DE602004011949T2

DE602004011949T2 - Basislackhinterspritzung

Info

Publication number: DE602004011949T2
Application number: DE602004011949T
Authority: DE
Inventors: David Parma SIZER; Richard Munroe Falls HARSHBARGER
Original assignee: Omnova Solutions Inc
Current assignee: Omnova Solutions Inc
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2024-07-16
Also published as: ATE386785T1; WO2005010106A3; US20100221437A1; DE602004011949D1; EP1656429A2; EP1656429B1; WO2005010106A2; US7968034B2

Description

HINTERGRUNDINFORMATIONEN
Die vorliegende Erfindung betrifft einen faserverstärkten Kunststoff (FRP), der eine Zusammensetzung trägt, die als Basisschicht in Formpressanwendungen geeignet ist.
IMC-(In-mold-Coating)-Zusammensetzungen können auf FRP aufgetragen werden, um eine glatte Oberfläche zu erzeugen und Substratporosität zu reduzieren oder zu beseitigen. Solche Beschichtungen erfordern jedoch im Allgemeinen einen Anstrich, um gewünschte Endgebrauchseigenschaften zu erzielen.
Eine typische IMC-Zusammensetzung enthält das Reaktionsprodukt eines ungesättigten Fumaratpolyesterdiols, eines gesättigten Polyesterdiolweichmachers, eines aliphatischen Vernetzungspolyols mit 3 bis 6 Hydroxylgruppen, eines Diisocyanats und einer ethylenisch ungesättigten Vernetzungsverbindung wie Styrol (siehe z. B. US-Patente Nr. 4,189,517 und 4,222,929 ).
Andere Ansätze sind z. B. in den US-Patenten Nr. 4,331,735 , 4,414,173 , 4,515,710 und 5,084,353 beschrieben.
Die EP 0 854 157 beschreibt In-mould-Coating-Zusammensetzungen, die ein Polyesterurethanacrylat, Hydroxyalkyl(meth)acrylat, vinylsubstituiertes aromatisches Monomer, einen Polyacrylatester von Polyol und ein aliphatisches oder cycloaliphatisches (Meth)acrylat umfassen. Das (cyclo)aliphatische (Meth)acrylat wird in einer Menge von 20 bis 100 Gewichtsteilen des Polyesterurethanacrylats verwendet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1 bereit, die aus Verbindungen hergestellt wird, die ein gesättigtes Polyesterurethanacrylat und ein gesättigtes Hydroxyalkyl(meth)acrylat beinhalten. Es wurde gefunden, dass durch die Einbeziehung eines Polyacrylatesters eines Alkylenpolyols und einer vinylsubstituierten aromatischen Verbindung verbesserte Eigenschaften wie Härte, Wasserbeständigkeit, geringer Schrumpf und Haftung an aus solchen Zusammensetzungen bestehenden Beschichtungen verliehen werden. Ein gesättigtes (cyclo)aliphatisches (Meth)acrylat, von dem man annimmt, dass es die Flexibilität der Beschichtung verbessert, wird in einer Menge von 0,1 bis 15 Gewichtsteilen je 100 Gewichtsteile gesättigtem aliphatischem Polyesteracrylat zugegeben. Bei Bedarf können ein Peroxid-Starter und ein oder mehrere Vernetzungsmittel zugegeben werden.
Die obigen Komponenten können in Anwesenheit eines Peroxid-Starters zur Reaktion gebracht werden, um eine Kettenverlängerung zu erreichen und eine Duroplast-Harzbeschichtung zu bilden. Das gehärtete Harz ist, wenn es nicht pigmentiert ist, klar. Die vorliegende Erfindung kann in einigen Anwendungsbereichen als Deckbeschichtung verwendet werden, allerdings kann eine klare Deckschicht auf ihre Oberfläche aufgebracht werden, um z. B. den Glanz zu erhöhen. Wird eine klare Beschichtung nicht gewünscht, dann können verschiedene Pigmente, Farbstoffe usw. zugegeben werden, um eine gewünschte Endfarbe und Undurchsichtigkeit zu erhalten.
