Durch Energieeintrag reparable BeschichtungenThrough energy input reparable coatings
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft durch Energieeintrag reparable Beschichtungsmas- sen, die bestimmte Siloxane enthalten, damit erhaltene durch Energieeintrag reparable Beschichtungen, sowie Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.The present invention relates to energy-recoverable Beschichtungsmas- sen containing certain siloxanes, thus obtained by energy input reparable coatings, as well as processes for their preparation and their use.
WO 96/10595 A1 beschreibt selbstheilende Beschichtungen, die Urethanpräpolymere enthalten, die unter anderem als Aufbaukomponenten carbinolterminierte Polyalkylsilo- xandiolsegmente enthalten. Insbesondere werden als Strukturen ethylenoxid- oder propylenoxidterminierte Siloxandiole offenbart. Die in den Beispielen verwendeten Si- loxandiole weisen ca. 12 - 13 Si-O-Gruppen auf.WO 96/10595 A1 describes self-healing coatings which contain urethane prepolymers which, inter alia, contain carbinol-terminated polyalkylsiloxane-xantiol segments as structural components. In particular, ethylene oxide- or propylene oxide-terminated siloxane diols are disclosed as structures. The siloxanediols used in the examples have about 12-13 Si-O groups.
Beschichtungen auf Basis von Polyurethanen werden ebenfalls verwendet, um Kratzer auf Glas auszuheilen. Sie machen sich die Fließfähigkeit von Polyurethanen im Film zunutze. Beispielhaft seinen hierfür US 4584229, EP 135404 A1 , DE 2634816 und EP 635348 A1 genannt.Polyurethane based coatings are also used to heal scratches on glass. They make use of the flowability of polyurethanes in the film. Examples thereof for this US 4584229, EP 135404 A1, DE 2634816 and EP 635348 A1 called.
Alle bisher beschriebenen selbstheilenden Lacksysteme nach dem Stand der Technik nutzen allein eine physikalische Restfließfähigkeit einer Beschichtung nach dem Aushärten, um entstandene Kratzer wieder auszuheilen. Eine ausreichend hohe Fließfähigkeit der Beschichtungen setzt jedoch eine niedrige Vernetzungsdichte voraus. Dies führt zu unreichenden mechanischen Beständigkeiten, die z. B. die Anforderungen für Automobilanwendungen hinsichtlich Kratzbeständigkeit oder Chemikalienresistenz nicht erfüllen.All previously described self-healing lacquer systems according to the prior art use only a physical residual flowability of a coating after curing to heal the resulting scratches again. However, a sufficiently high flowability of the coatings requires a low crosslinking density. This leads to unsatisfactory mechanical resistance, the z. B. do not meet the requirements for automotive applications in terms of scratch resistance or chemical resistance.
Eine echte chemische Selbstheilung einer Beschichtung beschreibt lediglich EP 355 028 A. Hierbei enthält eine untere Lackschicht ein aromatisches Keton, welches bei UV-Belichtung oder unter dem Einfluss von Sonnenlicht die Vernetzung unterer Lackschichten bewirkt und somit eine Ausheilung mechanischer Defekte durch die Neubildung chemischer Bindungen bewirkt. Von Nachteil wirkt sich hier die mangelnde Selektivität bei der Knüpfung neuer Vernetzungspunkte aus, da die Vernetzung in der Beschichtung fortschreiten kann und dann zu einer Versprödung führt.A true chemical self-healing of a coating is described only in EP 355 028 A. In this case, a lower lacquer layer contains an aromatic ketone, which on UV exposure or under the influence of sunlight causes the crosslinking of lower lacquer layers and thus causes an annealing of mechanical defects by the formation of new chemical bonds , A disadvantage here is the lack of selectivity in the formation of new crosslinking points, since the crosslinking in the coating can proceed and then leads to embrittlement.
Der Einsatz von Polysiloxanen zur Verbesserung der Kratzbeständigkeit von Lacken ist beispielsweise bekannt aus US 5916992 und EP-B1 1204701.The use of polysiloxanes to improve the scratch resistance of paints is known, for example, from US 5916992 and EP-B1 1204701.
Nachteilig an derartigen Polysiloxanen ist, daß dadurch keine Selbstheilung von Be- Schichtungen ermöglicht wird.
Mono- und Disiloxane die eine oder zwei phenolische Gruppen tragen sind bekannt aus US 3328450. Nachteilig daran ist, daß keinerlei Verwendung dieser Verbindungen beschrieben wird.A disadvantage of such polysiloxanes is that thereby no self-healing of laminations is made possible. Mono- and disiloxanes bearing one or two phenolic groups are known from US 3328450. The disadvantage of this is that no use of these compounds is described.
In der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2005 034213.2 und dem Anmeldedatum 19.07.2005 werden selbstheilende Beschichtungen beschrieben, deren Selbstheilung auf Spaltung von rückspaltbaren Reaktionsprodukten von Isocyanaten beruht. Siloxangruppenhaltige Produkte werden nicht offenbart.In the German patent application with the file number 10 2005 034213.2 and the filing date 19.07.2005 self-healing coatings are described, the self-healing is based on cleavage of rückspaltbaren reaction products of isocyanates. Siloxane-containing products are not disclosed.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, durch Energieeintrag reparable Beschichtungen zur Verfügung zu stellen, die mindestens so kratzbeständig sind wie die bisher im Stand der Technik bekannten Beschichtungen und eine gegenüber vergleichbaren Beschichtungen verbesserte, durch Energieeintrag verursachte Reparabilität aufweisen.The object of the present invention is to provide reparable coatings by energy input which are at least as scratch-resistant as the coatings known hitherto in the prior art and have improved reparability caused by energy input compared to comparable coatings.
Die Aufgabe wird gelöst durch Beschichtungsmassen, enthaltend als AufbaukomponentenThe object is achieved by coating compositions containing as structural components
(A) mindestens eine Verbindung, die mindestens ein Siliciumatom und mindestens eine gegenüber Isocyanat reaktive Gruppe (Y) aufweist, deren Reaktionsprodukt mit Isocy- anat leichter rückspaltbar ist, als das entsprechende Reaktionsprodukt mit einer Verbindung mit primären Hydroxygruppen, sowie gegebenenfalls mindestens einer weiteren gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppe (Z), die von (Y) verschieden ist, sowie(A) at least one compound which has at least one silicon atom and at least one isocyanate-reactive group (Y) whose reaction product is more easily cleaved with isocyanate than the corresponding reaction product with a compound having primary hydroxyl groups, and optionally at least one further opposite Isocyanate-reactive group (Z), which is different from (Y), as well as
(B) mindestens ein gegebenenfalls blockiertes Di- oder Polyisocyanat.(B) at least one optionally blocked di- or polyisocyanate.
Die Spaltung der Bindung zwischen Isocyanatgruppen und Gruppen (Y) erfolgt durch Einbringen von Wärme und/oder energiereiche Strahlung und/oder durch Anlegen von Druck, bevorzugt durch Einbringen von Wärme und/oder energiereiche Strahlung und besonders bevorzugt durch Einbringen von Wärme, beispielsweise thermisch oder durch NIR-Strahlung. Unter den Spaltungsbedingungen werden die Gruppen (Y) sowie Isocyanatgruppen zumindest teilweise zurückgebildet und können wieder neu geknüpft werden. Das Beschichtungsmaterial wird dadurch in gespaltenem Zustand leichter fließfähig als die Beschichtung, Kratzer können durch Verlaufen der niedriger viskosen Beschichtungsmasse ausheilen und die Beschichtungsmasse nach Beendigung des Energieeintrags erneut durch Neuknüpfung der Bindungen zwischen den Gruppen (Y) und Isocyanatgruppen vernetzen.The cleavage of the bond between isocyanate groups and groups (Y) is carried out by introducing heat and / or high-energy radiation and / or by applying pressure, preferably by introducing heat and / or high-energy radiation and more preferably by introducing heat, for example thermally or by NIR radiation. Under the cleavage conditions, the groups (Y) and isocyanate groups are at least partially regressed and can be rejoined. The coating material is thereby more easily flowable in the split state than the coating, scratches can heal by bleeding of the lower-viscosity coating composition and crosslink the coating compound again after the introduction of energy by rejoining the bonds between the groups (Y) and isocyanate groups.
In dieser Schrift wird unter dem Begriff Beschichtungsmasse die ungehärtete Zusam- mensetzung verstanden, die Beschichtungsmedium (Bindemittel) und gegebenenfalls Pigment und/oder andere lacktypische Additive enthält.
Unter der Beschichtung wird die applizierte und getrocknete und/oder gehärtete Be- schichtungsmasse verstanden.In this document, the term coating composition is understood to mean the uncured composition which contains coating medium (binder) and optionally pigment and / or other typical coatings additives. The coating is understood to mean the applied and dried and / or cured coating composition.
Unter der Bezeichnung "leicht spaltbar" wird hier verstanden, daß die Spaltreaktion des Reaktionsproduktes in Gruppen (Y) und Isocyanatgruppen bei den gewählten Reaktionsbedingungen mit einer Geschwindigkeit verläuft, die schneller ist, als die der Rückspaltung des entsprechenden Reaktionsproduktes mit einer Verbindung mit primären Hydroxygruppen, insbesondere Methanol.The term "readily cleavable" is understood here that the cleavage reaction of the reaction product in groups (Y) and isocyanate groups proceeds under the chosen reaction conditions at a rate which is faster than that of the cleavage of the corresponding reaction product with a compound having primary hydroxyl groups, especially methanol.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen (A) enthalten mindestens eine, bevorzugt mindestens zwei gegenüber Isocyanat reaktive Gruppen (Y), deren Reaktionsprodukt mit Isocyanat leicht spaltbar ist, sowie gegebenenfalls mindestens eine weitere gegenüber Isocyanat reaktive Gruppe (Z).The compounds (A) according to the invention contain at least one, preferably at least two, isocyanate-reactive groups (Y) whose reaction product is readily cleavable with isocyanate, and optionally at least one further isocyanate-reactive group (Z).
In einer alternativen Ausführungsform kann es sich bei Verbindungen (A) um ein Gemisch von solchen Verbindungen handeln, die ausschließlich jeweils mindestens eine, bevorzugt mindestens zwei gegenüber Isocyanat reaktive Gruppen (Y) enthalten, mit solchen, die ausschließlich gegenüber Isocyanat reaktive Gruppen (Z) enthalten.In an alternative embodiment, compounds (A) may be a mixture of such compounds which contain in each case exclusively at least one, preferably at least two, isocyanate-reactive groups (Y), with those which are exclusively isocyanate-reactive groups (Z) contain.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann es sich bei den Verbindungen (A) um solche handeln, die jeweils genau eine Gruppe (Y) und genau eine Gruppe (Z) enthalten.In a further alternative embodiment, the compounds (A) may be those which each contain exactly one group (Y) and exactly one group (Z).
Es stellt einen besonderen Vorteil solcher erfindungsgemäßen Verbindungen (A) dar, die mindestens eine Gruppe (Y) und mindestens eine Gruppe (Z) in einem Molekül enthalten, daß die rückgespaltenen Gruppen (Y) nicht aus der Beschichtung entweichen können, da sie noch über Gruppen (Z) mit der isocyanatgruppenhaltigen Komponente (B) verbunden sind.It is a particular advantage of such compounds (A) according to the invention, which contain at least one group (Y) and at least one group (Z) in a molecule that the back-split groups (Y) can not escape from the coating, since they still over Groups (Z) are connected to the isocyanate group-containing component (B).
Gegenüber Isocyanat reaktive Gruppen (Y), deren Reaktionsprodukt mit Isocyanat leicht spaltbar ist, sind solche Gruppen, wie sie zur Blockierung von Isocyanatgruppen eingesetzt werden.Isocyanate-reactive groups (Y) whose reaction product is readily cleavable with isocyanate are those groups which are used to block isocyanate groups.
Derartige Gruppen sind beschrieben in D. A. Wicks, Z. W. Wicks, Progress in Organic Coatings, 36, 148-172 (1999), 41 , 1-83 (2001 ) sowie 43, 131-140 (2001 ).Such groups are described in D.A. Wicks, Z.W. Wicks, Progress in Organic Coatings, 36, 148-172 (1999), 41, 1-83 (2001) and 43, 131-140 (2001).
Bevorzugte Gruppen (Y) sind Phenole, Imidazole, Triazole, Pyrazole, Oxime, N- Hydroxyimide, Hydroxybenzoesäureester, sekundäre Amine, Lactame, CH-acide cycli- sche Ketone, Malonsäureester oder Alkylacetoacetate.Preferred groups (Y) are phenols, imidazoles, triazoles, pyrazoles, oximes, N-hydroxyimides, hydroxybenzoic acid esters, secondary amines, lactams, CH-acidic cyclic ketones, malonic esters or alkyl acetoacetates.
Imidazolische Gruppen als gegenüber Isocyanatgruppen reaktive Gruppen, hier kurz als "Imidazole" bezeichnet, sind beispielsweise bekannt aus WO 97/12924 und EP
1591 17, Triazole aus US 4482721 , CH-acide cyclische Ketone sind beispielsweise beschrieben in DE-A1 102 60 269, dort besonders in Absatz [0008] und bevorzugt in den Absätzen [0033] bis [0037], besonders bevorzugt Cyclopentanon-2- carbonsäureester und insbesondere Cyclopentanon-2-carbonsäureethylester.Imidazolic groups as isocyanate-reactive groups, referred to herein for short as "imidazoles", are known, for example, from WO 97/12924 and EP 1591 17, triazoles from US 4482721, CH-acidic cyclic ketones are described, for example, in DE-A1 102 60 269, there in particular in paragraph [0008] and preferably in paragraphs [0033] to [0037], particularly preferably cyclopentanone-2 carboxylic acid esters and in particular cyclopentanone-2-carboxylic acid ethyl ester.
