DE69408195T2

DE69408195T2 - Leitfähige Formbeschichtungen

Info

Publication number: DE69408195T2
Application number: DE69408195T
Authority: DE
Inventors: David S Cobbledick; Donald F Reichenbach
Original assignee: Gencorp Inc
Current assignee: Omnova Solutions Inc
Priority date: 1993-04-26
Filing date: 1994-04-21
Publication date: 1998-11-05
Anticipated expiration: 2014-04-22
Also published as: DE69408195D1; KR0138483B1; EP0622386B1; EP0622386A1; JPH06320681A; JP3548229B2; US5614581A

Description

Die vorliegende Beschreibung betrifft wärmehärtende Beschichtungszusammensetzungen, die z.B. zur sogenannten IMC-Beschichtung (IMC ist die Abkürzung von "in-moldcoating", zu deutsch "In-der-Form"-Beschichten) von geformtem Kunststoff, wie z.B. Polyesterharz-, Vinylesterharz- oder Poly(ethylenterephthalat)-Formkörpern oder -teilen, einsetzbar sind.

HINTERGRUND

Geformte Kunststofftei le können mit elektrisch leitenden Überzügen IMC-beschichtet werden. Diese Teile können dann elektrostatisch mit Anstrichen versehen werden. Leitende IMC-Beschichtungen, bei denen ausschließlich Ruß als leitendes Pigment verwendet wird, sind schwarz. Bei Verwendung hell gefärbter, z.B. weißer, Farben sind große Mengen oder mehrere Schichten der helleren Farben erforderlich.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, neue und nützliche Beschichtungszusammensetzungen und deren Herstellung und Verwendung bereitzustellen, und vorzugsweise einen hellere leitende IMC-Beschichtung zu ermöglichen, bei der zum Abdecken weniger helle Farbe erforderlich ist, sodaß z.B. sowohl Zeit als auch Material eingespart werden können.
Die Erfinder des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes haben festgestellt, daß leitende IMC-Beschichtungen in hellerer Farbe, wie z.B. grau, hergestellt werden können, indem Graphit als Teil, Großteil oder als gesamte leitende Komponente sowie ein helleres Pigment, z.B. Weißpigment, wie z.B. Titandioxid, verwendet werden, um eine stärker lichtreflektierende Oberfläche zu erzeugen. Diese IMC-Beschichtungen können wirksam mit hellen Farben bestrichen werden.
Allgemein stellt die Erfindung daher Zusammensetzungen zur IMC-Beschichtung bereit, die Graphittellchen als leitenden Füllstoff (gegebenenfalls in Kombination mit Ruß) gemeinsam mit hellem Pigment, z.B. Weißpigment, enthält. Die Erfindung umfaßt auch entsprechende Verfahren zur Herstellung und deren Verwendung.
Die wärmehärtenden Beschichtungszusammensetzungen gemäß vorliegender Erfindung basieren auf einem polymerisierbaren Oligomer auf Epoxybasis, das zumindest zwei Acrylat- (oder Methacrylat- oder Ethacrylat-) Gruppen aufweist, und werden durch Umsetzung von Acryl-, Methacryl- oder Ethacrylsäure mit einem Oligomer oder Harz auf Epoxybasis, wie z.B. Bisphenol A-Epoxid, einem Tetrabrombisphenol A-Epoxid, phenolischem Novolak-Epoxid, einem Tetraphenylethan-Epoxid, dicycloaliphatischem Epoxid und Äquivalenten davon hergestellt. Es können auch Gemische dieser Oligomere auf Epoxybasis eingesetzt werden. Der Begriff (Alkyi)Acrylat wird verwendet, um Acrylat, Methacrylat oder Ethacrylat zu bezeichnen. Von diesen Materialien wird vorzugsweise ein Bisphenol A-Epoxid-Oligomer mit endständigem Diacrylat eingesetzt. Diese weisen ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von etwa 500 bis etwa 1.500 auf. Derartige Materialien sind nach dem Stand der Technik und in der Literatur bekannt, wie z.B. Cargill Resin 1570, ein Diacrylatester eines flüssigen Bisphenol A-Epoxidharzes. Beispiele für andere geeignete Materialien sind in "Heat Resistant Vinyl Ester Resin", M.B. Launikitis, Technical Bulletin, SC:116-76, Shell Chemical Company, Juni 1976, und den Shell Chemical Company Technical Bulletins SC:1 6-76 und C:60-78 zu entnehmen.