In der Beschichtungszusammensetzung werden bestimmte Verbindungen und Harze, insbesondere aromatische Verbindungen wie aromatische Polyester und/oder Polyetherurethanintermediate und aromatische Harze auf Epoxidbasis vermieden.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG ILLUSTRATIVER AUSGESTALTUNGEN
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2–11 definiert.
Zum Erreichen von anstrichartigen Eigenschaften und Klarheit enthält die Beschichtungszusammensetzung ein gesättigtes aliphatisches Polyesterurethan, das Acrylatgruppen enthält, im Allgemeinen an den terminalen Teilen des Polymers. Der Polyesterteil kann aus aliphatischen Dicarbonsäuren oder aliphatischen Anhydriden und Glykolen bestehen. Solche Materialien und ihre Herstellung sind bekannt und im Handel erhältlich. Die aliphatischen Dicarbonsäuren und -anhydride haben im Allgemeinen 1 bis 15 Kohlenstoffatome und sind wünschenswerterweise gesättigt (d. h. frei von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen), wobei spezifische Beispiele Kohlensäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure und die Anhydridentsprechungen davon einschließen, wobei Adipinsäure im Allgemeinen bevorzugt wird. Es können auch Gemische aus zwei oder mehr der vorangehenden Säuren verwendet werden. Die Polyole haben im Allgemeinen 2 bis 15 Kohlenstoffatome und sind gesättigt, spezifische Beispiele sind Ethylenglykol, Propylenglykol, 1,3-Butylenglykol, 1,4-Butylenglykol, Pentandiol, Hexandiol, Cyclohexandimethanol-dipropylenglykol, 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol, Diethylenglykol, Pinakol und dergleichen. Bevorzugte Glykole schließen Ethylenglykol und Neopentylglykol ein.
Das gesättigte aliphatische Polyesterintermediat hat im Allgemeinen ein zahlengemitteltes Molekulargewicht von 1000 bis 5000 und wünschenswerterweise von 1500 bis 2500.
Ein aliphatisches Polyisocyanat kann mit dem gesättigten Polyesterintermediat zu einem Polyurethan reagiert werden. Der aliphatische Teil ist gesättigt und hat 5 bis 18 Kohlenstoffatome, wie Isophorondiisocyanat (IPDI), Hexamethylendiisocyanat, Cyclohexyldiisocyanat, wobei Isophorondiisocyanat bevorzugt wird. Das durchschnittliche Äquivalentverhältnis zwischen NCO-Gruppen und OH-Endgruppen des Intermediats liegt bei 1,5 bis 2,5, wünschenswerterweise bei 1,9 bis 2,1 und bevorzugt bei 2,0. Solche Mengen reichen im Allgemeinen aus, um ein Isocyanat-terminiertes Polyurethanvorpolymer zu bilden, das dann mit einem Hydroxyalkylacrylat reagiert werden kann, um das gesättigte Polyesterurethan zu bilden, das (Meth)acrylat im Allgemeinen an den terminalen Teilen der Polymerkette enthält. Die Acrylate können im Allgemeinen einen C₂-C₁₀-Esterteil wie Ethyl, Propyl, n-Butyl und Ethylhexyl haben, wobei Ethyl und Propyl bevorzugt werden. Ein Beispiel für ein bevorzugtes Material ist Polyesterurethanacrylat CN963B80^TM, verdünnt mit 10–30% 1,6-Hexandioldiacrylat (Sartomer Col, Inc.; Exton, Pennsylvania).
Polyesterurethanacrylate, bei denen einer der oder beide Polyestervorläufer und Polyisocyanate ungesättigt und/oder aromatisch sind, werden nicht bevorzugt, da sie eine Beschichtung hervorbringen können, die beim Altern zum Vergilben und Abbauen neigt. Die Polyesterurethanacrylate sind demzufolge im Wesentlichen frei von solchen Verbindungen, was bedeutet, dass sie gewöhnlich weniger als 25 Gew.-%, wünschenswerterweise weniger als 10 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 5 Gew.