Bevorzugt Imidazole sind beispielsweise solche Imidazole, die neben der freien NH- Gruppe noch eine weitere funktionelle Gruppe enthalten, wie z.B. -OH, -SH, -NH-R, - NH2, -CHO, wie z.B., 4-(Hydroxymethyl) imidazol, 2-Mercapto-imidazol, 2-Amino- imidazol, 1-(3-Aminopropyl) imidazol, 4,5-Diphenyl-2-lmidazolethiol, Histamin, 2- Imidazol-carboxaldehyd, 4-lmidazol carbonsäure, 4,5-lmidazol-dicarbonsäure, L- Histidin, L-Carnosine, und 2, 2'-Bis-(4,5 dimethyl-imidazol).Preferred imidazoles are, for example, those imidazoles which, in addition to the free NH group, also contain a further functional group, such as e.g. -OH, -SH, -NH-R, - NH 2, -CHO, such as, for example, 4- (hydroxymethyl) imidazole, 2-mercapto-imidazole, 2-aminoimidazole, 1- (3-aminopropyl) imidazole, 4, 5-diphenyl-2-imidazolethiol, histamine, 2-imidazole-carboxaldehyde, 4-imidazole carboxylic acid, 4,5-imidazole-dicarboxylic acid, L-histidine, L-carnosine, and 2,2'-bis- (4,5-dimethyl imidazole).
Geeignete Triazole sind 3-Amino-1 ,2,4 Triazol, 4-Amino-1 ,2,4 Triazol, 3,5 Diamino- 1 ,2,4 Triazol, 1 H-1.2.4 Triazol-3-Thiol, 5-Methyl-1 H-1 ,2,4 Triazol-3-Thiol und 3-Amino- 5-Mercapto-1 ,2,4-Triazol.Suitable triazoles are 3-amino-1, 2,4-triazole, 4-amino-1, 2,4-triazole, 3,5-diamino-1,2,4-triazole, 1H-1,2,4-triazole-3-thiol, 5 -Methyl-1H-1, 2,4-triazole-3-thiol and 3-amino-5-mercapto-1, 2,4-triazole.
Sekundäre Amine sind bevorzugt tert-Butyl benzylamin.Secondary amines are preferably tert-butyl benzylamine.
Bevorzugt sind Phenole, Oxime, N-Hydroxyimide, Lactame, Imidazole, Triazole, Ma- lonsäureester und Alkylacetonate, besonders bevorzugt sind Lactame, Phenole, Imidazole, Triazole und Malonsäureester und ganz besonders bevorzugt sind Phenole.Preference is given to phenols, oximes, N-hydroxyimides, lactams, imidazoles, triazoles, malonic esters and alkylacetonates; particularly preferred are lactams, phenols, imidazoles, triazoles and malonic esters, and very particular preference is given to phenols.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen (A) enthalten durchschnittlich mindestens eine, bevorzugt mindestens 2, besonders bevorzugt 2 bis 20, ganz besonders bevorzugt 2 bis 10, insbesondere 2 bis 6, speziell 2 bis 4, oftmals 2 bis 3 und sogar genau 2 Grup- pen (Y).The compounds (A) according to the invention contain on average at least one, preferably at least 2, more preferably 2 to 20, very preferably 2 to 10, in particular 2 to 6, especially 2 to 4, often 2 to 3 and even exactly 2 groups ( Y).
Gruppen (Y) können in der Verbindung (A) in Mengen bis zu 5 mol/kg Verbindung (A) anwesend sein, bevorzugt 0,1 bis 5, besonders bevorzugt 0,3 bis 4,5, ganz besonders bevorzugt 0,5 bis 4 und insbesondere 1 bis 3 mol/kg.Groups (Y) may be present in compound (A) in amounts of up to 5 mol / kg of compound (A), preferably 0.1 to 5, more preferably 0.3 to 4.5, most preferably 0.5 to 4 and especially 1 to 3 mol / kg.
Darüberhinaus können die Verbindungen (A) optional mindestens eine, beispielsweise ein bis sechs, bevorzugt ein bis vier, besonders bevorzugt ein bis drei, ganz besonders bevorzugt ein bis zwei und insbesondere genau eine weitere gegenüber Isocyanat re- aktive Gruppe (Z) enthalten.In addition, the compounds (A) may optionally contain at least one, for example one to six, preferably one to four, particularly preferably one to three, very particularly preferably one to two and in particular exactly one further isocyanate-reactive group (Z).
Bevorzugt sind jedoch Verbindungen (A), die keine weiteren Gruppen (Z) aufweisen.However, preference is given to compounds (A) which have no further groups (Z).
Gruppen (Z) sind gegenüber Isocyanat reaktive Gruppen, die andere als die Gruppen (Y) sind. Dies können beispielsweise primäre Hydroxy-, sekundäre Hydroxy-, tertiäre Hydroxy-, primäre Amino- oder Mercaptogruppen sein, bevorzugt primäre Hydroxy- oder primäre Aminogruppen und besonders bevorzugt primäre Hydroxygruppen.
Primäre Hydroxygruppen sind Hydroxygruppen, die an ein Kohlenstoffatom gebunden sind, das mit genau einem weiteren Kohlenstoff atom verbunden ist. Analog ist bei sekundären Hydroxygruppen das an diese gebundene Kohlenstoffatom entsprechend mit zwei und bei tertiären Hydroxygruppen mit drei Kohlenstoffatomen verbunden.Groups (Z) are isocyanate-reactive groups other than the groups (Y). These may be, for example, primary hydroxy, secondary hydroxy, tertiary hydroxy, primary amino or mercapto groups, preferably primary hydroxy or primary amino groups and more preferably primary hydroxy groups. Primary hydroxy groups are hydroxy groups attached to a carbon atom connected to exactly one more carbon atom. Analogously, in the case of secondary hydroxyl groups, the carbon atom bound to it is correspondingly bonded to two and to tertiary hydroxyl groups having three carbon atoms.
Die Kohlenstoffatome, an die die Hydroxygruppen gebunden sind, können dabei cyclo- aliphatische oder aliphatische Kohlenstoffatome sein, also Bestandteil eines cycloa- liphatischen Ringsystems oder einer geraden oder verzweigten Kette, nicht jedoch ei- nes aromatischen Ringsystems sein.The carbon atoms to which the hydroxy groups are bonded can be cycloaliphatic or aliphatic carbon atoms, ie be part of a cycloaliphatic ring system or a straight or branched chain, but not of an aromatic ring system.
Primäre Aminogruppen sind Aminogruppen, die über ein Kohlenstoff atom mit genau einem Substituenten verbunden sind, also genau zwei mit dem Stickstoffatom verbundene Wasserstoffatome aufweisen.Primary amino groups are amino groups which are connected via a carbon atom with exactly one substituent, that is, have exactly two hydrogen atoms connected to the nitrogen atom.
Des weiteren weisen die Verbindungen (A) erfindungsgemäß mindestens ein Siliciuma- tom auf, bevorzugt 1 bis 50, besonders bevorzugt 2 bis 40, ganz besonders bevorzugt 3 bis 30, insbesondere 3 bis 20, speziell 4 bis 10, sogar 4 bis 8 und oft 5 bis 7 Siliciu- matome.Furthermore, according to the invention, the compounds (A) have at least one silicon atom, preferably 1 to 50, particularly preferably 2 to 40, very particularly preferably 3 to 30, in particular 3 to 20, especially 4 to 10, even 4 to 8 and often 5 to 7 silicon atoms.
In den Verbindungen (A) können die Siliciumatome in Form von Silangruppen, also aus Silicium- und Wasserstoffatomen bestehend, enthalten sein, Silicium-organischen- Gruppen, also aus Siliciumatomen bestehend, die mit beliebigen Alkyl-, Aryl- oder Cyc- loalkylgruppen substituiert sind oder bevorzugt in Form von Siloxanen, also mindestens eine Si-O-Si-Gruppierung (Siloxan-Bindung) enthaltend, wobei die Siliciumatome dann mit beliebigen Alkyl-, Aryl- oder Cycloalkylgruppen substituiert sein können. Derartige Strukturen werden bisweilen auch als Silicone bezeichnet, also als Verbindungen, in denen Silicium-Atome über Sauerstoff- Atome kettenartig und/oder netzartig verknüpft und die restlichen Valenzen des Siliciums durch Kohlenwasserstoff-Reste abgesättigt sind.In the compounds (A), the silicon atoms in the form of silane groups, ie consisting of silicon and hydrogen atoms may be present, silicon-organic groups, ie consisting of silicon atoms, which are substituted with any alkyl, aryl or cycloalkyl groups or preferably in the form of siloxanes, ie containing at least one Si-O-Si group (siloxane bond), wherein the silicon atoms can then be substituted by any desired alkyl, aryl or cycloalkyl groups. Such structures are sometimes referred to as silicones, that is, as compounds in which silicon atoms are linked in a chain-like and / or netlike manner via oxygen atoms and the remaining valences of the silicon are saturated by hydrocarbon radicals.
Bevorzugte Verbindungen (A) sind solche, die erhältlich sind durch Umsetzung mindestens einer Verbindung (A1 ), die mindestens ein Siliciumatom und mindestens eine Si-H-Gruppe aufweist, mit mindestens einer Verbindung (A2), die mindestens eine Gruppe (Y) und mindestens eine vinylische Gruppe trägt.Preferred compounds (A) are those obtainable by reacting at least one compound (A1) having at least one silicon atom and at least one Si-H group with at least one compound (A2) containing at least one group (Y) and carries at least one vinylic group.
Bevorzugte Verbindungen (A1 ) weisen 1 bis 6, bevorzugt 1 bis 4, besonders bevorzugt 1 bis 3, ganz besonders bevorzugt 1 bis 3, insbesondere 1 bis 2 und speziell 2 Si-H- Gruppen auf.
Bevorzugte Verbindungen (A1 ) weisen 1 bis 50, bevorzugt 2 bis 40, besonders bevorzugt 3 bis 30, ganz besonders bevorzugt 3 bis 20, insbesondere 4 bis 10, speziell 4 bis 8 und sogar 5 bis 7 Siliciumatome auf.Preferred compounds (A1) have 1 to 6, preferably 1 to 4, particularly preferably 1 to 3, very particularly preferably 1 to 3, in particular 1 to 2 and especially 2 Si-H groups. Preferred compounds (A1) have 1 to 50, preferably 2 to 40, particularly preferably 3 to 30, very particularly preferably 3 to 20, in particular 4 to 10, especially 4 to 8 and even 5 to 7 silicon atoms.
In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den Verbindungen (A1 ) um mindestens ein organisches Polysiloxanhydrid gemäß Formel (I)In a preferred embodiment, the compounds (A1) are at least one organic polysiloxane hydride of the formula (I)
hat, worinhas, in which
R1 unabhängig voneinander Wasserstoff, Hydroxy (-OH), Ci - Ciβ-Alkyl, Ce - Ci2-Aryl, Cs - Ci2-Cycloalkyl, Ci - Cis-Alkoxy oder Ce - Ci2-Aryloxy undR 1 is independently hydrogen, hydroxy (-OH), Ci - Ciβ-alkyl, Ce - Ci2-aryl, Cs - Ci2-cycloalkyl, Ci - cis-alkoxy or Ce - Ci2-aryloxy and
n eine ganze Zahl von 0 bis 100n is an integer from 0 to 100
bedeuten kanncan mean
worin mindestens eine der Gruppen R1 Wasserstoff ist.wherein at least one of the groups R 1 is hydrogen.
Bevorzugt ist in Verbindungen der Formel (I) das Verhältnis von Gruppen R1, die Wasserstoff sind, zu Gruppen R1, die kein Wasserstoff sind, 0,1 :1 bis 10:1.In compounds of the formula (I), preference is given to the ratio of groups R 1 which are hydrogen to groups R 1 which are not hydrogen, from 0.1: 1 to 10: 1.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Verbindungen (A1 ) um mindestens ein organisches Polysiloxanhydrid gemäß Formel (II)The compounds (A1) are particularly preferably at least one organic polysiloxane hydride of the formula (II)
oder Formel (IM)or formula (IM)
worinwherein
R2 unabhängig voneinander Hydroxy (-OH), Ci - Cis-Alkyl, Ce - Ci2-Aryl, Cs - C12-
Cycloalkyl, Ci - Cis-Alkoky und Cβ - Ci2-Aryloxy,R 2 independently of one another are hydroxy (-OH), C 1 -C 6 -alkyl, C 12 -C 12 -aryl, Cs-C 12- Cycloalkyl, C 1 -C 6 -alkoxy and C 6 -C 12 -aryloxy,
n eine ganze Zahl von 0 bis 50, m eine ganze Zahl von 1 bis 50 und p ein ganze Zahl von 0 bis 50n is an integer from 0 to 50, m is an integer from 1 to 50, and p is an integer from 0 to 50
bedeuten kann.can mean.
Bevorzugt ist in Verbindungen der Formel (II) oder (IM) das Verhältnis von an Siliciuma- tome gebundenen Wasserstoffatomen, zu Gruppen R2 0,1 :1 bis 10:1.In compounds of the formula (II) or (III), the ratio of hydrogen atoms bonded to silicon atoms to groups R 2 is preferably 0.1: 1 to 10: 1.
Darin bedeutenMean in it
Ci - Cis-Alkyl beispielsweise Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl, tert- Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, 2-Etylhexyl, 2,4,4-Trimethylpentyl, Decyl, Dodecyl, Tetradecyl, Hetadecyl, Octadecyl, 1 ,1-Dimethylpropyl, 1 ,1-Dimethylbutyl oder 1 ,1 ,3,3- Tetramethylbutyl.C 1 -C 6 -alkyl, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, 2,4,4-trimethylpentyl, decyl, dodecyl, Tetradecyl, hetadecyl, octadecyl, 1, 1-dimethylpropyl, 1, 1-dimethylbutyl or 1, 1, 3,3-tetramethylbutyl.
