DE8007192U1 - Lichttransparente kunststoffplatten - Google Patents

Lichttransparente kunststoffplatten

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DE8007192U1 DE19808007192U DE8007192U DE8007192U1 DE 8007192 U1 DE8007192 U1 DE 8007192U1 DE 19808007192 U DE19808007192 U DE 19808007192U DE 8007192 U DE8007192 U DE 8007192U DE 8007192 U1 DE8007192 U1 DE 8007192U1
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Description

10 981
Anmelder: Herberts Gesellschaft mit beschränkter Haftung Christbusch 25t 5600 Wuppertal
"Lichttransparente Kunststoffplatten"
Gegenstand der Neuerung sind lichttransparente Kunststoffplatten mit einem Lacküberzug zum Schutz gegen Vergilbung und/oder Versprödung.
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-Mischpolymerisäten (ABS). Die Kunststoffplatten 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 v/erden unter dem Begrif "Kunststoffplatten" im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden Bevorzugt bestehen die Kunststoffplatten gemäß der Erfindung aus den oben genannten Kunststoffen. Die .
-2-
-■ I Herstellung erfolgt in der Regel durch Extrusion. ,|
Es ist bekannt, derartige Kunststoffplatten bzw. Ge- ,■
brauchsgegenstände durch einen Lacküberzug gegen ge- f;
wisse Einwirkungen zu schützen, ihnen z.B. eine Kratz- |
unempfindlichkeit oder Witterungsbeständigkeit bzw. t
Lichtbeständigkeit zu verleihen. In der DE-OS 28 07 923
ist in diesem Sinne ein Lacküberzug auf Basis von Poly- ';■:
isocyanaten und Epoxyharzen vorgeschlagen worden. Es |
wird damit aber nur in unzureichendem Ausmaß eine Witte- |
rungsbeständigkeit erzielt. f
Die meisten lichttransparenten Kunststoffe haben insbe- ί sondere den Nachteil, daß ihre Eigenschaften durch lang- !
andauernde 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. '
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, transparente Kunststoffplatten zu schaffen, die 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 Lichtwände in Industriehallen, Sporthallen, Reithallen, Schwimmbädern, Balkon- und Terrassenverkleidungen, Ausstellungspavillons usw.
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.
-3-
Gegenstand der Erfindung sind demgemäß lichttransparente Kunststoffplatten, die dadurch gekennzeichnet sind, daß der Lacküberzug eine Stärke von 5 bis 80 Aim aufweist und
ί| 5 a) als Bindemittel Polymerisate von niederen Alkylff Acrylsäure-oder-Methacrylsäureestern,
b) als UV-Absorber 2-(2-Hydroxy-3,5-dialkyl-aryl)-2H-benztriazol*? in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-%,
ri bezogen auf den Lackfilm,
;: ίο c) Quencher in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf den Lackfilm
enthält.
. Die Kunststoffplatten gemäß der Erfindung sind vorzugs-■i 15 weise farblos. Sie können aber auch schwach getönt
:;: sein, wenn dies vom Verwendungszweck her erwünscht ist.
Zweckmäßig hat der Lacküberzug eine Stärke von mindestens 10/um, vorzugsweise mindestens 20/um, und höchstens 60/um, vorzugsweise höchstens 40/um. Es ist weiterhin zweckmäßig, daß der Lacküberzug die UV-Absorber in einer Menge von mindestens 1,0 Gew.-96, 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.-96, und höchstens 8.0 Gew.-%. vorzugsweise höchstens 5,0 Gew.-% enthält.
Vorteilhafterweise werden UV-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.
Es ist zweckmäßig, daß der Lacküberzug als Bindemittel Polyalkylmethacrylate, vorzugsweise Polymethylmethacrylat enthält.
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Das wesentliche Charakter!stikum 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. Witterungsbeständigkeit, d.h. keine Rißbildung. Das Bindemittel muß sich gut in den verwendeten Lösungsmitteln lösen. Es muß weiterhin ausgezeichnet verträglieh sein mit den verwendeten UV-Absorbern und Quenchern, d.h. diese dürfen auch nach langen Zeiträumen nicht aus dem Bindemittelfilm auskristallisieren oder darin wandern.
Die gemäß der Erfindung verwendeten UV-Absorber sind an sich bekannt. Das 2-(2-Hydroxy-3,5-di-tert.amylphenyl)-2H-benztriazol ist z.B. das Handelsprodukt Tinuvin 328 der Firma Ciba-Geigy, Schweiz.
Die gemäß der Erfindung verwendeten Quencher sind ebenfalls an sich bekannte Produkte. Das Produkt Di-(1,2,2, 6,6-pentylmethyl-4-piperidyl)-2-N-butyl-2(3,5-di-tert. butyl-4-hydroxybenzyl)-malonat ist das Handelsprodukt Tinuvin 144 der Firma Ciba-Geigy, Schweiz.
Gemäß der Erfindung wird durch einen relativ dünnen Lacküberzug aufgrund der vorstehend definierten Konzentrationen 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 gemäß der
-5-
Erfindung vorhandenen Lacküberzug in einem bisher nicht für möglich gehaltenen Ausmaß erzielt, wie Langzeittests bewiesen haben.
- . Das Verfahren