-% und bevorzugter überhaupt keine ungesättigten und/oder aromatischen Komponenten bezogen auf das Gesamtgewicht eines solchen Polymers bzw. solcher Polymere enthalten. Andere Verbindungen oder Monomere, die vorzugsweise bei der Bildung der Polyesterurethanacrylate vermieden werden, sind Polyether und Epoxidintermediate, da man festgestellt hat, dass sie sich negativ auf die Verwitterungseigenschaften von daraus hergestellten Beschichtungen auswirken. Folglich enthält das Polyurethanintermediat bezogen auf das Gesamtgewicht der Polyesterurethanacrylate weniger als 50 Gew.-%, im Allgemeinen weniger als 25 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 10 Gew.-%, bevorzugter weniger als 5 Gew.-% oder gar keine Polyether- und/oder Epoxidgruppen.
Verschiedene Verbindungen oder Komponenten werden zur Reaktion mit dem Polyesterurethanacrylat verwendet und bilden ein Duroplastharz. Eine verwendete Komponente umfasst ein oder mehrere Hydroxyalkyl(meth)acrylate, wobei die Alkylgruppe 1 bis 10 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatome enthalten kann, wie Methyl, Ethyl Butyl, wobei Propyl bevorzugt wird. Die Menge solcher Hydroxyalkyl(meth)acrylate liegt im Allgemeinen bei 2 bis 20 Gewichtsteilen (pbw), wünschenswerterweise bei 4 bis 16 pbw und vorzugsweise bei 6 bis 12 pbw je 100 pbw des Polyesterurethanacrylats. Diese Verbindungen werden zusätzlich zu den Hydroxyalkylmethacrylaten verwendet, die zur Bildung der Polyesterurethanacrylatharze verwendet werden können.
Eine weitere Komponente umfasst eine oder mehrere vinylsubstituierte aromatische Verbindungen. Diese enthalten vorzugsweise insgesamt 8 bis 12 Kohlenstoffatome, Beispiele sind u. a. Styrol, α-Methyl-Styrol, Vinyltoluol, t-Butylstyrol, wobei Styrol bevorzugt wird. Die Menge dieser Komponente liegt im Allgemeinen bei 10 bis 100 pbw, wünschenswerterweise bei 30 bis 80 pbw und vorzugsweise bei 45 bis 75 pbw je 100 pbw des Polyesterurethanacrylats.
Noch eine weitere Komponente ist ein Polyacrylat wie Triacrylat oder vorzugsweise ein Diacrylat, Ester eines Alkylenpolyols, wobei das Polyol 2 bis 30 Kohlenstoffatome und vorzugsweise 2 bis 10 Kohlenstoffatome hat, wie Ethylendiol und Butandiol. Der Esteranteil an den Enden des Alkylenpolyols stammt gewöhnlich von (Meth)acrylsäure oder einer ähnlichen ungesättigten Carbonsäure. Beispiele für bevorzugte Diacrylatester eines Alkylendiols sind Triethylenglykol-di(meth)acrylat, (Di)ethylenglykol-di(meth)acrylat, Tetraethylenglykol-di(meth)acrylat, Polyethylenglykol-di(meth)acrylat, 1,3-Butylenglykol-di(meth)acrylat, 1,4-Butandiol-di(meth)-acrylat, 1,6-Hexandioldi(meth)acrylat, (propoxyliertes) Neopentylglykol-di(meth)acrylat, Polyethylenglykol-(200,400,600)-di(meth)acrylat, Tripropylenglykoldiacrylat und alkoxyliertes aliphatisches Diacrylat. Beispiele für trifunktionelle Acrylatester eines Alkylenpolyols, die bei Bedarf verwendet werden können, sind Tris(2-hydroxyethyl)isocyanurat-tri(meth)acrylat, (alkoxyliertes) Trimethylolpropan-tri(meth)acrylat, Pentaerythritoltriacrylat und propoxyliertes Glyceryltriacrylat. Ein bevorzugter Polyacrylatester eines Alkylenpolyols zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist 1,6-Hexandioldiacrylat.
Die Menge des Diacrylatesters des Alkylenpolyols liegt im Allgemeinen bei 10 bis 40 pbw, wünschenswerterweise bei 15 bis 35 pbw und vorzugsweise bei 20 bis 30 pbw für jeweils 100 pbw des Polyesterurethanacrylats. Die Menge des optionalen Triacrylatesters des Alkylenpolyols ist gering und liegt im Allgemeinen unter 10 pbw und vorzugsweise unter 5 pbw für jeweils 100 pbw des Polyesterurethanacrylats.