Ci - Cis-Alkoxy beispielsweise Methoxy, Ethoxy, n-Propyloxy, iso-Propyloxy, n- Butyloxy, iso-Butyloxy, sek.-Butyloxy oder tert.-Butyloxy.C 1 -C 6 -alkoxy, for example methoxy, ethoxy, n-propyloxy, isopropoxy, n-butyloxy, isobutoxy, sec-butyloxy or tert-butyloxy.
C6 - Ci2-Aryl beispielsweise Phenyl, ToIyI, XyIyI, α-Naphthyl, ß-Naphthyl, 4-Diphenylyl, Methylphenyl, Dimethylphenyl, Trimethylphenyl, Ethylphenyl, Diethylphenyl, iso- Propylphenyl, tert.-Butylphenyl, Dodecylphenyl, Methylnaphthyl, Isopropylnaphthyl, 6- Dimethylphenyl oder 2,4,6-Trimethylphenyl.C 6 -C 12 -aryl, for example phenyl, ToIyI, XyIyI, α-naphthyl, β-naphthyl, 4-diphenylyl, methylphenyl, dimethylphenyl, trimethylphenyl, ethylphenyl, diethylphenyl, iso-propylphenyl, tert-butylphenyl, dodecylphenyl, methylnaphthyl, isopropylnaphthyl, 6 - Dimethylphenyl or 2,4,6-trimethylphenyl.
Cs - Ci2-Cycloalkyl beispielsweise Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cyclooctyl, Cyclododecyl, Methylcyclopentyl, Dimethylcyclopentyl, Methylcyclohexyl, Dimethylcyclohexyl, Diethyl- cyclohexyl oder Butylcyclohexyl.C 1 -C 12 -cycloalkyl, for example cyclopentyl, cyclohexyl, cyclooctyl, cyclododecyl, methylcyclopentyl, dimethylcyclopentyl, methylcyclohexyl, dimethylcyclohexyl, diethylcyclohexyl or butylcyclohexyl.
Cβ - Ci2-Aryloxy beispielsweise Phenyloxy, o-, m- oder p-Tolyloxy.Cβ - Ci2-aryloxy, for example, phenyloxy, o-, m- or p-tolyloxy.
Bevorzugt sind R1 und R2 unabhängig voneinander Hydroxy, Ci - Cis-Alkyl, Ci - Cis- Alkoxy oder Cβ - Ci2-Aryl, besonders bevorzugt CrC4-AIkVl oder Phenyl, ganz beson- ders bevorzugt Ci-C4-AIkVl.R 1 and R 2 are preferably, independently of one another, hydroxyl, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy or C 6 -C 12 -aryl, particularly preferably C 1 -C 4 -alkyl or phenyl, very particularly preferably C 1 -C 4 -alkyl.
Ci bis C4-Alkyl bedeutet im Rahmen dieser Schrift Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n- Butyl, sec-Butyl oder tert. -Butyl, bevorzugt Methyl, Ethyl, n-Butyl oder tert. -Butyl, besonders bevorzugt Methyl oder Ethyl und ganz besonders bevorzugt Methyl.Ci to C 4 alkyl means in the context of this document methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl or tert. Butyl, preferably methyl, ethyl, n-butyl or tert. Butyl, more preferably methyl or ethyl, and most preferably methyl.
n ist bevorzugt eine ganze Zahl von 1 bis 50, besonders bevorzugt von 1 bis 30, ganz besonders bevorzugt von 2 bis 20, insbesondere von 2 bis 10 und speziell von 3 bis 5,
m ist bevorzugt eine ganze Zahl von 1 bis 30, besonders bevorzugt von 1 bis 20, ganz besonders bevorzugt von 1 bis 10, insbesondere von 1 bis 5 und speziell ist m 1 undn is preferably an integer from 1 to 50, particularly preferably from 1 to 30, very particularly preferably from 2 to 20, in particular from 2 to 10 and especially from 3 to 5, m is preferably an integer from 1 to 30, particularly preferably from 1 to 20, very particularly preferably from 1 to 10, in particular from 1 to 5 and especially m is 1 and
p ist bevorzugt ein ganze Zahl von 0 bis 30, besonders bevorzugt von 0 bis 20, ganz besonders bevorzugt von 0 bis 10, insbesondere von 0 bis 5 und speziell ist p 0.p is preferably an integer from 0 to 30, particularly preferably from 0 to 20, very particularly preferably from 0 to 10, in particular from 0 to 5 and especially p is 0.
Beispiele für Polysiloxanhydride sind 1 ,1 ,3,3-Tetramethyl disiloxan, Polysiloxanhydride, in denen n 3 oder 4 ist, die kommerziell erhältlich unter dem Handelsnamen Masilwax® BASE von der Fa. PPG Industries Inc.Examples of polysiloxane anhydrides are 1, 1, 3,3-tetramethyl disiloxane, polysiloxane anhydrides, in which n is 3 or 4, which are commercially available under the trade name Masilwax® BASE from PPG Industries Inc.
Die Formeln (I), (II) und (IM) sind schematisch, und es ist nicht beabsichtigt, anzudeuten, dass die Teile in Klammern notwendigerweise Blöcke sind, obwohl Blöcke verwendet werden können, wo es erwünscht ist. In vielen Fällen ist die Verbindung mehr oder weniger statistisch aufgebaut, insbesondere wenn mehr als einige Siloxaneinhei- ten verwendet werden, und wenn Mischungen verwendet werden. In solchen Fällen, wo mehr als einige Siloxaneinheiten verwendet werden, und es erwünscht ist, Blöcke zu bilden, werden zuerst Oligomere gebildet, und dann werden diese zur Bildung der Blockverbindung verbunden. Durch vernünftige Auswahl von Reaktanten können Ver- bindungen mit einer alternierenden Struktur oder Blöcke von alternierender Struktur verwendet werden.Formulas (I), (II) and (IM) are schematic and it is not intended to indicate that the parts in parentheses are necessarily blocks, although blocks may be used where desired. In many cases, the compound is more or less random, especially when more than a few siloxane units are used, and when mixtures are used. In those instances where more than a few siloxane units are used and it is desired to form blocks, oligomers are first formed and then these are joined to form the block compound. By judicious choice of reactants, compounds having an alternating structure or blocks of alternating structure can be used.
Bei den Verbindungen der Formeln (I), (II) oder (IM) kann es sich also um alternierende, statistische oder Blockpolymere handeln, bevorzugt um statistische oder Blockpolyme- re und besonders bevorzugt um statistische Polymere.The compounds of the formulas (I), (II) or (III) can therefore be alternating, random or block polymers, preferably random or block polymers and particularly preferably random polymers.
Bei den Verbindungen (A2) kann es sich bevorzugt um solche der Formel (IV) handeln,The compounds (A2) may preferably be those of the formula (IV)
Vin-R4-YVin-R 4 -Y
worinwherein
Vin eine vinylische Gruppe,Vin a vinyl group,
R4 eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Stickstoffatom, Ci-C2o-Alkylen, C6-C12- Arylen, C3-Ci2-Cycloalkylen, oder durch ein- oder mehrere Sauerstoff- und/oder Schwefelatome und/oder ein oder mehrere substituierte oder unsubstituierte Imi- nogruppen und/oder durch eine oder mehrere -(CO)-, -0(CO)O-, -(NH)(CO)O-, -0(CO)(NH)-, -0(CO)- oder -(CO)O-Gruppen unterbrochenes C2-C2o-Alkylen undR 4 is a single bond, an oxygen atom, a nitrogen atom, C 1 -C 20 -alkylene, C 6 -C 12 -arylene, C 3 -C 12 -cycloalkylene, or by one or more oxygen and / or sulfur atoms and / or one or more substituted or unsubstituted Imino groups and / or by one or more - (CO) -, -O (CO) O-, - (NH) (CO) O-, -O (CO) (NH) -, -O (CO) - or - (CO) O groups interrupted C 2 -C 2 o-alkylene and
Y eine Gruppe (Y)
bedeuten.Y is a group (Y) mean.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen (A2) der Formel (V),Particular preference is given to compounds (A2) of the formula (V)
Vin-R5- C6-Ci2-Arylen-OHVin-R 5 - C 6 -C 12 -aryl-OH
worinwherein
Vin die obige Bedeutung hat und R5 eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Stickstoffatom oder Ci-C2o-Alkylen bedeuten,Vin has the above meaning and R 5 is a single bond, an oxygen atom, a nitrogen atom or C 1 -C 20 -alkylene,
wobei die Reste R5 und -OH jeweils an solche Kohlenstoffatome der C6-Ci2-Arylen- Gruppe gebunden sind, die Bestandteil des aromatischen Ringsystems sind.wherein the radicals R 5 and -OH are each bonded to those carbon atoms of the C 6 -C 12 -arylene group which are part of the aromatic ring system.
Ganz besonders bevorzugt sind Verbindungen (A2) der Formel (VI),Very particular preference is given to compounds (A2) of the formula (VI)
worin Vin und R5 die obigen Bedeutungen aufweisen,wherein Vin and R 5 have the above meanings,
R6 jeweils unabhängig voneinander x gleiche oder unterschiedliche Reste ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy (-OH), Ci-C2o-Alkyl, Ci-C2o-Alkyloxy und Ce- Ci2-Aryloxy undR 6 are each independently of the same x identical or different radicals selected from the group consisting of hydroxy (-OH), C 1 -C 20 -alkyl, C 1 -C 20 -alkyloxy and C 1 -C 12 -aryloxy and
x eine ganze Zahl von 0 bis 4x is an integer from 0 to 4
bedeuten.mean.
Darin bedeuten Ci-C2o-Alkylen lineares oder verzweigtes Alkylen, z.B. Methylen, 1 ,2- Ethylen, 1 ,2- oder 1 ,3-Propylen, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Butylen, 1 ,1-Dimethyl-1 ,2-ethylen, 1 ,2-Dimethyl-1 ,2-ethylen, 1 ,5-Pentylen, 1 ,6-Hexylen, 1 ,8-Octylen, 1 ,10-Decylen oder 1 ,12-Dodecylen,Where C 1 -C 20 -alkylene is linear or branched alkylene, e.g. Methylene, 1, 2-ethylene, 1, 2 or 1, 3-propylene, 1, 2, 1, 3 or 1, 4-butylene, 1, 1-dimethyl-1, 2-ethylene, 1, 2 Dimethyl 1, 2-ethylene, 1, 5-pentylene, 1, 6-hexylene, 1, 8-octylene, 1, 10-decylene or 1, 12-dodecylene,
C3 - Ci2-Cycloalkylen beispielsweise Cyclopropylen, Cyclopentylen, Cyclohexylen, Cyc- looctylen, Cyclododecylen,C 3 -C 12 -cycloalkylene, for example, cyclopropylene, cyclopentylene, cyclohexylene, cyclooctylene, cyclododecylene,
C6-Ci2-Arylen beispielsweise 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Phenylen, Toluylen, Xylylen, 4,4'- Biphenylen oder Naphthylen, und
Vin eine α,ß-ungesättigte C=C-Doppelbindung, bevorzugt eine Vinylgruppe (-CH=CHb), Prop-1-en-1-ylgruppe (-CH=CH-CH3) oder Prop-1-en-2-ylgruppe (H2C=C(CH3)-), besonders bevorzugt eine Vinylgruppe (-CH=CH2) oder Prop-1-en-1-ylgruppe (-CH=CH-CH3) und ganz besonders bevorzugt eine Vinylgruppe (-CH=CH2).C 6 -C 12 -arylene, for example, 1, 2, 1, 3 or 1, 4-phenylene, tolylene, xylylene, 4,4'-biphenylene or naphthylene, and Vin is an α, β-unsaturated C =C double bond, preferably a vinyl group (-CH = CHb), prop-1-en-1-yl group (-CH = CH-CH 3 ) or prop-1-en-2-one ylgruppe (H 2 C = C (CH 3 ) -), particularly preferably a vinyl group (-CH = CH 2 ) or prop-1-en-1-ylgruppe (-CH = CH-CH 3 ) and very particularly preferably a vinyl group (-CH = CH 2 ).
R4 und R5 sind jeweils unabhängig voneinander bevorzugt eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom oder Ci -C2O-AI kylen, besonders bevorzugt eine Einfachbindung oder Ci -C2O-AI kylen und ganz besonders bevorzugt Ci -C2O-AI kylen. Insbesondere handelt es sich bei R4 und R5 sind jeweils unabhängig voneinander um Methylen.R 4 and R 5 are each, independently of one another, preferably a single bond, an oxygen atom or C 1 -C 2 O-Al kylene, more preferably a single bond or C 1 -C 2 O-Al kylene and most preferably C 1 -C 2 O-Al kylene , In particular, R 4 and R 5 are each independently methylene.
R6 ist bevorzugt Hydroxy (-OH), Ci-C2o-Alkyl oder Ci-C2o-Alkyloxy, besonders bevorzugt Ci-C2o-Alkyl oder Ci-C2o-Alkyloxy, ganz besonders bevorzugt Methyl oder Metho- xy und insbesondere Methoxy.R 6 is preferably hydroxy (-OH), Ci-C2o-alkyl or Ci-C 2 o-alkyloxy, more preferably Ci-C2o-alkyl or Ci-C 2 o-alkyloxy, most preferably methyl or Metho - xy and in particular methoxy.
x ist bevorzugt 0 oder 1.x is preferably 0 or 1.
Die Reste R5 und OH in Formel (VI) können zueinander in ortho-, meta- oder paraStellung stehen, bevorzugt ortho- oder para- und besonders bevorzugt ortho für x=0 und para für x≠ 0.The radicals R 5 and OH in formula (VI) may be ortho, meta or para to one another, preferably ortho or para and particularly preferably ortho for x = 0 and para for x ≠ 0.
Die Reste R6 und OH in Formel (VI) können zueinander in ortho-, meta- oder paraStellung stehen, soweit die jeweilige Position nicht durch den Rest R5 besetzt ist, bevorzugt ortho-.The radicals R 6 and OH in formula (VI) may be ortho, meta or para to each other, provided that the respective position is not occupied by the radical R 5 , preferably ortho.