Ein copolymerisierbares, ethylenisch ungesättigtes Monomer wird eingesetzt, um die polymerisierbaren Oligomere zu copolymerisieren und zu vernetzen. Geeignete Monomere sind Styrol (bevorzugt), α-Methylstyrol, Vinyltoluol, t-Butylstyrol, Chlorstyrol, Methylmethacrylat, Diallylphthalat (mit Styrol oder Methylmethacrylat und dergleichen), Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Divinylbenzol, Methylacrylat und Äquivalente oder Gemische davon. Das ungesättigte Monomer ist in einer Menge von 80 bis 160 Gewichtsteilen, vorzugsweise 80 bis 120 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des polymerisierbaren Oligomers auf Epoxybasis einsetzbar.
Zur weiteren Copolymerisation und Vernetzung sowie zum Verbessern der Härte des Überzugs kann in der IMC-Beschichtungszusammensetzung eine mono-ethylenisch ungesättigte Verbindung eingesetzt werden, die eine
Gruppe und zumindest eine -NH&sub2;, -NH- oder -OH-Gruppe aufweist. Beispiele für solche Monomerverbindungen sind Hydroxylpropylmethacrylat (bevorzugt), Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxyethylacrylat, Hydroxyethylcrotonat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxypolyoxypropylenacrylat, Hydroxypolyoxypropylen methacrylat, Hydroxypolyoxyethylenmethacrylat, Acrylamid, Methacrylamid, N-Hydroxymethylacrylamid, N- Hydroxymethylmethacrylamid und Gemische davon. Diese Verbindungen sind in einer Menge von 10 bis 120 Gewichtsteilen, vorzugsweise 10 bis 60 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des polymerisierbaren Oligomers auf Epoxybasis einsetzbar.
Mögliche Haftmittel umfassen verschiedene Polymere oder Copolymere von Alkylmethacrylaten, worin der Alkylabschnitt 1 bis 6, besser 1 bis 4, vorzugsweise 1 oder 2, Kohenstoffatome aufweist, d.h. Methyl oder Ethyl. Daher zählen zu den bevorzugten Polymeren Methylmethacrylat und Ethylmethacrylat. Das Molekulargewicht der Polymere wird im allgemeinen als Eigenviskosität angegeben, d.h. die Eigenviskosität einer Lösung, die 0,25 g des Polymers und 50 ml Methylenchlorid enthält, gemessen bei 20ºC unter Verwendung eines Cannon-Fenske-Viskosimeters Nr.50. Die Eigenviskosität solcher Polymere beträgt etwa 0,15 bis 1,3, vorzugsweise etwa 0,2 bis 0,6. Derartige Alkylmethacrylatpolymere sind nach dem Stand der Technik bekannt und im Handel unter der Marke "ELVACITE" von Dupont erhältlich. Ein weiteres bevorzugtes Haftmittel ist Polyvinylacetat, das ein Molekulargewicht von etwa 50.000 bis 200.000, vorzugsweise etwa 80.000 bis 1 50.000, aufweist.
Die Menge des Haftmittels beträgt typischerweise bis zu 30 Gewichtsteile, besser bis zu 25 Gewichtsteile, vorzugsweise bis zu 20 Gewichtsteile, pro 100 Gewichtsteile des polymerisierbaren Oligomers auf Epoxybasis.
Als Formtrennmittel sowie als sekundärer Härtungsbeschleuniger können verschiedene Zinksalze von Fettsäuren mit zumindest 10 Kohlenstoffatomen eingesetzt werden.
Fettsäuren sind bekannt. Siehe "Organic Chemistry", Fieser und Fieser, D.C. Health & Company, Boston, 1944, S. 88, 381-390, 398 und 401, "Hackh's Chemical Dictionary" Grant, Mcgraw Hill Book Company, New York, 1969, 5. 261, und "Whittington's Dictionary of Plastics", Whittington, Technomic Publishing Co., Inc. Stamford, Conn., USA, 1968, S.35, 102 und 261. Auch Gemische von Zinksalzen der Fettsäuren können eingesetzt werden. Beispiele für einige Zinksalze sind Zinkpalmitat, Zinkstearat und Zinkricinoleat. Vorzugsweise wird das Zinksalz einer gesättigten Fettsäure, wie z.B. Zinkstearat, eingesetzt. Das Zinksalz wird in einer Menge von etwa 0,2 bis 5 Gewichtsteile, vorzugsweise etwa 0,2 bis 2,5 Gewichtsteile, pro 100 Gewichtsteile des polymerisierbaren Oligomers auf Epoxybasis eingesetzt.
Gegebenenfalls und wünschenswerterweise kann in der IMC-Beschichtungszusammensetzung auch ein Calciumsalz einer Fettsäure mit zumindest 10 Kohlenstoffatomen als Formtrennmittel und zum Regulieren der Härtungsgeschwindigkeit eingesetzt werden. Fettsäuren, wie die oben angeführten, sind bekannt. Es können auch Gemische von Calciumsalzen der Fettsäuren eingesetzt werden. Beispiele für einige Calciumsalze sind Calciumstearat, Calciumpalmitat und Calciumoleat. Vorzugsweise wird das Calciumsalz einer gesättigten Fettsäure, wie z.B. Calciumstearat, eingesetzt. Diese Calciumsalze können in einer Menge von etwa 0,2 bis 5 Gewichtsteile Calciumsalz pro 100 Gewichtsteile des polymerisierbaren Oligomers auf Epoxybasis eingesetzt werden.