Eine Beschichtungszusammensetzung aus Bestandteilen, die die zuvor genannten einschließen, ist gewöhnlich klar. Alternativ kann die Beschichtung mit einem Pigment oder Farbstoff gefärbt werden, das/der in einer solchen Menge verwendet wird, dass eine gewünschte Farbe, Schattierung, Tönung oder Undurchsichtigkeit erreicht wird. Pigmente und Pigmentdispersionen sind in der Technik bekannt und beinhalten zum Beispiel TiO₂, Kohleschwarz, Phthalocyaninblau oder -rot, Chrom- und Eisenoxide.
Die Beschichtungszusammensetzung enthält als eine zusätzliche Komponente ein (cyclo)aliphatisches (Meth)acrylat, wobei der (cyclo)aliphatische Teil gesättigt ist und 1 bis 50 Kohlenstoffatome, wünschenswerterweise 2 bis 20 Kohlenstoffatome enthält. Zu repräsentativen Beispielen gehören Methyl(meth)acrylat, Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylat, Isodecylmethacrylat, 2(2-Ethoxy)ethoxyethylacrylat, Stearyl(meth)acrylat, Lauryl(meth)acrylat, Glycidylmethacrylat, Isodecylacrylat, Isobornyl(meth)acrylat, Tridecyl(meth)acrylat und Caprolactonacrylat, wobei Isobornylacrylat bevorzugt wird. Das (cyclo)aliphatische (Meth)acrylat kann optional als Monomerverdünner für die aliphatische Polyesterurethanacrylat-Komponente zugegeben werden. Folglich aliphatisches Urethandiacrylat Ebecryl^TM 8411, 20%ig [...] verdünnt mit Isobornylacrylatmonomer (Surface Specialties Inc. der UCB-Unternehmensgruppe; Smyma, Georgia). Die Menge des gesättigten (cyclo)aliphatischen (Meth)acrylats liegt bei 0,1 bis 15 pbw und vorzugsweise bei 0,5 bis 10 pbw je 100 Gesamt-pbw des Polyesterurethanacrylats.
Die Beschichtungszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können auch konventionelle Zusatzstoffe und Füllstoffe in konventionellen Mengen enthalten. Folglich können verschiedene Aushärtungsinhibitoren wie Benzochinon, (Methoxy)hydrochinon, p-t-Butylcatechol und dergleichen verwendet werden. Ein weiterer Zusatzstoff ist ein Beschleuniger wie Kobaltoctoat. Andere Klassen von Beschleunigern schließen Zink- oder andere Metallcarboxylate ein. Es können verschiedene Lichtstabilisatoren wie zum Beispiel die verschiedenen gehinderten Amine (HALS), substituierte Benzophenone und substituierte Benztriazole verwendet werden. Gewöhnlich werden Schmiermittel und Formentrennmittel verwendet, spezifische Beispiele sind verschiedene Metallstearate wie Zinkstearat oder Calciumstearat oder Phosphonsäureester. Es können Verstärkungsfüllstoffe wie Talk verwendet werden. Es hat sich gezeigt, dass Talk auch die Haftung der In-mould-Coating-Zusammensetzung am faserverstärkten Kunststoffsubstrat unterstützt. Ein weiterer Zusatzstoff ist ein Härter und thixotroper Stoff wie Siliziumdioxid.
Das Polyesterurethanacrylat und die anderen Aushärtungsmonomere oder Komponenten der vorliegenden Erfindung werden unter Verwendung eines freien Radikalstarters wie Peroxid kettenverlängert. Beispiele für geeignete freie Radikalstarter sind tertiäres Butylperbenzoat, tertiäres Butylperoctoat in Diallylphthalat, Diacetylperoxid in Dimethylphthalat, Dibenzoylperoxid, Di(p-chlorbenzoyl)peroxid in Dibutylphthalat, Di(2,4-dichlorbenzoyl)peroxid in Dibutylphthalatdilauroylperoxid, Methylethylketonperoxid, Cyclohexanonperoxid in Dibutylphthalat, 3,5-Dihydroxy-3,4-dimethyl-1,2-dioxacyclopentan, t-Butylperoxy(2-ethylhexanoat), Caprylylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)hexan, 