Bevorzugte Verbindungen (A2) sind o-,m- und p-Allylphenol, Eugenol (4-Allyl-2- methoxyphenol) und Isoeugenol (2-Methoxy-4-(1 '-propenyl)-phenol), besonders bevorzugt sind o-Allylphenol und Eugenol (4-Allyl-2-methoxyphenol), ganz besonders bevorzugt ist o-Allylphenol.Preferred compounds (A2) are o-, m- and p-allylphenol, eugenol (4-allyl-2-methoxyphenol) and isoeugenol (2-methoxy-4- (1'-propenyl) -phenol), particular preference is given to Allylphenol and eugenol (4-allyl-2-methoxyphenol), most preferably o-allylphenol.
Somit stellen die folgenden Verbindungen einen bevorzugten Gegenstand der vorliegenden Erfindung dar:Thus, the following compounds represent a preferred object of the present invention:
(IIa)
sowie(IIa) such as
worinwherein
R2, R4, R5, R6, Y, n, m und x die oben aufgeführten Bedeutungen aufweisen.R 2 , R 4 , R 5 , R 6 , Y, n, m and x have the meanings listed above.
Typischerweise wird die Herstellung der Verbindungen (A) in der folgenden Weise durchgeführt. Die Verbindung (A2) oder eine Mischung davon wird bei Umgebungs-
temperatur zu einem Reaktionsbehälter zugesetzt, der mit einer Einrichtung zur Aufrechterhaltung einer Inertgasabdeckung, bevorzugt Stickstoff oder Argon ausgerüstet ist. Gleichzeitig werden etwa 25 bis 75 ppm Natriumbicarbonat oder Metallacetatsalz zugesetzt, um mögliche unerwünschte Nebenreaktionen, wie diejenigen, die mit Ace- talkondensation über eine Propenylethergruppe assoziiert sind, zu hemmen. Die Temperatur wird auf etwa 75 °C bis etwa 80°C unter einer Inertgasabdeckung erhöht, bei welcher Zeit etwa 5 % des Siliciumhydrid enthaltenden Polysiloxans (A1 ) unter Rühren zugesetzt werden. Ein Katalysator, wie beispielsweise ein Übergangsmetall, z.B. Nickel, Nickelsalze, Iridiumsalze und weiter vorzugsweise ein Edelmetall der Gruppe VIII, wie besonders bevorzugt Chlorplatinsäure, wird dann zugesetzt, und die Reaktion wird exotherm bis 95 °C ablaufen gelassen. Die Zugabe des restlichen Teils des Siliciumhydrid enthaltenden Polysiloxans (A1) wird vervollständigt, wenn die Reaktionstemperatur bei 80 bis 85 °C gehalten wird. Die Reaktion kann durch Infrarot-Spektroskopie auf das Verschwinden der Absorptionsbande des Siliciumhydrids (Si-H: 2150 cm"1) überwacht werden.Typically, the preparation of the compounds (A) is carried out in the following manner. The compound (A2) or a mixture thereof is used in ambient temperature is added to a reaction vessel equipped with means for maintaining an inert gas cover, preferably nitrogen or argon. At the same time, about 25 to 75 ppm of sodium bicarbonate or metal acetate salt is added to inhibit possible undesired side reactions, such as those associated with acetone condensation via a propenyl ether group. The temperature is raised to about 75 ° C to about 80 ° C under an inert gas blanket, at which time about 5% of the silicon hydride-containing polysiloxane (A1) is added with stirring. A catalyst such as a transition metal, eg, nickel, nickel salts, iridium salts, and more preferably a Group VIII noble metal, more preferably chloroplatinic acid, is then added and the reaction allowed to exotherm to 95 ° C. The addition of the remaining portion of the silicon hydride-containing polysiloxane (A1) is completed when the reaction temperature is maintained at 80 to 85 ° C. The reaction can be monitored by infrared spectroscopy for the disappearance of the absorption band of the silicon hydride (Si-H: 2150 cm -1 ).
Neben der Bindemittelkomponente (A) ist in den erfindungsgemäßen Beschichtungs- masse noch mindestens eine weitere Komponente (B) anwesend, die mindestens ein gegebenenfalls blockiertes Di- oder Polyisocyanat enthält.In addition to the binder component (A), at least one further component (B) which contains at least one optionally blocked di- or polyisocyanate is present in the coating composition according to the invention.
Dabei kann es sich um Monomere oder Oligomere von aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen Diisocyanaten handeln, bevorzugt von aliphatischen oder cyc- loaliphatischen DiisocyanatenThese may be monomers or oligomers of aromatic, aliphatic or cycloaliphatic diisocyanates, preferably of aliphatic or cycloaliphatic diisocyanates
Die NCO Funktionalität solcher Verbindung beträgt in der Regel mindestens 1 ,8 und kann bis zu 8 betragen, bevorzugt 1 ,8 bis 5 und besonders bevorzugt 2 bis 4.The NCO functionality of such compounds is generally at least 1.8, and may be up to 8, preferably from 1.8 to 5 and more preferably from 2 to 4.
Als Polyisocyanate kommen Isocyanuratgruppen aufweisende Polyisocyanate, Uretdi- ongruppen aufweisende Polyisocyanate, Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate, Urethan- oder Allophanatgruppen aufweisende Polyisocyanate, Oxadiazintriongruppen oder Iminooxadiazindiongruppen enthaltende Polyisocyanate, Uretonimin-modifizierte Polyisocyanate von geradlinigen oder verzweigten C4-C2o-Alkylendiisocyanaten, cycloaliphatischen Diisocyanaten mit insgesamt 6 bis 20 C-Atomen oder aromatischen Diisocyanaten mit insgesamt 8 bis 20 C-Atomen oder deren Gemische in Betracht.Suitable polyisocyanates are polyisocyanates containing isocyanurate groups, polyisocyanates containing uretinyl groups, polyisocyanates containing urethane groups or allophanate groups, polyisocyanates containing oxadiazinetrione groups or iminooxadiazinedione groups, uretonimine-modified polyisocyanates of straight-chain or branched C 4 -C 20 -alkylene diisocyanates, cycloaliphatic diisocyanates having a total of from 6 to 20 C atoms or aromatic diisocyanates having a total of 8 to 20 carbon atoms or mixtures thereof.
Bei den Diisocyanaten handelt es sich bevorzugt um Isocyanate mit 4 bis 20 C- Atomen. Beispiele für übliche Diisocyanate sind aliphatische Diisocyanate wie Tetra- methylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat (1 ,6-Diisocyanatohexan), Octamethy- lendiisocyanat, Decamethylendiisocyanat, Dodecamethylendiisocyanat, Tetradeca- methylendiisocyanat, Derivate des Lysindiisocyanates, Trimethylhexandiisocyanat oder Tetramethylhexandiisocyanat, cycloaliphatische Diisocyanate wie 1 ,4-, 1 ,3- oder 1 ,2- Diisocyanatocyclohexan, 4,4'- oder 2,4'-Di(isocyanatocyclohexyl)methan, 1-
lsocyanato-3,3,5- trimethyl-5-(isocyanatomethyl)cyclohexan (Isophorondiisocyanat), 1 ,3- oder 1 ,4-Bis(isocyanatomethyl)cyclohexan oder 2,4-, oder 2,6-Diisocyanato-1- methylcyclohexan sowie 3 (bzw. 4), 8 (bzw. 9)-Bis(isocyanatomethyl)- tricyclo[5.2.1.026]decan-lsomerengemische, sowie aromatische Diisocyanate wie 2,4- oder 2,6-Toluylendiisocyanat und deren Isomerengemische, m- oder p-The diisocyanates are preferably isocyanates having 4 to 20 carbon atoms. Examples of customary diisocyanates are aliphatic diisocyanates, such as tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (1,6-diisocyanatohexane), octamethylene diisocyanate, decamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, tetradecylenediisocyanate, derivatives of lysine diisocyanate, trimethylhexane diisocyanate or tetramethylhexane diisocyanate, cycloaliphatic diisocyanates, such as 1, 4-, 1 , 3- or 1,2-diisocyanatocyclohexane, 4,4'- or 2,4'-di (isocyanatocyclohexyl) methane, 1- Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5- (isocyanatomethyl) cyclohexane (isophorone diisocyanate), 1, 3- or 1, 4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane or 2,4- or 2,6-diisocyanato-1-methylcyclohexane and 3 (or 4), 8 (or 9) -bis (isocyanatomethyl) -tricyclo [5.2.1.0 26 ] decane isomer mixtures, and aromatic diisocyanates such as 2,4- or 2,6-toluene diisocyanate and their isomer mixtures, m - or p-
Xylylendiisocyanat, 2,4'- oder 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan und deren Isomerengemische, 1 ,3- oder 1 ,4-Phenylendiisocyanat, 1-Chlor-2,4-phenylendiisocyanat, 1 ,5- Naphthylendiisocyanat, Diphenylen-4,4'-diisocyanat, 4,4'-Diisocyanato-3,3'- dimethyldiphenyl, 3-Methyldi-phenylmethan-4,4'-diisocyanat, Tetramethylxylylendiiso- cyanat, 1 ,4-Diisocyanatobenzol oder Diphenylether-4,4'-diisocyanat. Es können auch Gemische der genannten Diisocyanate vorliegen.Xylylene diisocyanate, 2,4'- or 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane and their isomer mixtures, 1, 3 or 1, 4-phenylene diisocyanate, 1-chloro-2,4-phenylene diisocyanate, 1, 5-naphthylene diisocyanate, diphenylene-4,4 'diisocyanate, 4,4'-diisocyanato-3,3'-dimethyldiphenyl, 3-methyldi-phenylmethane-4,4'-diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, 1, 4-diisocyanatobenzene or diphenyl ether-4,4'-diisocyanate. There may also be mixtures of said diisocyanates.
Es kommen auch höhere Isocyanate mit im Mittel mehr als 2 Isocyanatgruppen in be- tracht. Dafür eignen sich beispielsweise Triisocyanate wie Triisocyanatononan, 2,4,6- Triisocyanatotoluol, Triphenylmethantriisocyanat oder 2,4,4'-Triisocyanato- diphenylether oder die Gemische aus Di-, Tri- und höheren Polyisocyanaten, die beispielsweise durch Phosgenierung von entsprechenden Anilin/Formaldehyd- Kondensaten erhalten werden und Methylenbrücken aufweisende Polyphenylpolyiso- cyanate darstellen.There are also higher isocyanates with an average of more than 2 isocyanate groups in consideration. Triisocyanates such as triisocyanatononane, 2,4,6-triisocyanatotoluene, triphenylmethane triisocyanate or 2,4,4'-triisocyanato-diphenyl ether or the mixtures of di-, tri- and higher polyisocyanates which are suitable for example by phosgenation of corresponding aniline / formaldehyde are suitable for this purpose - Be obtained condensates and represent methylene bridges Polyphenylpolyiso- cyanate.
Die einsetzbaren Di- und Polyisocyanate haben bevorzugt einen Gehalt an Isocyanatgruppen (berechnet als NCO, Molekulargewicht = 42) von 10 bis 60 Gew% bezogen auf das Di- und Polyisocyanat(gemisch), bevorzugt 15 bis 60 Gew% und besonders bevorzugt 20 bis 55 Gew%.The usable di- and polyisocyanates preferably have a content of isocyanate groups (calculated as NCO, molecular weight = 42) of 10 to 60% by weight, based on the diisocyanate and polyisocyanate (mixture), preferably 15 to 60% by weight and particularly preferably 20 to 55 wt%.
Bevorzugt sind aliphatische bzw. cycloaliphatische, im Rahmen dieser Schrift als (cyc- lo)aliphatisch zusammengefaßt, Di- und Polyisocyanate, z.B. die vorstehend genannten aliphatischen bzw. cycloaliphatischen Diisocyanate, oder deren Mischungen.Preference is given to aliphatic or cycloaliphatic, in the context of this document as (cyclo) aliphatically summarized, di- and polyisocyanates, e.g. the abovementioned aliphatic or cycloaliphatic diisocyanates, or mixtures thereof.
Besonders bevorzugt sind Hexamethylendiisocyanat, 1 ,3-Bis(isocyanatomethyl)cyclo- hexan, Isophorondiisocyanat und 4,4'- oder2,4'-Di(isocyanatocyclohexyl)methan, ganz besonders bevorzugt sind Isophorondiisocyanat und Hexamethylendiisocyanat, insbesondere bevorzugt ist Hexamethylendiisocyanat.Particularly preferred are hexamethylene diisocyanate, 1, 3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, isophorone diisocyanate and 4,4'- or 2,4'-di (isocyanatocyclohexyl) methane, very particularly preferred are isophorone diisocyanate and hexamethylene diisocyanate, particularly preferably hexamethylene diisocyanate.
Isophorondiisocyanat liegt zumeist als ein Gemisch, und zwar der eis- und transisomere vor, in der Regel im Verhältnis von ca. 60:40 bis 80:20 (w/w), bevorzugt im Verhältnis von ca. 70:30 bis 75:25 und besonders bevorzugt im Verhältnis von ca. 75:25.Isophorone diisocyanate is usually present as a mixture, namely the cis and trans isomers, usually in the ratio of about 60:40 to 80:20 (w / w), preferably in the ratio of about 70:30 to 75:25 and most preferably in the ratio of about 75:25.
Dicyclohexylmethan-4,4'-diisocyanat kann ebenfalls als Gemisch der verschiedenen eis- und trans-lsomere vorliegen.
Aromatische Isocyanate sind solche, die mindestens ein aromatisches Ringsystem enthalten.Dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate may also be present as a mixture of the different cis and trans isomers. Aromatic isocyanates are those containing at least one aromatic ring system.
Cycloaliphatische Isocyanate sind solche, die mindestens ein cycloaliphatisches Ring- System enthalten.Cycloaliphatic isocyanates are those containing at least one cycloaliphatic ring system.
Aliphatische Isocyanate sind solche, die ausschließlich gerade oder verzweigte Ketten enthalten, also acyclischen Verbindungen.Aliphatic isocyanates are those which contain exclusively straight or branched chains, ie acyclic compounds.