Es wird ein Beschleuniger für den Peroxidinitiator eingesetzt, wobei es sich um ein Material wie z.B. ein Trocknungsmittel handelt, z.B. Kobaltoctoat (bevorzugt). Andere einsetzbare Materialien sind Zinknaphthenat, Bleinaphthenat, Kobaltnaphthenat und Mangannaphthenat. Lösliche Co-, Mn- und Pb-Salze von Linolsäure können ebenfalls verwendet werden. Es können auch Gemische von Beschleunigern eingesetzt werden. Der Bescheuniger wird in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 1 Gewichtsteile, vor zugsweise etwa 0,01 bis etwa 0,5 Gewichtsteile, pro 100 Gewichtsteile des polymensierbaren Oligomers auf Epoxybasis verwendet.
Graphit in einer Menge von 5 bis 150 Gewichtsteilen, besser 20 bis 85 Gewichtsteilen, vorzugsweise 40 bis 70 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des polymerisierbaren Oligomers auf Epoxybasis wird in der IMC-Beschichtung verwendet, um dieser Leitfähigkeit zu verleihen. Beim Graphit kann es sich um jeden beliebigen handeln, z.B. um abgebauten Graphit oder um synthetisch hergestellten. Die abgebauten Graphite enthalten verschiedene Verunreinigungen. Die für diese Ausführungsform geeigneten abgebauten Graphite weisen typischerweise 60 bis 100 Gew.-% Graphit und 0 bis 40 Gew.-% Asche auf, die als die Verunreinigungen angesehen wird. Der bevorzugte Graphit hat eine geringe Teilchengröße, um eine glatte Formzusammensetzung herzustellen. Die bevorzugten Graphite haben Teilchengrößen, die kleiner als die Porengröße in 100 Mesh-Sieben (150 um), besser kleiner als die Porengrößen in 325 Mesh-Sieben (45 um), sind, vorzugsweise eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 5 bis etwa 30 um aufweisen; idealerweise sind die Teilchen etwa 15 um groß.
In der Zusammensetzung kann gegebenenfalls leitfähiger Ruß eingesetzt werden. Leitfähiger Ruß kann die Menge an Graphit, die erforderlich ist, um Leitfähigkeit zu erzielen, beträchtlich verringern. Die in der Zusammensetzung verwendete Menge an leitfähigem Ruß beträgt typischerweise bis zu etwa 15 Gewichtsteile, besser bis zu etwa 10 Gewichtsteile, vorzugsweise bis zu etwa 5 Gewichtsteile, pro 100 Gewichtsteile des polymerisierbaren Oligomers auf Epoxybasis. Eine wünschenswerte Menge an leitfähigem Ruß sind etwa 2 bis 10 Gew.-%, oder etwa 5 Gew.-%, bezogen auf die Graphitmenge. Typischerweise ist weniger Ruß als Graphit enthalten.
Leitfähige Ruße sind hochstrukturierte Ruße, wie z.B. Vulcanim XC-72R der Cabot Corporation. Sie verleihen Leitfähigkeit, indem sie ein kontinuierliches Kohlenstoffnetzwerk bilden, das Elektrizität leitet. Es können aber auch andere leitfähige Füllstoffe eingesetzt werden. Weißpigmente werden verwendet, um die Farbe der IMC-Beschichtung aufzuhellen. Beispiele für Weißpigmente, die zusammen mit Titandioxid oder allein eingesetzt werden können, sind Metaltitanate, Aluminium- und Calciumsilikate, Talke und Teilchen mit Lücken darin. Die bevorzugten Weißpigmente sind Titandioxid und modifizierte Titandioxidpigmente. Ein bevorzugtes Titandioxidpigment ist Zopaque RCL-9, ein von SMC Corp. erhältlicher Chloridprozeß-Rutiltyp. Ein modifiziertes Titandioxid ist Zopaque RCL-2, das ebenfalls von SCM erhältlich ist und einen Überzug aus Aluminiumoxid und Siliziumoxiden aufweist. Wie bei Graphit werden Pigmente mit geringer Größe bevorzugt, z.B. jene mit einem Durchmesser, der kleiner als die Poren eines 100 oder 325 Mesh-Siebs ist. Die Weißpigmente werden in Mengen von 5 bis 120 Gewichtsteilen, besser 10 bis 80 Gewichtsteilen, vorzugsweise 15 bis 50 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des polymerisierbaren Oligomers auf Epoxybasis eingesetzt.