1-Hydroxycyclohexylhydroperoxid-1, t-Butylperoxy(2-ethylbutyrat), 2,5-Dimethyl-2,5-bis(t-butylperoxy)hexan, Cumylhydroperoxid, Diacetylperoxid, t-Butylhydroperoxid, ditertiäres Butylperoxid, 3,5-Dihydroxy-3,5-dimethyl-1,2-oxacyclopentan und 1,1-Bist-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan und Gemische davon. Ein weiterer geeigneter freier Radikalstarter ist Luperox^TM 575 t-Amylperoxy-2-ethylhexanoat (ATOFINA Chemicals, Inc.; Philadelphia, Pennsylvania).
Es kann erwünscht sein, Gemische von Startern zu verwenden, um zum Beispiel Nutzen aus ihren verschiedenen Zersetzungsgeschwindigkeiten und -zeiten bei verschiedenen Temperaturen zu ziehen. Ein bevorzugter Starter ist t-Butylperbenzoat. Der Peroxid-Starter wird vorzugsweise in einer Menge verwendet, die ausreicht, um den Effekt eines eventuellen Inhibitors zu überwinden und eine Härtung der ethylenisch ungesättigten Verbindungen zu bewirken. Im Allgemeinen wird der Peroxid-Starter in einer Menge von 0,25 bis 5 Gew.-%, wünschenswerterweise 1 bis 4 Gew.-% und vorzugsweise 1 bis 2 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht aller ethylenisch ungesättigten Komponenten verwendet, die in den Beschichtungszusammensetzungen verwendet werden. Die Reaktion des Polyesterurethanacrylats mit den Aushärtungskomponenten in Anwesenheit des Peroxid-Starters erfolgt gewöhnlich bei einer Temperatur von 90°C bis 165°C (200°–330°F) und wünschenswerterweise bei 130°C bis 155°C (270°–310°F).
Die Beschichtungszusammensetzung kann wie folgt hergestellt werden: das Polyesterurethanacrylat kann mit der/den vinylsubstituierten aromatischen Verbindung(en) (z. B. Styrol) vermischt werden und das Hydroxyalkyl(meth)acrylat (z. B. Hydroxypropylmethacrylat) und das gesättigte (cyclo)alipatische (Meth)acrylat wie Isobornylacrylat wird im Gemisch aufgenommen; nach dem Vermischen dieser Verbindungen werden Füllstoffe und Zusatzstoffe wie Aushärtungsinhibitoren, Lichtstabilisatoren und Schmiermittel hinzugefügt und vermischt; der freie Radikal-Peroxid-Starter wird typischerweise zuletzt zugegeben. (Der Polyacrylatester eines Polyols liegt typischerweise im Polyesterurethanacrylat vom Lieferanten vor).
Wenn eine Beschichtung mit einer bestimmten Farbe erwünscht ist, können ein oder mehrere Pigmente, Farbstoffe usw. in geeigneten Mengen verwendet werden. Bekanntlich werden oft verschiedene Pigmente oder Farbstoffe mit einem Träger, zum Beispiel einem Polyester, zugegeben, so dass sie leicht vermengt werden können. Es kann jedes beliebige konventionelle oder geeignete Mischgefäß verwendet und die verschiedenen Komponenten und Zusatzstoffe können gemischt werden, bis die Verbindungen vermengt sind. Selbst wenn keine Pigmente in der Mischung enthalten sind, ist das Gemisch zu diesem Zeitpunkt gewöhnlich nicht klar. Bei Bedarf werden die gemischten Bestandteile auf einen FRP wie eine Sheet-Moulded-Compound (SMC) durch Spritzgießen aufgebracht, wobei die IMC-Zusammensetzung auf eine Aushärtungstemperatur erhitzt wird. Die Aushärtungstemperatur variiert je nach dem verwendeten speziellen Aushärtungsmittel oder Peroxid. Geeignete Aushärtungstemperaturen reichen im Allgemeinen von 90°C bis 165°C (200°–330°F).