Für die vorliegende Erfindung können sowohl solche Di- und Polyisocyanate eingesetzt werden, die durch Phosgenierung der korrespondierenden Amine erhalten werden, als auch solche, die ohne die Verwendung von Phosgen, d. h. nach phosgenfreien Verfahren, hergestellt werden. Nach Angaben der EP-A-O 126 299 (USP 4 596 678), EP-A- 126 300 (USP 4 596 679) und EP-A-355 443 (USP 5 087 739) beispielsweise können (cyclo)aliphatische Diisocyanate, z.B. wie 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat (HDI), isomere aliphatische Diisocyanate mit 6 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest, 4,4'- oder 2,4'- Di(isocyanatocyclohexyl)methan und 1 -Isocyanato-S-isocyanato-methyl-S.δ.δ-trimethyl- cyclohexan (Isophorondiisocyanat bzw. IPDI) hergestellt werden durch Umsetzung der (cyclo)aliphatischen Diamine mit beispielsweise Harnstoff und Alkoholen zu (cyc- lo)aliphatischen Biscarbaminsäureestern und deren thermische Spaltung in die entsprechenden Diisocyanate und Alkohole. Die Synthese erfolgt meist kontinuierlich in einem Kreislaufverfahren und gegebenenfalls in Gegenwart von N-unsubstituierten Carbaminsäureestern, Dialkylcarbonaten und anderen aus dem Reaktionsprozeß zurückgeführten Nebenprodukten. So erhaltene Di- oder Polyisocyanate weisen in der Regel einen sehr geringen oder sogar nicht meßbaren Anteil an chlorierten Verbindungen auf, was zu günstigen Farbzahlen der Produkte führt.For the present invention, both such di- and polyisocyanates can be used, which are obtained by phosgenation of the corresponding amines, as well as those which without the use of phosgene, d. H. after phosgene-free process, are produced. For example, EP-A-0 126 299 (USP 4 596 678), EP-A-126 300 (USP 4 596 679) and EP-A-355 443 (USP 5 087 739) may disclose (cyclo) aliphatic diisocyanates, e.g. such as 1, 6-hexamethylene diisocyanate (HDI), isomeric aliphatic diisocyanates having 6 carbon atoms in the alkylene radical, 4,4'- or 2,4'-di (isocyanatocyclohexyl) methane and 1-isocyanato-S-isocyanato-methyl-S.δ. δ-trimethylcyclohexane (isophorone diisocyanate or IPDI) are prepared by reacting the (cyclo) aliphatic diamines with, for example, urea and alcohols to (cyclo) aliphatic biscarbamic acid esters and their thermal cleavage into the corresponding diisocyanates and alcohols. The synthesis is usually carried out continuously in a cyclic process and optionally in the presence of N-unsubstituted carbamic acid esters, dialkyl carbonates and other by-products recycled from the reaction process. Di- or polyisocyanates obtained in this way generally have a very low or even non-measurable proportion of chlorinated compounds, which leads to favorable color numbers of the products.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die Di- und Polyisocyanate (B) einen Gesamtgehalt an hydrolysierbarem Chlor von weniger als 200 ppm auf, bevorzugt von weniger als 120 ppm, besonders bevorzugt weniger als 80 ppm, ganz besonders bevorzugt weniger als 50 ppm, insbesondere weniger als 15 ppm und speziell weniger als 10 ppm. Dies kann beispielsweise gemessen werden durch die ASTM- Vorschrift D4663-98. Es können aber selbstverständlich auch Di- und Polyisocyanate (B) mit einem höheren Chlorgehalt eingesetzt werden.In one embodiment of the present invention, the di- and polyisocyanates (B) have a total hydrolyzable chlorine content of less than 200 ppm, preferably less than 120 ppm, more preferably less than 80 ppm, most preferably less than 50 ppm, especially less than 15 ppm and especially less than 10 ppm. This can be measured, for example, by ASTM D4663-98. However, it is of course also possible to use diisocyanates and polyisocyanates (B) with a higher chlorine content.
Weiterhin zu erwähnen sindFurther to mention are
1 ) Isocyanuratgruppen aufweisende Polyisocyanate von aromatischen, aliphati- schen und/oder cycloaliphatischen Diisocyanaten. Besonders bevorzugt sind hierbei die entsprechenden aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Isocyana- to-lsocyan-urate und insbesondere die auf Basis von Hexamethylendiisocyanat und Isophorondiisocyanat. Bei den dabei vorliegenden Isocyanuraten handelt es
sich insbesondere um Tris-isocyanatoalkyl- bzw. Tris-isocyanatocycloalkyl- Isocyanurate, welche cyclische Trimere der Diisocyanate darstellen, oder um Gemische mit ihren höheren, mehr als einen Isocyanuratring aufweisenden Homologen. Die Isocyanato-Isocyanurate haben im allgemeinen einen NCO-Gehalt von 10 bis 30 Gew.-%, insbesondere 15 bis 25 Gew.-% und eine mittlere NCO-1) isocyanurate polyisocyanates of aromatic, aliphatic and / or cycloaliphatic diisocyanates. Particular preference is given here to the corresponding aliphatic and / or cycloaliphatic isocyanato-isocyanurates and in particular those based on hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate. The isocyanurates present are in particular tris-isocyanatoalkyl or tris-isocyanatocycloalkyl isocyanurates, which are cyclic trimers of the diisocyanates, or mixtures with their higher homologs having more than one isocyanurate ring. The isocyanato-isocyanurates generally have an NCO content of 10 to 30 wt .-%, in particular 15 to 25 wt .-% and an average NCO-
Funktionalität von 2,6 bis 8.Functionality from 2.6 to 8.
2) Uretdiondiisocyanate mit aromatisch, aliphatisch und/oder cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen, vorzugsweise aliphatisch und/oder cycloaliphatisch gebundenen und insbesondere die von Hexamethylendiisocyanat oder Isopho- rondiisocyanat abgeleiteten. Bei Uretdiondiisocyanaten handelt es sich um cyclische Dimerisierungsprodukte von Diisocyanaten.2) uretdione diisocyanates having aromatic, aliphatic and / or cycloaliphatic bonded isocyanate groups, preferably aliphatically and / or cycloaliphatically bonded and in particular those derived from hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate. Uretdione diisocyanates are cyclic dimerization products of diisocyanates.
Die Uretdiondiisocyanate können als alleinige Komponente oder im Gemisch mit anderen Polyisocyanaten, insbesondere den unter 1 ) genannten, eingesetzt wer- den.The uretdione diisocyanates can be used as the sole component or in a mixture with other polyisocyanates, in particular those mentioned under 1).
3) Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate mit aromatisch, cycloaliphatisch oder aliphatisch gebundenen, bevorzugt cycloaliphatisch oder aliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen, insbesondere Tris(6-isocyanatohexyl)biuret oder dessen Ge- mische mit seinen höheren Homologen. Diese Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanate weisen im allgemeinen einen NCO-Gehalt von 18 bis 22 Gew.-% und eine mittlere NCO-Funktionalität von 2,8 bis 4,5 auf.3) biuret-containing polyisocyanates having aromatic, cycloaliphatic or aliphatic bound, preferably cycloaliphatic or aliphatic bound isocyanate groups, in particular tris (6-isocyanatohexyl) biuret or mixtures thereof with its higher homologs. These biuret polyisocyanates generally have an NCO content of 18 to 22 wt .-% and an average NCO functionality of 2.8 to 4.5.
4) Urethan- und/oder Allophanatgruppen aufweisende Polyisocyanate mit aroma- tisch, aliphatisch oder cycloaliphatisch gebundenen, bevorzugt aliphatisch oder cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen, wie sie beispielsweise durch Umsetzung von überschüssigen Mengen an Hexamethylendiisocyanat oder an Isophorondiisocyanat mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen wie z.B. Methanol, Ethanol, iso-Propanol, n-Propanol, n-Butanol, iso-Butanol, sek-Butanol, tert- Butanol, n-Hexanol, n-Heptanol, n-Octanol, n-Decanol, n-Dodecanol (Laurylalko- hol), 2-Ethylhexanol, n-Pentanol, Stearylalkohol, Cetylalkohol, Laurylalkohol, E- thylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoethylether, 1 ,3-Propandiol- monomethylether, Cyclopentanol, Cyclohexanol, Cyclooctanol, Cyclododecanol, Trimethylolpropan, Neopentylglykol, Pentaerythrit, 1 ,4-Butan-diol, 1 ,6-Hexandiol, 1 ,3-Propandiol, 2-Ethyl-1 ,3-Propandiol, 2-Methyl-1 ,3-Propan-diol, Ethylenglykol,4) polyisocyanates containing urethane and / or allophanate groups with aromatically, aliphatically or cycloaliphatically bonded, preferably aliphatically or cycloaliphatically bonded isocyanate groups, as obtained, for example, by reacting excess amounts of hexamethylene diisocyanate or of isophorone diisocyanate with monohydric or polyhydric alcohols, e.g. Methanol, ethanol, isopropanol, n-propanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, n-hexanol, n-heptanol, n-octanol, n-decanol, n-dodecanol (lauryl alcohol). hol), 2-ethylhexanol, n-pentanol, stearyl alcohol, cetyl alcohol, lauryl alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 1,3-propanediol monomethyl ether, cyclopentanol, cyclohexanol, cyclooctanol, cyclododecanol, trimethylolpropane, neopentyl glycol, pentaerythritol, 1,4-butane -diol, 1, 6-hexanediol, 1, 3-propanediol, 2-ethyl-1, 3-propanediol, 2-methyl-1, 3-propanediol, ethylene glycol,
Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Pentaethylenglykol, Glyce- rin, 1 ,2-Dihydroxypropan, 2,2-Dimethyl-1 ,2-ethandiol, 1 ,2-Butandiol, 1 ,4-Butan- diol, 3-Methylpentan-1 ,5-diol, 2-Ethylhexan-1 ,3-diol, 2,4-Diethyloctan-1 ,3-diol, Hydroxy-pivalinsäureneopentylglykolester, Ditrimethylolpropan, Dipentaerythrit, 2,2-Bis(4-hydro-xycyclohexyl)propan, 1 ,1-, 1 ,2-, 1 ,3- und 1 ,4-Cyclohexan- dimethanol, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Cyclohexandiol oder deren Gemischen erhalten werden können. Diese Urethan- und/oder Allophanatgruppen aufweisenden PoIy-
isocyanate haben im allgemeinen einen NCO-Gehalt von 12 bis 20 Gew.-% und eine mittlere NCO-Funktionalität von 2,5 bis 4,5.Diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, pentaethylene glycol, glycerol, 1,2-dihydroxypropane, 2,2-dimethyl-1,2-ethanediol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, 3-methylpentan-1, 5-diol, 2-ethylhexane-1, 3-diol, 2,4-diethyloctane-1,3-diol, neopentyl glycol hydroxypivalate, ditrimethylolpropane, dipentaerythritol, 2,2-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane, 1, 1-, 1, 2-, 1, 3- and 1, 4-cyclohexanedimethanol, 1, 2, 1, 3 or 1, 4-cyclohexanediol or mixtures thereof can be obtained. These polyethers containing urethane and / or allophanate groups isocyanates generally have an NCO content of 12 to 20 wt .-% and an average NCO functionality of 2.5 to 4.5.
5) Oxadiazintriongruppen enthaltende Polyisocyanate, vorzugsweise von Hexa- methylendiisocyanat oder Isophorondiisocyanat abgeleitet. Solche Oxadiazintriongruppen enthaltenden Polyisocyanate sind aus Diisocyanat und Kohlendioxid zugänglich.5) oxadiazinetrione-containing polyisocyanates, preferably derived from hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate. Such oxadiazinetrione-containing polyisocyanates are accessible from diisocyanate and carbon dioxide.
6) Iminooxadiazindiongruppen enthaltende Polyisocyanate, vorzugsweise von He- xamethylendiisocyanat oder Isophorondiisocyanat abgeleitet. Solche Iminooxadi- azin-diongruppen enthaltenden Polyisocyanate sind aus Diisocyanaten mittels spezieller Katalysatoren herstellbar.6) polyisocyanates containing iminooxadiazinedione groups, preferably derived from hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate. Such iminooxadiazine-dione-containing polyisocyanates can be prepared from diisocyanates by means of special catalysts.
7) Uretonimin-modifizierte Polyisocyanate.7) Uretonimine-modified polyisocyanates.
8) Carbodiimid-modifizierte Polyisocyanate.8) carbodiimide-modified polyisocyanates.
9) Hyperverzweigte Polyisocyanate, wie sie beispielsweise bekannt sind aus der DE-A1 10013186 oder DE-A1 10013187.9) Hyperbranched polyisocyanates, as are known, for example, from DE-A1 10013186 or DE-A1 10013187.
10) Polyurethan-polyisocyanat-Präpolymere, aus Di- und/oder Polyisocyanaten mit Alkoholen.10) polyurethane-polyisocyanate prepolymers, of di- and / or polyisocyanates with alcohols.
1 1 ) Polyharnstoff-Polyisocyanat-Präpolymere.1 1) polyurea-polyisocyanate prepolymers.
Die Polyisocyanate 1 ) bis 1 1 ) können im Gemisch, gegebenenfalls auch im Gemisch mit Diisocyanaten, eingesetzt werden.The polyisocyanates 1) to 1 1) can be used in admixture, optionally also in admixture with diisocyanates.
Die Di- und Polyisocyanate (B) können auch zumindest teilweise in blockierter Form vorliegen.The di- and polyisocyanates (B) may also be present at least partially in blocked form.
Derartige Gruppen zur Blockierung von Isocyanaten sind beschrieben in D. A. Wicks, Z. W. Wicks, Progress in Organic Coatings, 36, 148-172 (1999), 41 , 1-83 (2001 ) sowie 43, 131-140 (2001 ).Such isocyanate blocking groups are described in D.A. Wicks, Z.W. Wicks, Progress in Organic Coatings, 36, 148-172 (1999), 41, 1-83 (2001) and 43, 131-140 (2001).