Ein Füllstoff ist in der IMC-Beschichtungszusammensetzung wünschenswerterweise in einer Menge von etwa 20 bis etwa 100 Gewichtsteilen, vorzugsweise etwa 20 bis etwa 80 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des polymerisierbaren Oligomers auf Epoxybasis enthalten. Beispiele für Füllstoffe sind Ton, MgO, Mg(OH)&sub2;, CACO&sub3;, Kieselsäure, Calciumsilikat, Glimmer, Magnesiumsilikat, Aluminiumhydroxid, Bariumsufat, Talk, Kieselsäure-Hydrat, Magnesiumcarbonat und Gemische davon. Die Füllstoffe sollten im allgemeinen eine geringe Teilchengröße aufweisen. Von diesen Füllstoffen wird Talk bevorzugt. Die Füllstoffe können eingesetzt werden, um der Formzusammensetzung eine gewünschte Viskosität und Fließfähigkeit zu verleihen, und tragen zu den gewünschten physikalischen Eigenschaften in der resultierenden wärmegehärteten IMC- Beschichtung bei. Die Füllstoffe können auch die Haftung verbessern. Ein hoher Füllstoffgehalt sollte jedoch nur vorsichtig eingesetzt werden, da dies hohe Viskositäten ergeben und zu Schwierigkeiten bei der Fließfähigkeit und bei der Handhabung führen kann.
Gegebenenfalls wird in der Beschichtungszusammensetzung eine copolymerisierbare oder gemeinsam härtbare Diacrylatverbindung mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von etwa 250 bis 5.000 in einer Menge von etwa 5 bis 120 Gewichtsteilen, in einer Menge von etwa 5 bis 120 Gewichtsteilen, vorzugsweise etwa 5 bis 60 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des polymerisierbaren Oligomers auf Epoxybasis eingesetzt. Derartige gemeinsam härtbare Diacrylatverbindungen umfassen (1) zumindest ein Oligomer auf Polyoxyalkylenglykolbasis mit zwei Acrylatgruppen und (2) zumindest ein Oligomer auf Polyurethanbasis mit zwei Acrylatgruppen, sowie Gemische von (1) und (2). Es können zwar die obengenannten Mengen an (1) und (2) eingesetzt werden, es wurde jedoch festgestellt, daß es wiinschenswert ist, derartige Verbindungen auszuschalten oder ihre Mengen unter 5 Gewichtsteilen zu halten, da sie die Härte bei hohen Temperaturen, z.B. bei 149ºC (300ºF), verringern.
Beispiele für die Diacrylatverbindungen (1) sind Triethylenglykoldiacrylat, Tetraethylenglykoldiacrylat, Tetraethylenglykoldimethacrylat, Polyethylenglykoldiacrylat, Polypropylenglykoldiacrylat, Polyethylenglykoldimethacrylat oder Polyoxyethylenglykoldimethacrylat (bevorzugt), Polypropylenglykoldiacrylat usw., sowie Gemische davon. Diese Acrylate werden hergestellt, indem Polyoxyalkylenglykole, wie z.B. Polypropylenetherglykol, mit Acrylsäure und Methacrylsäure umgesetzt werden. Da einige dieser reaktiven difunktionellen Materialien hergestellt werden können, indem ungesättigte Säuren und Alkohole umgesetzt werden, können sie einige OH- und/oder COOH- Gruppen enthalten.
Beispiele für Diacrylatverbindungen (2) sind Polyesterurethandiacrylate, Polyetherurethandiacrylate, Polyesteretherurethandiacrylate oder andere Polyurethanoligomere mit zwei Acrylatgruppen. Diese Materialien können hergestellt werden, indem ein Polyetherdiol (z.B. ein Polypropylenetherdiol), ein Polyesterdiol (z.B. ein Polyethylenadipatdiol) und/oder ein Polyetheresterdiol (z.B. ein Polypropylenetheradipatdiol) mit einem Diisocyanat, wie z.B. Tolylendi isocyanat, 4,4,-Diphenylmethandi isocyanat, Hexamethylendiisocyanat und dergleichen in einer Menge umgesetzt wird, die ausreicht, um ein Polyurethanpräpolymer mit Diisocyanat-Endgruppen zu bilden, das dann mit Hydroxypropylacrylat, Hydroxyethylacrylat und Hydroxyethylmethacrylat umgesetzt wird, um das Polyurethanoligomer oder -polymer mit Diacrylat-Endgruppen zu bilden. Es können auch Gemische dieser Polyurethanoligomere mit Acrylat-Endgruppen eingesetzt werden. Der Begriff "Acrylat", wie hierin verwendet, soll neben Acrylaten auch Methacrylate und Ethacrylate umfassen. Von diesen Materialien werden vorzugsweise Diacrylatpolyesterurethanoligomere eingesetzt. Polyurethanoligomere mit Acrylat-Endgruppen, die z.B. durch Licht, UV-Licht, Elektronenstrahl und/oder Infrarotlicht usw. härtbar sind, sind bekannt und werden manchmal als bestrahlungs- oder strahlungshärtbare Materialien bezeichnet.