Nach der Härtung oder Kettenverlängerung wird die Beschichtung klar und hat sehr gute Eigenschaften wie eine hohe Klarheit, eine gute Haftung an einem FRP-Substrat wie einer Sheet-Moulded-Compound, eine gute Härte (z. B. eine Bleistifthärte von wenigstens H und wünschenswerterweise wenigstens 2H), eine gute Kratzfestigkeit, eine gute Wasserbeständigkeit und eine gute UV-Beständigkeit. Solche Eigenschaften resultieren in einer Beschichtung, die in einigen Anwendungsbereichen als fertige Oberfläche geeignet ist. Nach dem Aufbringen der Beschichtung kann jedoch eine klare Deckschicht auf die Oberfläche aufgetragen werden, um dem Verbundstoff insbesondere in Anwendungsbereichen, die Hochglanzoberflächen verlangen, einen hohen Glanz zu verleihen, wie im Kfz-Bereich und in anderen Bereichen. Folglich kann die Beschichtungszusammensetzung nach dem Härten für einige spezielle Endverwendungszwecke im unveränderten Zustand eingesetzt werden und benötigt keine nachfolgenden Oberflächenbehandlungen, wie z. B. eine Beschichtung, eine weitere Lage usw., wie einen Anstrich. Dennoch wird eine klare Hochglanzdeckschicht bevorzugt, wenn eine Hochglanzoberfläche erwünscht ist.
Die resultierenden Beschichtungen sind im Allgemeinen flexibel und können auf jeder beliebigen Oberfläche eines FRP-Substrats, das ein Thermoplast oder Duroplast sein kann, auf Sheet-Moulded-Compounds, die gewöhnlich Duroplaste sind, und auf Niederdruckpress-Compounds (LPMC) eingesetzt werden. Zu geeigneten Endverwendungszwecken für fertige oder mit Deckschicht versehene Beschichtungszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung gehören verschiedene Kfz-Teile wie Spoiler, Frontspoiler, Lkw-Verkleidungen, Gartenmöbel, Satellitenantennen und Wasserfahrzeugkomponenten.
Die Erfindung wird anhand der folgenden illustrativen Beispiele besser nachvollziehbar.
BEISPIELE
Die folgenden Formeln A und B wurden vermischt und wie folgt geformt:
Formel A
CN963B80^TM Polyesterurethanacrylat (PUA), Diacrylester von Hexandiol, Styrol, Isobornylacrylat und Hydroxypropylmethacrylat (HPMA) wurden in der angegebenen Menge in einen Behälter gegeben und mit für organische Harzlösungen konventionellen Mischverfahren gründlich vermischt. Hydrochinon, Kobaltoctoat (12% in Mineralöl) und Zink- und Calciumstearate wurden in die oben hergestellte Harzlösung abgewogen und wieder gründlich vermischt, um die organischen Verbindungen zu lösen und die Stearate zu dispergieren. Talk und pyrogenes Siliziumdioxid Cab-O-Sil^TM (Cabot Corp.; Billerica, Massachusetts) wurden dann in den Behälter mit den organischen Verbindungen und Stearaten abgewogen und gründlich vermischt, um die Feststoffe zu dispergieren. Der gesamte Mischvorgang fand ohne externe Erwärmung statt. Ein t-Butylperbenzoat-Starter wurde zur oben hergestellten Lösung gegeben und gründlich vermischt.
Das FRP-Formteil wurde in einer verchromten Stahlform mit abgequetschtem Rand (40,6 cm × 40,6 cm) aus einer konventionellen Polyester-SMC hergestellt, die kommerziell zum Herstellen von äußeren Kfz-Karosserieteilen verwendet wird. Die Formungsbedingungen für die SMC waren 149°C, eine Härtungszeit von 70 Sekunden und ein Druck von 6,9 MPa.
Die Beschichtung wurde sofort nach der SMC-Aushärtung aufgetragen, indem die Form geöffnet, die Beschichtung auf das FRP-Formteil gegossen und die Form wieder geschlossen wurde. Die Aushärtungsbedingungen für die IMC waren 149°C, eine Härtungszeit von 60 Sekunden und ein Druck von 6,9 MPa.
Formel B
Wie Formel A, mit der Ausnahme, dass Isobornylacrylat und ein zweites aliphatisches Polyesterurethanacrylat (Ebecryl^TM 8411) zugegeben wurden.