Dies ist besonders dann bevorzugt, wenn die erfindungsgemäßen Beschichtungsmas- sen einkomponentig eingesetzt werden sollen.This is particularly preferred when the coating compositions according to the invention are to be used as one-component.
Bevorzugte Verbindungen (B) sind die Urethane, Biurete und Isocyanurate, besonders bevorzugt die Isocyanurate von 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat (HDI) oder 1 -Isocyanato- S-isocyanato-methyl-S.δ.δ-trimethyl-cyclohexan, ganz besonders bevorzugt von 1- lsocyanato-3-isocyanato-methyl-3,5,5-trimethyl-cyclohexan.
Herstellbedingt können Polyisocyanate (B) noch einen geringen Anteil von dem ihnen zugrundeliegenden monomerem Diisocyanat aufweisen, beispielsweise bis zu 5 Gew%, besonders bevorzugt bis zu 3 Gew%, ganz besonders bevorzugt bis zu 2, ins- besondere bis zu 1 , speziell bis zu 0,5 und sogar bis zu 0,25 Gew%.Preferred compounds (B) are the urethanes, biurets and isocyanurates, particularly preferably the isocyanurates of 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI) or 1-isocyanato-S-isocyanato-methyl-S.δ.δ-trimethyl-cyclohexane, very particularly preferably of 1-isocyanato-3-isocyanato-methyl-3,5,5-trimethyl-cyclohexane. As a result of the preparation, polyisocyanates (B) may still have a small proportion of the monomeric diisocyanate on which they are based, for example up to 5% by weight, more preferably up to 3% by weight, very preferably up to 2, in particular up to 1, especially up to 0.5 and even up to 0.25% by weight.
Des weiteren enthalten die erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen in der Regel noch mindestens eine Bindemittel (C) sowie gegebenenfalls weitere Covernetzer (D) und/oder lacktypische Additive (E) sowie gegebenenfalls Pigmente und/oder Füllstoffe (F).Furthermore, the coating compositions according to the invention generally also contain at least one binder (C) and optionally further co-crosslinkers (D) and / or paint-typical additives (E) and optionally pigments and / or fillers (F).
Bevorzugte Bindemittel (C) sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethe- rolen, Polyesterolen, Polyacrylatpolyolen und Melamin-Formaldehyd-Harzen, besonders bevorzugt Polyesterolen und Polyacrylatpolyolen und ganz besonders bevorzugt Polyacrylatpolyolen.Preferred binders (C) are selected from the group consisting of polyethersols, polyesterols, polyacrylate polyols and melamine-formaldehyde resins, particularly preferably polyesterols and polyacrylate polyols and very particularly preferably polyacrylate polyols.
Polyesterpolyole sind z.B. aus Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 19, S. 62 bis 65 bekannt. Bevorzugt werden Polyesterpolyole eingesetzt, die durch Umsetzung von zweiwertigen Alkoholen mit zweiwertigen Carbonsäu- ren erhalten werden. Anstelle der freien Polycarbonsäuren können auch die entsprechenden Polycarbonsäureanhydride oder entsprechende Polycarbonsäureester von niederen Alkoholen oder deren Gemische zur Herstellung der Polyesterpolyole verwendet werden. Die Polycarbonsäuren können aliphatisch, cycloaliphatisch, aralipha- tisch, aromatisch oder heterocyclisch sein und gegebenenfalls, z.B. durch Halogen- atome, substituiert und/oder ungesättigt sein. Als Beispiele hierfür seien genannt:Polyester polyols are e.g. from Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 4th Edition, Volume 19, pp. 62-65. Polyester polyols are preferably used which are obtained by reacting dihydric alcohols with dibasic carboxylic acids. Instead of the free polycarboxylic acids, it is also possible to use the corresponding polycarboxylic acid anhydrides or corresponding polycarboxylic acid esters of lower alcohols or mixtures thereof to prepare the polyesterpolyols. The polycarboxylic acids may be aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic, aromatic or heterocyclic, and optionally, e.g. by halogen atoms, substituted and / or unsaturated. Examples include:
Oxalsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Se- bacinsäure, Dodekandisäure, o-Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Trimel- lithsäure, Azelainsäure, 1 ,4-Cyclohexandicarbonsäure oder Tetrahydrophthalsäure, Korksäure, Azelainsäure, Phthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexa- hydrophthalsäureanhydrid, Tetrachlorphthalsäureanhydrid, Endomethylentetra- hydrophthalsäureanhydrid, Glutarsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, dimere Fettsäuren, deren Isomere und Hydrierungsprodukte sowie veresterbare Derivate, wie Anhydride oder Dialkylester, beispielsweise Ci-C4-Alkylester, bevorzugt Methyl-, Ethyl- oder n-Butylester, der genannten Säuren eingesetzt werden. Bevorzugt sind Dicarbon- säuren der allgemeinen Formel HOOC-(CH2)y-COOH, wobei y eine Zahl von 1 bis 20, bevorzugt eine gerade Zahl von 2 bis 20 ist, besonders bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und Dodecandicarbonsäure.Oxalic, maleic, fumaric, succinic, glutaric, adipic, sebacic, dodecanedioic, o-phthalic, isophthalic, terephthalic, trimellitic, azelaic, 1,4-cyclohexanedicarboxylic or tetrahydrophthalic, hydrophthalic anhydride, tetrachlorophthalic anhydride, endomethylenetetrahydrophthalic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, dimer fatty acids, their isomers and hydrogenation products and esterifiable derivatives, such as anhydrides or dialkyl esters, for example C 1 -C 4 -alkyl esters, preferably methyl, ethyl or n-butyl esters, of the acids mentioned become. Preference is given to dicarboxylic acids of the general formula HOOC- (CH 2) y -COOH, where y is a number from 1 to 20, preferably an even number from 2 to 20, particularly preferably succinic acid, adipic acid, sebacic acid and dodecanedicarboxylic acid.
Als mehrwertige Alkohole kommen zur Herstellung der Polyesterole in Betracht 1 ,2- Propandiol, Ethylenglykol, 2,2-Dimethyl-1 ,2-Ethandiol, 1 ,3-Propandiol, 1 ,2-Butandiol, 1 ,3-Butandiol, 1 ,4-Butandiol, 3-Methylpentan-1 ,5-diol, 2-Ethylhexan-1 ,3-diol, 2,4-
Diethyloctan-1 ,3-diol, 1 ,6-Hexandiol, PoIy-THF mit einer Molmasse zwischen 162 und 2000, Poly-1 ,2-propandiol oder Poly-1 ,3-propandiol mit einer Molmasse zwischen 134 und 10000, bevorzugt 134 bis 5000 und besonders bevorzugt 134 bis 2000 oder PoIy- ethylenglykol, sowie gemischte Polyethylen-/-propylenglykole als Copolymere, wobei die 1 ,2-Ethylen- und 1 ,2-Propyleneinheiten statistisch oder blockweise in das Copoly- mer eingebaut sein können, mit einer Molmasse zwischen 106 und 10000, bevorzugt 134 bis 5000 und besonders bevorzugt 134 bis 2000, Neopentylglykol, Hydroxypivalin- säureneopentylglykolester, 2-Ethyl-1 ,3-Propandiol, 2-Methyl-1 ,3-Propandiol, 2,2-Bis(4- hydroxycyclohexyl)propan, 1 ,1-, 1 ,2-, 1 ,3- und 1 ,4-Cyclohexandimethanol, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Cyclohexandiol, Trimethylolbutan, Trimethylolpropan, Trimethylolethan, Neopentylglykol, Pentaerythrit, Glycerin, Ditrimethylolpropan, Dipentaerythrit, Sorbit, Man- nit, Diglycerol, Threit, Erythrit, Adonit (Ribit), Arabit (Lyxit), XyNt, Dulcit (Galactit), Maltit, Isomalt, Tris(hydroxymethyl)isocyanurat oder Tris(hydroxyethyl)isocyanurat (THEIC). Selbstverständlich sind auch Mischungen der genannten Alkohole geeignet.Suitable polyhydric alcohols for the preparation of the polyesterols 1, 2-propanediol, ethylene glycol, 2,2-dimethyl-1, 2-ethanediol, 1, 3-propanediol, 1, 2-butanediol, 1, 3-butanediol, 1, 4-butanediol, 3-methylpentane-1, 5-diol, 2-ethylhexane-1,3-diol, 2,4- Diethyloctane-1,3-diol, 1,6-hexanediol, poly-THF having a molecular weight between 162 and 2000, poly-1,2-propanediol or poly-1,3-propanediol having a molecular weight between 134 and 10,000, preferably 134 to 5000, and more preferably 134 to 2000, or polyethylene glycol, and mixed polyethylene / propylene glycols as copolymers, wherein the 1, 2-ethylene and 1, 2-propylene units may be incorporated randomly or in blocks in the copolymer, with a molecular weight between 106 and 10,000, preferably 134 to 5000 and particularly preferably 134 to 2000, neopentyl glycol, hydroxypivalic acid neopentyl glycol ester, 2-ethyl-1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-bis ( 4-hydroxycyclohexyl) propane, 1, 1-, 1, 2-, 1, 3- and 1, 4-cyclohexanedimethanol, 1, 2-, 1, 3- or 1, 4-cyclohexanediol, trimethylolbutane, trimethylolpropane, trimethylolethane, neopentyl glycol , Pentaerythritol, glycerol, ditrimethylolpropane, dipentaerythritol, sorbitol, mannitol, diglycerol, threitol, erythritol, adonite (ribitol), arabitol (Lyxite), XyNt, Dulcit (galactitol), maltitol, isomalt, tris (hydroxymethyl) isocyanurate or tris (hydroxyethyl) isocyanurate (THEIC). Of course, mixtures of the alcohols mentioned are also suitable.
Bevorzugt sind Alkohole der allgemeinen Formel HO-(CHa)x-OH, wobei x eine Zahl von 1 bis 20, bevorzugt eine gerade Zahl von 2 bis 20 ist. Bevorzugt sind Ethylengly- col, Butan-1 ,4-diol, Hexan-1 ,6-diol, Octan-1 ,8-diol und Dodecan-1 ,12- diol. Weiterhin bevorzugt ist Neopentylglykol.Alcohols of the general formula HO- (CHa) x -OH, where x is a number from 1 to 20, preferably an even number from 2 to 20, are preferred. Preferred are ethylene glycol, butane-1, 4-diol, hexane-1, 6-diol, octane-1, 8-diol and dodecane-1, 12-diol. Further preferred is neopentyl glycol.
Ferner kommen auch Polycarbonat-Diole, wie sie z.B. durch Umsetzung von Phosgen mit einem Überschuß von den als Aufbaukomponenten für die Polyesterpolyole genannten niedermolekularen Alkohole erhalten werden können, in Betracht.Also included are polycarbonate diols, e.g. by reaction of phosgene with an excess of the mentioned as synthesis components for the polyester polyols low molecular weight alcohols, into consideration.
Geeignet sind auch Polyesterdiole auf Lacton-Basis, wobei es sich um Homo- oder Mischpolymerisate von Lactonen, bevorzugt um endständige Hydroxylgruppen aufweisende Anlagerungsprodukte von Lactonen an geeignete difunktionelle Startermoleküle handelt. Als Lactone kommen bevorzugt solche in Betracht, die sich von Verbindungen der allgemeinen Formel HO-(CH2)∑-COOH ableiten, wobei z eine Zahl von 1 bis 20 ist und ein H-Atom einer Methyleneinheit auch durch einen d- bis C4-Alkylrest substituiert sein kann. Beispiele sind ε-Caprolacton, ß-Propiolacton, gamma-Butyrolacton und/oder Methyl-ε-caprolacton, 4-Hydroxybenzoesäure, 6-Hydroxy-2-naphthalinsäure oder Pivalolacton sowie deren Gemische. Geeignete Starterkomponenten sind z.B. die vorstehend als Aufbaukomponente für die Polyesterpolyole genannten niedermolekula- ren zweiwertigen Alkohole. Die entsprechenden Polymerisate des ε-Caprolactons sind besonders bevorzugt. Auch niedere Polyesterdiole oder Polyetherdiole können als Starter zur Herstellung der Lacton-Polymerisate eingesetzt sein. Anstelle der Polymerisate von Lactonen können auch die entsprechenden, chemisch äquivalenten Polykon- densate der den Lactonen entsprechenden Hydroxycarbonsäuren, eingesetzt werden.Also suitable are lactone-based polyesterdiols, which are homopolymers or copolymers of lactones, preferably terminal hydroxyl-containing addition products of lactones onto suitable difunctional starter molecules. Suitable lactones are preferably those which are derived from compounds of the general formula HO- (CH 2) Σ-COOH, where z is a number from 1 to 20 and an H atom of a methylene unit by a C 1 to C 4 alkyl radical may be substituted. Examples are ε-caprolactone, β-propiolactone, gamma-butyrolactone and / or methyl-ε-caprolactone, 4-hydroxybenzoic acid, 6-hydroxy-2-naphthoic acid or pivalolactone and mixtures thereof. Suitable starter components are e.g. the low molecular weight dihydric alcohols mentioned above as the synthesis component for the polyesterpolyols. The corresponding polymers of ε-caprolactone are particularly preferred. Lower polyester diols or polyether diols can also be used as starters for the preparation of the lactone polymers. Instead of the polymers of lactones, it is also possible to use the corresponding, chemically equivalent polycondensates of the hydroxycarboxylic acids corresponding to the lactones.
Die Polyester weisen vorzugsweise ein nach der Gelpermeationschromatographie bestimmbares Molekulargewicht Mn (Zahlenmittel) von 500 bis 50.000, insbesondere
1.000 bis 10.000 g/mol auf und eine Hydroxylzahl von 16,5 bis 264, vorzugsweise 33 bis 200 mg KOH/g Festharz.The polyesters preferably have a determinable by gel permeation chromatography molecular weight M n (number average) of 500 to 50,000, in particular 1,000 to 10,000 g / mol and a hydroxyl number of 16.5 to 264, preferably 33 to 200 mg KOH / g of solid resin.
