprödung.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. In den einzelnen
Figuren werden gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Figur 1 stellt
einen schematischen Querschnitt durch eine einfache lichttransparente Kunststoffplatte
gemäß der Erfindung dar. Die Kunststoffplatte selbst ist mit 1 und der Lack-Uberzug
mit 2 bezeichnet. Figur 2 stellt einen schematischen Querschnitt durch eine Kunststoffplatte
gemäß der Erfindung dar, die doppelwandig ist, wobei die Wände durch Verbindungsstege
miteinander verbunden sind. Die beiden Wände sind mit 1a und Ib bezeichnet. Sie
werden durch die Stege 3 miteinander verbunden. Auf der oberen Wand 1a ist die Lackschicht
2 aufgebracht.
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Beispiel 1 Auf die spätere Außenoberfläche eines doppelwandigen Lichtwandprofils
aus PVC wird durch Gießen eines Lacks folgender Zusammensetzung 20.0 g styrolfreies
OH-funktionelles Polyacrylatharz 3.0 g Celluloseacetobutyrat 7.0 g aliphatisches
Polyisocyanat Desmodur N
O.1 g organofunktionelles Siliconöl als
verlaufmittel 0.8 g UV-Absorber 2-(2-Hydroxy-3,5-di-tert.amylphenyl)-2H-benztriazol.
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0.8 g Quencher Di-(1,2,2,6,6-pentylmet-hyl-4-piperidyl)-2-N-butyl-2(3,5-di-tert.
butyl-4-hydroxybenzyl) -malonat.
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42,0 g Äthylglycolacetat 10.0 g Xylol 16.3 g Toluol 100,0 g in einer
Auftragsmenge von 88 g/m2 eine Lackschicht aufgebracht, die nach dem Trocknen bei
23°C eine Trockenfilmstärke von 22 /um ergab.
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Das so beschichtete Lichtwandprofil zeigte nach 100 Stunden Bestrahlung
mit W-Licht (250 bis 400nm ) keind Vergilbung im Gegensatz zu unbeschichteten Profilen
des gleichen Typs, die nach dieser Behandlung stark vergilbt waren.
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Beispiel 2 Ein Flächengebilde aus ABS-Kunststoff von 3 mm Schichtdicke
wurde einseitig durch Spruhauftrag mit einem Lack folgender Zusammensetzung beschichtet:
7.0 g OH-funktioneller Phthalsäurepolyester mit 8 Gew.-% OH-Gruppen 26.0 g OH-funktioneller
Phthalsäurepolyester mit 4,3 Gew.-% OH-Gruppen 18,0 g aliphatisches Polyisocyanat
wie in Beispiel 1 0, 1 g Siliconöl wie in Beispiel 1 1,8 g UV-Absorber wie in Beispiel
1
1,8 g Quencher wie in Beispiel 1 27.3 g Äthylglycolacetat 8.0
g Butylacetat 10.0 g Xylol 100.0 g Die Auftragsmenge betrug 45 g/m2 und die Trockenfilmstärke
etwa 22 µm. Das so beschichtete Flächengebilde zeigte nach Bestrahlung, wie im Beispiel
1 beschrieben, keine Versprödung , während das unbehandelte Flächengebilde danach
stark versprödet war.
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