Die folgenden Formulierungen basieren auf einer Beschichtungsprobe von 600 g. Folglich entsprechen die unten angegebenen Gewichtswerte der Menge jeder Komponente, die zugegeben wird, um 600 g der Beschichtung zu erhalten, und verändern sich, wenn die Menge der zu produzierenden Beschichtung verändert wird. Natürlich bleibt der prozentuale Gewichtsanteil jeder Komponente unabhängig von der Beschichtungsmenge konstant. Tabelle 1

	FORMEL A		FORMEL B
	Gew.-%	Gewicht (g)	Gew.-%	Gewicht (g)
CN963B80 PUA	41,72	250,31	39,72	238,32
Ebecryl 8411 PUA	0,00	0,00	2,00	12,00
HPMA	2,86	17,18	2,86	17,18
Kobaltoctoat	0,39	2,31	0,39	2,34
Hydrochinon	0,03	0,17	0,03	0,18
pyrogenes	1,35	8,09	1,35	8,10
Siliziumdioxid
Zinkstearat	0,51	3,08	0,51	3,06
Calciumstearat	0,19	1,16	0,19	1014
Talk	4,81	28,88	4,81	28,86
Styrol	24,07	144,41	24,07	144,42
Weiße Paste*	24,07	144,41	24,07	144,42
Gesamt:	100%	600 g	100%	600 g