zur Herstellung der oben definierten lichttransparenten Kunst stoff platt en kann derart -erfolgen, daß., auf die Kunststoffplatten eine Lösung von e) 15 bis AO Ge\r.-% 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.-% Quencher,
d) in niedrig siedenden Lösungsmitteln mit einem Flammpunkt unter etwa 4O0C
in einer Menge von 10 bis 400 g/m aufgebracht und das Lösungsmittel bei Temperaturen von maximal 60°C Objekttemperatur verdunstet wird.
Bevorzugt wird die Lösung in einer Menge von mindestens 20 g/m , vorzugsweise mindestens 40 g/m2 und höchstens 300 g/m , vorzugsweise höchstens 200 g/m2 aufgebracht.
Es ist bevorzugt, daß die Lösung die UV-Absorber in einer Menge von mindestens 0,2 Gew.-#, vorzugsweise mindestens 0,3 Gew.-%, und höchstens von 3t2 Gew.-%, vorzugsweise 2,0 Gew.-% enthält.
Weiterhin ist bevorzugt, daß die Lösung die Quencher in einer Menge von mindestens 0,2 Gew.-?6, vorzugsweise mindestens 0,3 Ge\i.-%, und höchstens von 3,2 Gew.-%, vorzugsweise 2,0 Gew.-% enthält. Als Bindemittel werden zweckmäßig Polyalkylmethacrylate, vorzugsweise PoIyjüiethylmethacrylate verwendet.
35
Spezielle Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind Aromaten wie Toluol, Xylol; Ester, wie Methylacetat,
-6-
Äthylacetat, Butylacetat, und Gemische davon, gegebenenfalls unter Zusatz von Methanol, Äthanol, 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. Alle Trockenzeiten beziehen sich auf Trocknung bei Normalklima (230C: 55 % relative Luftfeuchtigkeit). Die verwendeten Bindemittel sind an sich bekannt. Als besonders geeignet hat sich z.B. ein Polymethylmethacrylat der Firma Rohm und Haas erwiesen, das unter der Bezeichnung Paraloid B 44 im Handel erhältlich ist. Ein anderes ausgezeichnet geeignetes Bindemittel gemäß der Erfindung ist ein auf gleicher Kunststoffbasis aufgebautes Bindemittel, das von der Firma Poly-Vinylchemie, Niederlande, unter der Bezeichnung Neocryl B 723 im Handel erhältlich ist.
Geeignete lacktechnische Zusatzstoffe für den Lack sind Siliconole zur Verbesserung der Kratzfestigkeit und Entschäumungsmittel, zweckmäßig beim Gießen derartiger Lacke.
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
-7-
I t I · I I It I • I · t*F Il Il )
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. Es ist auf diese Weise eine besonders gleichmäßige Beschichtung gewährleistet. Es können aber auch andere auf dem Lackgebiet übliche, einen gleichmäßigen Lacktiberzug erzeugende Auftragsverfahren angewandt werden.
Der zur Herstellung der Platten verwendete UV-Schutzlack, enthaltend Bindemittel, Lösungsmittel, UV-Absorber und Quencher sowie gegebenenfalls übliche lacktechnische Zusatzstoffe, ist dadurch gekennzeichnet,
ί daß er
a) 15 bis 40 Ge\f.-% Polymerisate von niederen Alkyl-
Acrylsäure-oder-Methacrylsäureestern, t>) 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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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 Lacküberzug
-8-
' tüiuvNN A'-J! I-IfC-I, .v..:iV.h:.N, ;U..,'..;·) .üv-iui
mit 2 bezeichnet. Figur 2 stellt einen schematischen Querschnitt <3urcn eine Kunsxstoffplatte gemäß der Erfindung dar, die doppelwandig ist, wobei die Wände durch Verbindungsstege miteinander verbunden sind. Die beiden Wände sind mit 1a und 1b bezeichnet. Sie werden durch die Stege 3 miteinander verbunden. Auf der oberen Wand 1a ist die Lackschicht 2 aufgebracht.
Beispiel 1
Auf die spätere Außenoberfläche eines doppelwand!gen Lichtwandprofils aus PVC wird durch Gießen eines Lackes folgender Zusammensetzung
26 g Polymethylmethacrylat (Handelsprodukt Paraloid
B 44 der Firma Rohm und Haas) 0,8 g UV-Absorber (Handelsprodukt Tinuvin 328 der Firma
Ciba-Geigy, Schweiz)
0,8 g Quencher (Handelsprodukt Tinuvin 144 der Firma
Ciba-Geigy)
0,2 g Siliconöl (Handelsprodukt Baysilon 02 der Firma Bayer AG)
C,2 g Entschäumer
21 g Toluol
31 g Äthylacetat
20 g Äthanol
in einer Auftragsmenge von 90 g/m eine Lackschicht aufgebracht, die nach dem Trocknen bei 230C eine Trockenfilmstärke von 22/um ergab.
Das so beschichtete Lichtwandprofil zeigte nach 100 Stunden Bestrahlung mit UV-Licht (250 bis 400 nm) keine Vergilbung im Gegensatz zu unbeschichteten Profilen des gleichen Typs, die nach dieser Behandlung stark vergilbt waren.
Beispiel 2
Ein Flächengebilde aus ABS-Kunststoff von 3 mm Schichtdicke wurde einseitig durch Sprühauftrag mit einem
-9-
9
Lack folgender Zusammensetzung beschichtet:
20 g Polymethylmethacrylat
1,0 g UV-Absorber (Tinuvin 328) 1,04 g Quencher (Tinuvin 14A)
40 g Äthylacetat
12 g Toluol
26 g Äthanol
Die Trockenfilmdicke betrugt 25 Am. Das so beschichtete Flächengebilde zeigte nach Bestrahlung, wie im Beispiel 1 beschrieben, keine Versprödung, während das unbehandelte Flächengebilde danach stark versprödet war.
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.