Die obigen Diacrylatverbindungen (1) und/oder (2) verringern die Härte der IMC-Beschichtung.
Ein organischer Radikalinitiator oder ein Radikalgenerator (Katalysator), wie z.B. Peroxid, wird eingesetzt, um die Polymerisation, Copolymerisation und/oder Vernetzung der ethylenisch ungesättigten Oligomere und der anderen ethylenisch ungesättigten Materialien zu katalysieren. Beispiele für Radikalinitiatoren sind t-Butylperbenzoat, t-Butylperoctoat in Diallylphthalat, Diacetylperoxid in Dimethylphthalat, Dibenzoylperoxid, Butylperisobutyrat, Di-(p-chlorbenzoyl)peroxid in Dibutylphthalat, Di-(2,4-chlorbenzoyl)peroxid mit Dibutylphthalat, Dilauroylperoxid, Methylethylketonperoxid, Cyclohexanonperoxid in Dibutylphthalat, 3,5-Dihydroxy-3,4-dimethyl-1,2-dioxacyclopentan, t-Butylperoxy-(2-ethylhexanat), 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, Di-t-butylperoxid, 3,5-Dihydroxy-3,5-dimethyl-1 ,2-oxacyclopentan, 1,1-Bis-(t- butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan und Gemische darvon. Es wird manchmal gewünscht, Initiatorgemische einzusetzen, um deren unterschiedliche Zersetzungsraten und -zeiten bei unterschiedlichen Temperaturen und dergleichen zu nutzen. Ein bevorzugter Initiator ist t-Butylperbenzoat. Der Peroxidinitiator sollte in einer wirksamen Menge verwendet werden, um die Wirkung des Inhibitors zu überwinden und Vernetzung oder Härtung der ethylenisch ungesättigten Materialien zu bewirken. Im allgemeinen wird der Peroxidinitiator in einer Menge von bis zu etwa 5, vorzugsweise bis zu etwa 2, Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der in der IMC-Beschichtungszusammensetzung eingesetzten, ethylenisch ungesättigten Materialien, verwendet.
Die obengenannten ungesättigten Materialien werden in einer wirksamen Menge so eingesetzt, daß beim Härten (z.B. Polymerisation, Copolymerisation und/oder Vernetzung) eine wärmegehärtete Zusammensetzung bereitgestellt wird.
Um vorzeitiges Gelieren der ethylenisch ungesättigten Materialien zu verhindern und für eine verbesserte Haltbarkeit oder Lagerbarkeit zu sorgen, werden Inhibitoren in gewünschter Menge der Zusammensetzung zugegeben oder in den Rohmaterialien vor der Verwendung vorgesehen. Beispiele für Inhibitoren sind Hydrochinon, Benzochinon, p-t- Butylcatechin und dergleichen sowie Gemische davon.
Gegebenenfalls kann die IMC-Beschichtung mit anderen Formtrennmitteln, Abbauhemmern, UV-Absorbern, Paraffinwachsen, festen Glas- oder Harzmikrokugeln, Verdickern, Antischrumpf-Additiven und dergleichen compoundiert werden. Diese Mischungsbestandteile sollten in ausreichenden Mengen eingesetzt werden, um zufriedenstellende Ergebnisse in bezug auf ihren beabsichtigten Zweck zu liefern. Es ist nicht wünschenswert, in der IMC-Zusammensetzung Materialien wie Butadien-Styrol-Blockcopolymere oder Fettalkoholphosphate zu verwenden.
Zwecks einfacher Handhabung können Materialien wie Polyvinylacetat in einem reaktiven Monomer wie Styrol gelöst werden. Die Viskosität der Oligomere kann durch Verdünnen mit Styrol und dergleichen gesenkt werden. Die Bestandteile der Zusammensetzung sollten sich bei Raumtemperatur oder Temperaturen unterhalb der Polymerisationstemperatur leicht mischen und handhaben lassen, damit sie problemlos in die Form gepumpt und eingespritzt werden können. Die Bestandteile können vor dem oder während des Mischens erwärmt oder erhitzt und schrittweise vermischt werden, um gründliches Durchmischen, Dispergieren und Lösen zu vereinfachen. Es kann auch der Großteil aller Bestandteile gründlich vermischt und der Rest, einschließlich des Katalysators, getrennt vermischt werden, wonach beide zu einem Mischkopf gepumpt werden können, um sie zu vermischen und dann in die Form zu spritzen.
Mit dem Peroxidinitiator oder Katalysator weist die Zusammensetzung in der Form eine Haltbarkeit bei Raumtemperatur (etwa 25ºC) von mehreren Wochen auf, und ohne den Initiator weist sie eine Haltbarkeit von mehreren Monaten bei Raumtemperatur auf.