Die Glasübergangstemperatur T9 (DSC-Methode (Differential Scanning Calorimetry) gemäß ASTM 3418/82) dieser Polyester beträgt bevorzugt von -30 bis 120 °C.The glass transition temperature T 9 (DSC method (Differential Scanning Calorimetry) according to ASTM 3418/82) of these polyesters is preferably from -30 to 120 ° C.
Weiterhin sind Polyacrylatpolyole bevorzugt. Dabei handelt es sich zumeist um Copo- lymerisate von im wesentlichen (Meth)Acrylsäureestern, beispielsweise den oben bei den Reaktivverdünnern aufgeführten Ci-C2o-Alkyl(meth)acrylaten, mit Hydroxyal- kyl(meth)acrylaten, beispielsweise den Mono(meth)acrylsäureestern von 1 ,2- Propandiol, Ethylenglykol, 1 ,3-Propandiol, 1 ,4-Butandiol oder 1 ,6-Hexandiol.Furthermore, polyacrylate polyols are preferred. These are generally copolymers of essentially (meth) acrylic esters, for example the C 1 -C 20 -alkyl (meth) acrylates listed above with the reactive diluents, with hydroxyalkyl (meth) acrylates, for example the mono (meth) acrylic acid esters from 1, 2-propanediol, ethylene glycol, 1, 3-propanediol, 1, 4-butanediol or 1, 6-hexanediol.
Diese weisen vorzugsweise ein nach der Gelpermeationschromatographie bestimmbares Molekulargewicht Mn (Zahlenmittel) von 500 bis 50.000, insbesondere 1.000 bis 10.000 g/mol auf und eine Hydroxylzahl von 16,5 bis 264, vorzugsweise 33 bis 200 mg KOH/g Festharz.These preferably have a determinable by gel permeation chromatography molecular weight M n (number average) of 500 to 50,000, in particular 1,000 to 10,000 g / mol and a hydroxyl number of 16.5 to 264, preferably 33 to 200 mg KOH / g of solid resin.
Die Glasübergangstemperatur T9 (DSC-Methode (Differential Scanning Calorimetry) gemäß ASTM 3418/82) dieser Polyacrylatpolyole beträgt bevorzugt von -30 bis 100 0C.The glass transition temperature T 9 (DSC method (Differential Scanning Calorimetry) according to ASTM 3418/82) of the polyacrylate is preferably -30 to 100 0 C.
Die Hydroxylgruppen aufweisenden Monomeren werden in solchen Mengen bei der Copolymerisation mitverwendet, daß die obengenannten Hydroxylzahlen der Polymeri- säte resultieren, die im übrigen im allgemeinen einem Hydroxylgruppengehalt der Polymerisate von 0,5 bis 8, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-% entsprechen. Im allgemeinen werden die hydroxyfunktionellen Comonomeren im Mengen von 3 bis 75, vorzugsweise 6 bis 47 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der eingesetzten Monomeren mitverwendet. Außerdem muß selbstverständlich darauf geachtet werden, daß im Rahmen der gemachten Angaben die Menge der hydroxyfunktionellen Monomeren so gewählt wird, daß Copolymerisate entstehen, die im statistischen Mittel pro Molekül mindestens zwei Hydroxylgruppen aufweisen.The hydroxyl-containing monomers are used in such amounts in the copolymerization that the above-mentioned hydroxyl numbers of the polymer sate result, which otherwise generally correspond to a hydroxyl group content of the polymers from 0.5 to 8, preferably 1 to 5 wt .-%. In general, the hydroxy-functional comonomers are used in amounts of 3 to 75, preferably 6 to 47 wt .-%, based on the total weight of the monomers used. In addition, of course, care must be taken that in the context of the information given, the amount of hydroxy-functional monomers is chosen so that copolymers are formed which have at least two hydroxyl groups per molecule on average.
Zu den nicht-hydroxyfunktionellen Monomeren gehören beispielsweise Reaktivverdün- ner, also radikalisch oder kationisch polymerisierbare Verbindungen mit nur einer ethy- lenisch ungesättigten, copolymerisierbaren Gruppe in Betracht.The non-hydroxy-functional monomers include, for example, reactive diluents, ie compounds capable of free-radical or cationic polymerization with only one ethylenically unsaturated copolymerizable group.
Genannt seien z.B. Ci-C2o-Alkyl(meth)acrylate, Vinylaromaten mit bis zu 20 C- Atomen, Vinylester von bis zu 20 C-Atomen enthaltenden Carbonsäuren, ethylenisch ungesättigte Nitrile, Vinylether von 1 bis 10 C-Atome enthaltenden Alkoholen, α,ß- ungesättigte Carbonsäuren und deren Anhydride und aliphatischen Kohlenwasserstof-
fen mit 2 bis 8 C-Atomen und 1 oder 2 Doppelbindungen.Mention may be made, for example, of C 1 -C 20 -alkyl (meth) acrylates, vinylaromatics having up to 20 carbon atoms, vinyl esters of carboxylic acids containing up to 20 carbon atoms, ethylenically unsaturated nitriles, vinyl ethers of alcohols containing from 1 to 10 carbon atoms, β-unsaturated carboxylic acids and their anhydrides and aliphatic hydrocarbons fen with 2 to 8 carbon atoms and 1 or 2 double bonds.
Als (Meth)acrylsäurealkylester bevorzugt sind solche mit einem Ci-Cio-Alkylrest, wie Methylmethacrylat, Methylacrylat, n-Butylacrylat, Ethylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat.Preferred (meth) acrylic acid alkyl esters are those having a C 1 -C 10 -alkyl radical, such as methyl methacrylate, methyl acrylate, n-butyl acrylate, ethyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate.
Insbesondere sind auch Mischungen der (Meth)acrylsäurealkylester geeignet.In particular, mixtures of (meth) acrylic acid alkyl esters are also suitable.
Vinylester von Carbonsäuren mit 1 bis 20 C-Atomen sind z.B. Vinyllaurat, Vinylstearat, Vinylpropionat und Vinylacetat.Vinyl esters of carboxylic acids having 1 to 20 carbon atoms are e.g. Vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl propionate and vinyl acetate.
α,ß-Ungesättigte Carbonsäuren und deren Anhydride können beispielsweise sein Ac- rylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure, Crotonsäure, Itaconsäure, Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid, bevorzugt Acrylsäure.α, β-Unsaturated carboxylic acids and their anhydrides can be, for example, acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid or maleic anhydride, preferably acrylic acid.
Als vinylaromatische Verbindungen kommen z.B. Vinyltoluol, α-Butylstyrol, 4-n- Butylstyrol, 4-n-Decylstyrol und vorzugsweise Styrol in Betracht.As vinyl aromatic compounds are e.g. Vinyltoluene, α-butylstyrene, 4-n-butylstyrene, 4-n-decylstyrene and preferably styrene into consideration.
Beispiele für Nitrile sind Acrylnitril und Methacrylnitril.Examples of nitriles are acrylonitrile and methacrylonitrile.
Geeignete Vinylether sind z.B. Vinylmethylether, Vinylisobutylether, Vinylhexylether und Vinyloctylether.Suitable vinyl ethers are e.g. Vinyl methyl ether, vinyl isobutyl ether, vinyl hexyl ether and vinyl octyl ether.
Als nicht aromatische Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 8 C-Atomen und einer oder zwei olefinischen Doppelbindungen seien Butadien, Isopren, sowie Ethylen, Propylen und Isobutylen genannt.As non-aromatic hydrocarbons having 2 to 8 carbon atoms and one or two olefinic double bonds may be mentioned butadiene, isoprene, and ethylene, propylene and isobutylene.
Weiterhin sind N-Vinylformamid, N-Vinylpyrrolidon sowie N-Vinylcaprolactam einsetzbar.Furthermore, N-vinylformamide, N-vinylpyrrolidone and N-vinylcaprolactam can be used.
Bevorzugt sind Ester der Acrylsäure bzw der Methacrylsäure mit 1 bis 18, vorzugsweise 1 bis 8 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest wie z.B. Methylacrylat. Ethylacrylat, I- sopropylacrylat, n-Propylacrylat, n-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, n-Stearylacrylat, die diesen Acrylaten entsprechenden Methacrylate, Styrol, alkylsubstituierte Styrole, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylacetat oder Vinylstearat bzw. beliebige Gemische derar- tiger Monomerer. Auch Epoxidgruppen aufweisende Comonomere wie z.B. Glycidylac- rylat oder -methacrylat oder Monomere wie N-Methoxymethylacrylamid oder - methacrylamid können in geringen Mengen mitverwendet werden.Preference is given to esters of acrylic acid or of methacrylic acid having 1 to 18, preferably 1 to 8, carbon atoms in the alcohol radical, such as e.g. Methyl acrylate. Ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-propyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-stearyl acrylate, the methacrylates corresponding to these acrylates, styrene, alkyl-substituted styrenes, acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl acetate or vinyl stearate or any desired mixtures of such monomers. Epoxide group-containing comonomers such as e.g. Glycidyl acrylate or methacrylate or monomers such as N-methoxymethylacrylamide or -methacrylamide can be used in small amounts.
Die Herstellung der Polymerisate kann durch Polymerisation nach üblichen Verfahren durchgeführt werden. Vorzugsweise erfolgt die Herstellung der Polymerisate in organischer Lösung. Möglich sind kontinuierliche oder diskontinuierliche Polymerisationsverfahren. Von den diskontinuierlichen Verfahren sind das Batch- und das Zulaufverfahren
zu nennen, wobei letzteres bevorzugt ist. Bei dem Zulaufverfahren wird das Lösungsmittel allein oder mit einem Teil des Monomergemisches vorgelegt, auf die Polymerisationstemperatur erwärmt, die Polymerisation im Fall einer Monomervorlage radikalisch gestartet und das restliche Monomergemisch zusammen mit einem Initiatorgemisch im Verlauf von 1 bis 10 Stunden, vorzugsweise 3 bis 6 Stunden, zudosiert. Gegebenenfalls wird anschließend noch nachaktiviert, um die Polymerisation bis zu einem Umsatz von mindestens 99 % durchzuführen.The preparation of the polymers can be carried out by polymerization by conventional methods. The preparation of the polymers is preferably carried out in organic solution. Possible are continuous or discontinuous polymerization processes. Among the batch processes are the batch and feed processes to name, the latter being preferred. In the feed process, the solvent is introduced alone or with a part of the monomer mixture, heated to the polymerization temperature, the polymerization in the case of a monomer masterbatch started radically and the remaining monomer mixture together with an initiator mixture in the course of 1 to 10 hours, preferably 3 to 6 hours, added. Optionally, it is subsequently subsequently activated to carry out the polymerization to a conversion of at least 99%.
Als Lösungsmittel kommen beispielsweise Aromaten, wie Solventnaphtha, Benzol, Toluol, XyIoI, Chlorbenzol, Ester wie Ethylacetat, Butylacetat, Methylglykolacetat, Ethylglykolacetat, Methoxypropylacetat, Ether wie Butylglykol, Tetrahydrofuran, Dio- xan, Ethylglykolether, Ketone wie Aceton, Methylethylketon, halogenhaltige Lösemittel wie Methylenchlorid oder Trichlormonofluorethan in Betracht.Examples of suitable solvents are aromatics such as solvent naphtha, benzene, toluene, xylene, chlorobenzene, esters such as ethyl acetate, butyl acetate, methyl glycol acetate, ethyl glycol acetate, methoxypropyl acetate, ethers such as butyl glycol, tetrahydrofuran, dioxane, ethyl glycol ethers, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, halogen-containing solvents such as Methylene chloride or trichloromonofluoroethane into consideration.
Bevorzugte Polyetherole sind alkoxylierte Di- oder Polyole, besonders bevorzugt die folgenden angeführten Di- oder Polyole in alkoxylierter Form:Preferred polyetherols are alkoxylated diols or polyols, particularly preferably the following stated diols or polyols in alkoxylated form:
Diole sind beispielsweise Ethylenglykol, 1 ,2-Propandiol, 1 ,3-Propandiol, 1 ,1- Dimethylethan-1 ,2-diol, 2-Butyl-2-ethyl-1 ,3-Propandiol, 2-Ethyl-1 ,3-Propandiol, 2- Methyl-1 ,3-Propandiol, Neopentylglykol, Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Butandiol, 1 ,6-Hexandiol, 1 ,10-Dekandiol, Bis-(4-hydroxycyclo- hexan)isopropyliden, Tetramethylcyclobutandiol, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Cyclohexandiol, Cyclooctandiol, Norbornandiol, Pinandiol, Decalindiol, 2-Ethyl-1 ,3-Hexandiol, 2,4- Diethyl-oktan-1 ,3-diol, Hydrochinon, Bisphenol A, Bisphenol F, Bisphenol B, Bisphenol S, 2,2-Bis(4-hydroxycyclohexyl)propan, 1 ,1-, 1 ,2-, 1 ,3- und 1 ,4-Cyclohexandimethanol, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Cyclohexandiol.Diols are, for example, ethylene glycol, 1, 2-propanediol, 1, 3-propanediol, 1, 1-dimethylethane-1, 2-diol, 2-butyl-2-ethyl-1, 3-propanediol, 2-ethyl-1, 3 Propanediol, 2-methyl-1, 3-propanediol, neopentyl glycol, hydroxypivalic acid neopentyl glycol ester, 1, 2, 1, 3 or 1, 4-butanediol, 1, 6-hexanediol, 1, 10-decanediol, bis (4- hydroxycyclohexane) isopropylidene, tetramethylcyclobutanediol, 1, 2-, 1, 3- or 1, 4-cyclohexanediol, cyclooctanediol, norbornanediol, pinanediol, decalindiol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2,4-diethyl-octane 1, 3-diol, hydroquinone, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol B, bisphenol S, 2,2-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane, 1, 1, 1, 2, 1, 3 and 1, 4 Cyclohexanedimethanol, 1, 2, 1, 3 or 1, 4-cyclohexanediol.