Claims (5)

T'10 981 tansprüche:
1. Lichttransparente Kunststoffplatten mit einem Lacküberzug, dadurch gekennzeichnet, daß der Lacküberzug eine Stärke von 5 bis 80 /um 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.-96, bezogen auf den Lackfilm,
c) Quencher in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-96, bezogen auf den Lackfilm,
enthält.
2. Transparente Kunststoffplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lacküberzug eine Stärke von mindestens 10yum, vorzugsweise mindestens 20/am, und höchstens 60/um» vorzugsweise höchstens 40 /um hat.
3. Transparente Kunststoffplatten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lacküberzug die UV-Absorber in einer Menge von mindestens 1,0 Gew.-96, vorzugsweise mindestens 1,5 Gew.-%, und höchstens 8,0 Ge\/.-%, vorzugsweise höchstens 5 Gew.-96 enthält.
4. Lichttransparente Kunststoffplatten nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich- net, daß der Lacküberzug die Quencher in einer Menge von mindestens 1,0 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 1,5 Gew.-96, und höchstens 8,0 Gew.-96, vorzugsweise höchstens 5,0 Gew.-96 enthält.
5. Lichttransparente Kunststoffplatten nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lacküberzug als Bindemittel
-2-
■:. :. S A i Z S ° ! T: C, L- j.> Γ;Λ>.!::" \i VYt <;.·.·■!■-, f.'.ii;- ■.-.>!; N, IJt. ·; .;;■) iä ;..'.:ic
• · ·
1 Polyalkylmethaorylate, vorzugsweise Polymethylmethacrylat enthält.
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