Daher wird der Initiator der Zusammensetzung vorzugsweise erst kurz vor dem Formen zugegeben und gründlich damit vermischt.
Alle Bestandteile der Beschichtungszusammensetzung sollten trocken gehalten werden oder eine minimale Feuchtigkeitsmenge enthalten, oder der Wassergehalt sollte so gesteuert werden, daß reproduzierbare Ergebnisse erzielt werden und Porenbildung verhindert wird.
Das Vermischen der Bestandteile der Zusammensetzung sollte gründlich erfolgen. Als IMC-Beschichtung können Spritzguß-, Formpreß-, Spritzpreß- oder andere Formvorrichtungen oder -geräte verwendet werden. Formgeräte und -verfahren sind der US-A-4.081.578 zu entnehmen. Die Beschichtungszusammensetzung kann auf das Substrat aufgetragen und etwa 0,25 bis 3 min lang bei einer Temperatur von etwa 270-330ºF (132-166ºC) und bei einem Druck von etwa 500 bis 1.500 oder etwa 1.000 psi (35 bis losoder 70 kg/cm²) gehärtet werden.
Die hierin geoffenbarten Verfahren und Produkte können bei der Herstellung von Kfz- Teilen, wie Kühlergrill- und Scheinwerferanlagen, Wagendächern, Stoßstangen, Türfüllungen und Dächern sowie bei der Herstellung von Teilen für Freizeit-Allroundfahrzeuge, motorgetriebene Wasserfahrzeuge, Speisetabletts, Bestandteile von Haus halts- und Elektrogeräten, Möbeln, Maschinenabdeckungen und -führungen, Badezimmerutensilien, Strukturpaneelen usw. Eingesetzt werden.
Das geformte Kunststoffsubstrat kann ein geformter Teil oder ein glasfaserverstärktes Kunststoff-(FRP-)Substrat auf Basis von wärmegehärteten Harzen oder thermoplastischen Harzen sein. Die wärmegehärteten Harze, wie z.B. Polyesterharz oder Vinylesterharz, auf die die Formzusammensetzung aufgeracht wird, können aus Bahnformverbindungen (SMC) oder kompakten Formverbindungen (BMC) oder anderen FRP-Materialien sowie hochfesten Formzusammensetzungen (HMC) oder dicken Formverbindungen bestehen. Das FRP-Substrat kann etwa 10 bis etwa 75, besser etwa 25 bis 35 oder etwa 55 bis 60 Gew.-% Glasfasern aufweisen. Das glasfaserverstärkte wärmegehärtete Kunststoff-(FRP-) Substrat kann starr oder halbstarr sein. Anstelle von Glasfasern können auch andere herkömmliche Fasern entweder getrennt davon oder in Kombination damit eingesetzt werden. Beispiele dafür sind Kohlefasern, Borfasern, Graphitfasern, Nylonfasern und dergleichen. Das Substrat kann Flexibilisierungspolymere, enthalten, z.B. eine Flexibillsierungsgruppe, wie z.B. eine Adipatgruppe im Polyester, Elastomere, wie z.B. Styrol- Butadien-Blockcopolymere, Plastomere, herkömmliche Stoßmodifikatoren und dergleichen. Beispiele für wärmegehärtete ungesättigte Polyesterglasfasern sind in "Modern Plastics Encyclopedia 89", Mitte Oktober 1988, Bd. 65, Nr.11, McGraw-Hill, Inc., New York, S. 209-214 und in verschiedenen obengenannten Shell Chemical Company Technical Bulletins über Vinylester angeführt. Beispiele für thermoplastische Harzsubstrate sind Polyurethane, Polyester, Polycarbonate, Polsulfone, Polyamide, Polyimide, Polyacrylate, Poly(alkylene) und Polyether. Bei aromatischen Gruppen innerhalb dieser Polymere besteht die Tendenz, daß sie deren potentielle Einsatztemperatur erhöhen.
Die Erfinder des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes haben festgestellt, daß die Zusammensetzungen allgemein gute Pumpbarkeit und Fließfähigkeit in der Form aufweisen. Sie können zu rascher Härtung innerhalb von nur 12 bis 50 5 bei 150ºC (300ºF) führen. Sie weisen auch gute Haftung an Farben auf und können nicht nur als IMC-Beschichtung verwendet werden, um Fehler abzudecken, sondern auch als gut leitende Überzüge für elektrostatische Anstriche und als Primer für die meisten Endanstrichsysteme, wie z.B. lösliche Acryllacke, acrylische Dispersionslacke, Wasseracrylemail, Lösungsacrylemail mit hohem Feststoffgehalt, nichtwäßrige Acryldispersionen und Urethane.
Die Konzepte sind unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele besser zu verstehen, worin die genannten Teile, falls nicht anders angegeben, Gewichtsteile sind.