*50 Gew.-% jeweils von CN963B80 PUA und TiO₂

Die Formulierungen A und B wurden im Hinblick auf verschiedene Eigenschaften wie die Bleistifthärte, Klebebandhaftung und Splitterbeständigkeit getestet. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle 2 enthalten. Tabelle 2

Test Formel A Formel B

Bleistifthärte H H

Klebebandhaftung (GM9071 P) 100% 100%

Gitterschnitt-Klebebandhaftung (Ford B1 106-1) 0 0

Splitterbeständigkeit (GM9506P) 9 9
Wie anhand der Daten in Tabelle 2 erkennbar ist, weisen Beschichtungen aus diesen Zusammensetzungen gute Eigenschaften auf.
Die Zugabe von Ebecryl^TM 8411 PUA (Formel B) scheint die Flexibilität der resultierenden Beschichtung zu erhöhen, allerdings reicht die Flexibilität der Beschichtung aus Formel A für die meisten Anwendungen durchaus aus.

Claims

Eine Beschichtungszusammensetzung, enthaltend: a) ein gesättigtes aliphatisches Polyesterurethanacrylat, b) ein Hydroxyalkyl(meth)acrylat, c) eine vinylsubstituierte aromatische Verbindung, d) einen Polyacrylatester eines Alkylenpolyols, wobei die Alkylengruppe 2 bis 30 Kohlenstoffatome besitzt, e) ein (cyclo)aliphatisches (Meth)acrylat, wobei die (cyclo)aliphatische Gruppe gesättigt ist und 1 bis 50 Kohlenstoffatome enthält, und f) gegebenenfalls einen Peroxid-Starter, wobei die Zusammensetzung 0,1 bis 15 Gewichtsteile (cyclo)aliphatisches (Meth)acrylat pro 100 Gewichtsteile gesättigtes aliphatisches Polyesterurethanacrylat enthält.
Die Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei wenigstens einer der folgenden Punkte zutrifft: das Zahlenmittel-Molekulargewicht des gesättigten Polyesterteils des gesättigten aliphatischen Polyesterurethanacrylats beträgt 1000 bis 5000, die vinylsubstituierte aromatische Verbindung enthält 8 bis 12 Kohlenstoffatome und der Alkylrest der Hydroxyalkylgruppe enthält 1 bis 10 Kohlenstoffatome.
Die Beschichtungszusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 2, wobei jeweils pro 100 Gewichtsteile des gesättigten aliphatischen Polyesterurethanacrylats die Menge des Hydroxyalkyl(meth)acrylats 2 Gewichtsteile bis 20 Gewichtsteile beträgt, die Menge der vinylsubstituierten aromatischen Verbindung 10 bis 100 Gewichtsteile beträgt und die Menge des Polyacrylatesters eines Alkylenpolyols 10 bis 40 Gewichtsteile beträgt.
Die Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 3, die jeweils pro 100 Gewichtsteile des gesättigten aliphatischen Polyesterurethanacrylats 4 bis 16 Gewichtsteile des Hydroxyalkyl(meth)acrylats, 30 bis 80 Gewichtsteile der vinylsubstituierten aromatischen Verbindung und 15 bis 35 Gewichtsteile des Polyacrylatesters eines Alkylenpolyols enthält.
Die Beschichtungszusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei wenigstens einer der folgenden Punkte zutrifft: das gesättigte aliphatische Polyesterurethanacrylat ist hergeleitet aus Bestandteilen, die Neopentylglycol, Ethylenglycol, Adipinsäure, Isophorondiisocyanat und Hydroxyethyl(meth)acrylat umfassen, das Hydroxyalkyl(meth)acrylat ist Hydroxypropylmethacrylat, die vinylsubstituierte aromatische Verbindung ist Styrol und der Polyacrylatester eines Alkylenpolyols ist ein Diacrylsäureester von Hexandiol.
Die Beschichtungszusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Polyesterteil des gesättigten aliphatischen Polyesterurethanacrylats hergeleitet ist von wenigstens einer gesättigten Carbonsäure oder einem Anhydrid davon und einem gesättigten Diol, und wobei der Urethanteil des gesättigten aliphatischen Polyesterurethanacrylats hergeleitet ist von einem aliphatischen gesättigten Polyisocyanat.
Die Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 6, wobei wenigstens einer der folgenden Punkte zutrifft: die gesättigte Carbonsäure oder das Anhydrid davon besitzt 1 bis 15 Kohlenstoffatome, das gesättigte Diol enthält 2 bis 15 Kohlenstoffatome und das gesättigte Polyisocyanat ist ein C₅-C₁₈-Diisocyanat.
Die Beschichtungszusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei wenigstens einer der folgenden Punkte zutrifft: das Hydroxyalkyl(meth)acrylat enthält eine C₁-C₅-Alkylgruppe und das Polyol enthält eine C₂-C₁₀-Alkylengruppe.
Die Beschichtungszusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1–8, wobei das (cyclo)aliphatische (Meth)acrylat Isobornylacrylat ist.
Ein Verfahren zum Auftragen einer Beschichtungszusammensetzung auf ein geformtes faserverstärktes Kunststoffsubstrat und Bilden einer Beschichtung darauf, umfassend: a) Spritzen einer abgemessenen Menge der Beschichtungszusammen setzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9 in eine eine Formhöhlung umgrenzende Pressform und Inkontaktkommenlassen der Beschichtungszusammensetzung mit wenigstens einem Teil einer Oberfläche des Substrats, b) Anlegen eines Formgebungspressdrucks, um die Beschichtungszusammensetzung auf der Oberfläche zu verteilen, c) Aufrechterhalten des Formgebungspressdrucks, während die Beschichtungszusammensetzung sich an die Oberfläche anlagert und verfestigt, um die Beschichtung zu ergeben, und d) Öffnen der Pressform und Entfernen des beschichteten Substrats aus der Höhlung.
Das Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das (cyclo)aliphatische (Meth)acrylat als Monomerverdünner für die aliphatische Polyesterurethanacrylatkomponente zugegeben wird.