BEISPIELE

IMC-Beschichtungszusammensetzungen wurden formuliert, wie in Tabelle 1 angeführt. Die ersten 4 Komponenten wurden in einen Reaktor eingebracht und unter Erhitzen auf 38ºC vermischt. Die nächsten drei Bestandteile wurden zugegeben und unter Verwendung eines Hochscherungsmischers eingemischt. Ruß, Kieselsäure und Diacrylatester wurden dann bei hoher Scherkraft 30 min unter Erwärmen vermischt, bis 44ºC erreicht wurde. Sobald 44ºC erreicht waren, wurde die Heizung unterbrochen und mit dem Kühlen begonnen. Dann wurden die letzten Komponenten zugegeben und 1 h lang bei 38ºC eingemischt. nach diesem Verfahren wurden die Formulierungen 1 bis 6 hergestellt. TABELLE I LEITENDE "IN-DER-FORM" BESCHICHTUNGEN
Alle obigen Mengenangaben sind in g.
a Graphit Nr.508 wird von Asbury Graphite Milis geliefert, weist zumindest 85 Gew.-% Kohlenstoff auf und geht durch ein Sieb mit 325 Mesh.
b Graphit Nr.8535 wird von Superior Graphite Co. geliefert.
c Graphit Nr.8635 wird von Superior Graphite Co. geliefert.
Die Formulierungen 1 bis 6 wurden dann für etwa 45 s bei 6,89 x 10&sup6; N.m&supmin;² (1.000 psi) und 149ºC (300ºF) in der Form auf herkömmliche, glasfaserverstärkte, bahngeformte, wärmegehärtete Polyester-Styrol-Bahnen mit 25 Gew.-% Glasfasern aufgebracht. Die Tests der IMC-Beschichtungen werden in Tabelle II gezeigt.
Die IMC-Beschichtungen A bis F zeigten bei einem Skalpell-Screeningtest allesamt gute Haftung und bei Messung mittels Ransberg-Meßgerät hervorragende Leitfähigkeit für elektrostatische Anstriche von > 165. IMC-Beschichtung A, die kein TiO&sub2;-Pigment aufweist, wird als Vergleich eingesetzt und ist schwarz. IMC-Beschichtung B, die TiO&sub2; aber kein Graphit aufweist, ist heller als A, aber ungleichmäßig gefärbt und als grauer Grundanstrich inakzeptabel. Die Färbung von IMC-Beschichtung C, die ebenfalls kein Graphit aber stärker hydratisiertes Magnesiumsilikat aufweist, ist ebenfalls ungleichmäßig. Die IMC-Beschichtungen D, E und F, bei denen drei verschiedene Graphite von zwei verschiedenen Lieferanten eingesetzt wurden, erzeugten allesamt gleichmäßige, hellgraue Beschichtungen. TABELLE II PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN DER IMC-BESCHICHTUNGEN
d Die Haftung wurde mittels Skalpell-Screeningtest untersucht.
e Die Leitfähigkeit wurde mittels Ransberg-Meßgerät von der Ransberg Electro-Coating Corporation getestet. Werte über 102 sind für elektrostatische Anstriche geeignet.

Claims

1. Wärmehärtende IMC-Beschichtungszusammensetzung, die härtbar ist, um einen grauen, leitfähigen Überzug zu bilden, umfassend:

zumindest ein Oligomer auf Epoxybasis, das zumindest zwei (Alkyl)Acrylat- Gruppen aufweist, die aus Acrylat, Methacrylat und Ethacrylat ausgewählt sind;

copolymerisierbare ethylenisch ungesättigte Monomere;

5 bis 1 50 Gewichtsteile Graphitteilchen, sowie

5 bis 120 Gewichtsteile Weißpigment;

wobei sich die Gewichtsteile auf die Menge an Oligomer auf Epoxybasis als 100 Teile beziehen.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, die 20 bis 85 Gewichtsteile Graphit umfaßt.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 2, die 40 bis 70 Gewichtsteile Graphit umfaßt.

4. Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die durchschnittliche Teilchengröße des Graphits im Bereich von 5 bis 30 um liegt.

5. Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, die 10 bis 80 Gewichtsteile Weißpigment umfaßt.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 5, die 15 bis 50 Gewichtsteile Weißpigment umfaßt.

7. Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der das Weißpigment aus Titandioxid- und modifizierten Titandioxid-Pigmenten ausgewählt ist.

8. Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, die leitenden Ruß in einer Menge von nicht mehr als 10 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Oligomers auf Epoxybasis, umfaßt.

9. Zusammensetzung nach Anspruch 8, die nicht mehr als 5 Gewichtsteile leitenden Ruß umfaßt.

10. Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der das Oligomer auf Epoxybasis ein gewichtsmittleres Molekulargewicht im Bereich von 500 bis 1.500 aufweist.

11. Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der das Oligomer auf Epoxybasis ein Bisphenol A-Epoxyol igomer mit Di(alkyl)acryat-Endgruppen ist.

12. Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der das ethylenisch ungesättigte Monomer Styrol ist.

13. Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, die 80 bis 160 Gewichtsteile des ethylenisch ungesättigten Monomers umfaßt.

14. Zusammensetzung nach Anspruch 13, die 80 bis 120 Gewichtsteile des ethylenisch ungesättigten Monomers umfaßt.

15. Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, die eine monoethylenisch ungesättigte Verbindung umfaßt, die eine > C=O Gruppe und zumindest eine -NH&sub2;, -NH- oder -OH Gruppe aufweist.

16. Zusammensetzung nach Anspruch 15, die 10 bis 120 Gewichtsteile der monoethylenisch ungesättigten Verbindung umfaßt.

17. Zusammensetzung nach Anspruch 16, die 10 bis 60 Gewichtsteile der monoethylenisch ungesättigten Verbindung umfaßt.

18. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei der die monoethylenisch ungesättigte Verbindung Hydroxypropylmethacrylat ist.

19. Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, die 20 bis 100 Gewichtsteile Füllstoff umfaßt.

20. Zusammensetzung nach Anspruch 19, bei der der Füllstoff aus Talk und hydratisierten Magnesiumsilikaten ausgewählt ist.

21. Verfahren, umfassend das IMC-Beschichten eines geformten Kunststoffsubstrats mit einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 20.

22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem das geformte Kunststoffsubstrat ein wärmegehärtetes oder thermoplastisches faserverstärktes Kunststoff-(FRP-)Substrat ist.

23. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das FRP-Substrat 10 bis 75 Gew.-% Fasern enthält.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, welches das Überstreichen der IMC-Beschichtung umfaßt.

25. Laminiertes Produkt, das nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24 erhältlich ist.