Polyole sind beispielsweise die oben angeführten Polyesterole, Trimethylolbutan, Tri- methylolpropan, Trimethylolethan, Pentaerythrit, Glycerin, Ditrimethylolpropan, Dipen- taerythrit, Sorbit, Mannit, Diglycerol, Threit, Erythrit, Adonit (Ribit), Arabit (Lyxit), XyNt, Dulcit (Galactit), Maltit oder Isomalt.Polyols are, for example, the abovementioned polyesterols, trimethylolbutane, trimethylolpropane, trimethylolethane, pentaerythritol, glycerol, ditrimethylolpropane, dipentaerythritol, sorbitol, mannitol, diglycerol, threitol, erythritol, adonite (ribitol), arabitol (lyxite), xyNt, dulcitol ( Galactitol), maltitol or isomalt.
Bevorzugt handelt es sich dabei um ein- bis fünffach, besonders bevorzugt drei- bis fünffach und ganz besonders bevorzugt vierfach ethoxyliertes, propoxyliertes oder ge- mischt ethoxyliertes und propoxyliertes und insbesondere ausschließlich ethoxyliertes Glycerin, Neopentylglykol, Trimethylolpropan, Trimethylolethan oder Pentaerythrit.Preference is given to one to five times, more preferably three to five times and very particularly preferably four times ethoxylated, propoxylated or mixed ethoxylated and propoxylated and in particular exclusively ethoxylated glycerol, neopentyl glycol, trimethylolpropane, trimethylolethane or pentaerythritol.
Zur Alkoxylierung geeignete epoxidierte Olefine können beispielsweise sein Ethylen- oxid, Propylenoxid, iso-Butylenoxid, 1 -Butenoxid, 2-Butenoxid, Vinyloxiran, Styroloxid und/oder Epichlorhydrin, bevorzugt sind Ethylenoxid, Propylenoxid, iso-Butylenoxid, Vinyloxiran, Styroloxid oder Epichlorhydrin, besonders bevorzugt Ethylenoxid und Propylenoxid und ganz besonders bevorzugt Ethylenoxid.
Bei Alkoxylaten kann es sich um statistische oder Blockcopolymere handeln.For the alkoxylation suitable epoxidized olefins, for example, be ethylene oxide, propylene oxide, iso-butylene oxide, 1-butoxide, 2-butene oxide, vinyloxirane, styrene oxide and / or epichlorohydrin, preferably are ethylene oxide, propylene oxide, iso-butylene oxide, vinyloxirane, styrene oxide or epichlorohydrin, particularly preferably ethylene oxide and propylene oxide and very particularly preferably ethylene oxide. Alkoxylates may be random or block copolymers.
Weitere Beispiele für Polyetherole sind PoIy-THF mit einer Molmasse zwischen 162 und 2000, bevorzugt zwischen 162 und 1458, besonders bevorzugt zwischen 162 und 1098, ganz besonders bevorzugt zwischen 162 und 738 und insbesondere zwischen 162 und 378, Poly-1 ,3-propandiol und Poly-1 ,2-propandiol mit einer Molmasse zwischen 134 und 1178, bevorzugt zwischen 134 und 888, besonders bevorzugt zwischen 134 und 598 und ganz besonders bevorzugt zwischen 134 und 308, Polyethylenglykol mit einer Molmasse zwischen 106 und 898, bevorzugt zwischen 106 und 458, besonders bevorzugt von 106 bis 400, ganz besonders bevorzugt zwischen 106 und 235 und insbesondere Diethylenglykol, Triethylenglykol und Tetraethylenglykol.Further examples of polyetherols are polyTHF having a molecular weight between 162 and 2000, preferably between 162 and 1458, more preferably between 162 and 1098, most preferably between 162 and 738, and especially between 162 and 378, poly-1,3-propanediol and poly-1, 2-propanediol having a molecular weight between 134 and 1178, preferably between 134 and 888, more preferably between 134 and 598 and most preferably between 134 and 308, polyethylene glycol having a molecular weight between 106 and 898, preferably between 106 and 458, particularly preferably from 106 to 400, very particularly preferably between 106 and 235 and in particular diethylene glycol, triethylene glycol and tetraethylene glycol.
Weiterhin kommen Melamin-Formaldehyd-Harze als Bindemittel in Frage. Solche reak- tiven Gruppen schließen aktive Methylol oder Alkylalkoxygruppen, insbesondere Me- thylalkoxygruppen, sowie gegebenenfalls Iminogruppen (-NH-) an Aminoplastvernet- zern, wie z.B veretherte Umsetzungsprodukte von Formaldehyd mit Aminen, wie MeI- amin, Harnstoff etc., Phenol/Formaldehydaddukte, Siloxan oder Silangruppen und Anhydride ein, wie sie z.B. in US 5 770 650 beschrieben sind.Furthermore, melamine-formaldehyde resins are suitable as binders. Such reactive groups include active methylol or alkylalkoxy groups, in particular methylalkoxy groups, and optionally imino groups (-NH-) on aminoplast crosslinkers, such as, for example, etherified reaction products of formaldehyde with amines, such as melamine, urea, etc., phenol / formaldehyde adducts , Siloxane or silane groups and anhydrides, such as in US Pat. No. 5,770,650.
Unter den technisch weit verbreiteten und bekannten, bevorzugten Aminoplasten sind besonders bevorzugt Harnstoff harze und Melaminharze, wie z.B. Harnstoff- Formaldehyd-Harze, Melamin-Formaldehyd-Harze, Melamin-Phenol-Formaldehyd- Harze oder Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harze, verwendbar.Among the technically widespread and known, preferred aminoplasts are particularly preferred urea resins and melamine resins, such. Urea-formaldehyde resins, melamine-formaldehyde resins, melamine-phenol-formaldehyde resins or melamine-urea-formaldehyde resins, usable.
Als Harnstoffharze sind solche geeignet, die durch Umsetzung von Harnstoffen mit Aldehyden erhältlich sind und gegebenenfalls modifiziert werden können.Suitable urea resins are those which are obtainable by reacting ureas with aldehydes and can be modified if appropriate.
Als Harnstoffe sind Harnstoff, N-substituierte oder N,N'-disubstituierte Harnstoffe ge- eignet, wie z.B. N-Methylharnstoff, N-Phenylharnstoff, N,N'-Dimethylharnstoff, Hexa- methylendiharnstoff, N,N'-Diphenylharnstoff, 1 ,2-Ethylendiharnstoff, 1 ,3-Propylendi- harnstoff, Diethylentriharnstoff, Dipropylentriharnstoff, 2-Hydroxypropylendiharnstoff, 2- Imidazolidinon (Ethylenharnstoff), 2-Oxohexahydropyrimidin (Propylenharnstoff) oder 2-Oxo-5-Hydroxyhexahydropyrimidin (5-Hydroxypropylenharnstoff).As ureas, urea, N-substituted or N, N'-disubstituted ureas are suitable, e.g. N-methylurea, N-phenylurea, N, N'-dimethylurea, hexamethylenediurea, N, N'-diphenylurea, 1,2-ethylenediurea, 1,3-propylenediurea, diethylenetriurea, dipropylenetriurea, 2-hydroxypropylenediurea, 2- Imidazolidinone (ethyleneurea), 2-oxohexahydropyrimidine (propyleneurea) or 2-oxo-5-hydroxyhexahydropyrimidine (5-hydroxypropyleneurea).
Als Aldehyde sind insbesondere Formaldehyd, Acetaldehyd, Iso-Butyraldehyd und Glyoxal geeignet.Particularly suitable aldehydes are formaldehyde, acetaldehyde, isobutyraldehyde and glyoxal.
Harnstoffharze können gegebenenfalls teilweise oder vollständig modifiziert werden, z.B. durch Umsetzung mit mono- od. polyfunktionellen Alkoholen, Ammoniak bzw. A- minen (kationisch modifizierte Harnstoffharze) oder mit (Hydrogen)sulfiten (anionisch modifizierte Harnstoffharze), insbesondere geeignet sind erfindungsgemäß die alko-
holmodifizierten Harnstoff harze.Urea resins may optionally be partially or completely modified, for example by reaction with mono- or polyfunctional alcohols, ammonia or amines (cationically modified urea resins) or with (hydrogen) sulfites (anionically modified urea resins). holmodified urea resins.
Als Alkohole kommen für die Modifizierung Ci - Cβ-Alkohole in Frage, bevorzugt Ci - C4-Alkanole und insbesondere Methanol, Ethanol, iso-Propanol, n-Propanol, n- Butanol, iso-Butanol und sek-Butanol.Possible alcohols for the modification are C 1 -C 6 -alcohols, preferably C 1 -C 4 -alkanols and, in particular, methanol, ethanol, isopropanol, n-propanol, n-butanol, isobutanol and sec-butanol.
Als Melaminharze sind solche geeignet, die durch Umsetzung von Melamin mit Aldehyden erhältlich sind und gegebenenfalls teilweise oder vollständig modifiziert werden können.Suitable melamine resins are those which are obtainable by reacting melamine with aldehydes and which may optionally be partially or completely modified.
Melamin-Formaldehyd-Harze sind Reaktionsprodukte der Umsetzung von Melamin mit Aldehyden, z.B. den o.g. Aldehyden, insbesondere Formaldehyd. Gegebenenfalls werden die erhaltenen Methylol-Gruppen durch Veretherung mit den oben genannten ein- oder mehrwertigen Alkoholen modifiziert. Weiterhin können die Melamin-Formaldehyd- Harze auch wie oben beschrieben durch Reaktion mit Aminen, Aminocarbonsäuren oder Sulfiten modifiziert werden.Melamine-formaldehyde resins are reaction products of the reaction of melamine with aldehydes, e.g. the o.g. Aldehydes, especially formaldehyde. Optionally, the resulting methylol groups are modified by etherification with the above-mentioned monohydric or polyhydric alcohols. Furthermore, the melamine-formaldehyde resins can also be modified as described above by reaction with amines, aminocarboxylic acids or sulfites.
Durch Einwirkung von Formaldehyd auf Mischungen von Melamin und Harnstoff beziehungsweise auf Mischungen aus Melamin und Phenol entstehen erfindungsgemäß ebenfalls verwendbare Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harze beziehungsweise MeI- amin-Phenol-Formaldehyd-Harze.By the action of formaldehyde on mixtures of melamine and urea or on mixtures of melamine and phenol, melamine-urea-formaldehyde resins or melamine-phenol-formaldehyde resins which can also be used according to the invention are also produced according to the invention.
Die Herstellung der genannten Aminoplaste erfolgt nach an sich bekannten Verfahren.The production of said aminoplasts is carried out according to known methods.
Besonders genannte Beispiele sind Melamin-Formaldehyd-Harze, einschließlich monomerer oder polymerer Melaminharze und teilweise oder vollständig alkylierte Melaminharze, Harn stoff- Harze, z.B. Methylolharnstoffe wie Formaldehyd-Harnstoff-Harze, AI koxyharn stoffe wie butylierte Formaldehyd-Harnstoff-Harze, aber auch N- Methylolacrylamid-emulsionen, iso-Butoxy methyl acrylamid-emulsionen, Polyanhydri- de, wie z.B. Polybernsteinsäureanhydrid, und Siloxane oder Silane, z.B. Dimethyldi- methoxysilane.Particular examples are melamine-formaldehyde resins, including monomeric or polymeric melamine resins, and partially or fully alkylated melamine resins, urea resins, e.g. Methylolureas such as formaldehyde-urea resins, Al koxyharn substances such as butylated formaldehyde-urea resins, but also N-methylolacrylamide emulsions, iso-butoxy methyl acrylamide emulsions, such as Polyanhydri-. Polysuccinic anhydride, and siloxanes or silanes, e.g. Dimethyldimethoxysilanes.
Besonders bevorzugt sind Aminoplastharze wie Melamin-Formaldehyd-Harze oder Formaldehyd-Harnstoff-Harze.Particularly preferred are aminoplast resins such as melamine-formaldehyde resins or formaldehyde-urea resins.
Typische Melamin-Formaldehyd Harze weisen Feststoffgehalte von 50 bis 97%, bevorzugt von 60 bis 96 und besonders bevorzugt 70 bis 95% auf.Typical melamine-formaldehyde resins have solids contents of from 50 to 97%, preferably from 60 to 96 and more preferably from 70 to 95%.
Gelöst sind diese Melamin-Formaldehyd Harze häufig in Methanol, Ethanol, n-Butanol, Isobutanol, XyIoI, Butylglykol und/oder Wasser.These melamine-formaldehyde resins are often dissolved in methanol, ethanol, n-butanol, isobutanol, xylene, butylglycol and / or water.
Die Viskositäten betragen bei 23 °C bis zu 10 Pas, bevorzugt bis zu 7, besonders be-
vorzugt bis zu 6 Pas. Viskositäten von 0,5 Pas werden nur selten unterschritten.The viscosities at 23 ° C. are up to 10 Pas, preferably up to 7, especially preferably up to 6 Pas. Viscosities of 0.5 Pas are rarely fallen below.
Das zahlenmittlere Molekulargewicht Mn beträgt in der Regel von 250 bis 1300, bevorzugt von 300 bis 1000 und besonders bevorzugt von 300 bis 450. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht beträgt in der Regel von 400 bis 4200, bevorzugt von 400 bis 1700 und besonders bevorzugt von 450 bis 700.The number average molecular weight Mn is generally from 250 to 1300, preferably from 300 to 1000 and particularly preferably from 300 to 450. The weight-average molecular weight is generally from 400 to 4200, preferably from 400 to 1700 and particularly preferably from 450 to 700 ,
Die OH-Zahl gemäß DIN 53240-2 beträgt in der Regel von 40 bis 1200 mg KOH/g.The OH number according to DIN 53240-2 is generally from 40 to 1200 mg KOH / g.
Das molare Einbauverhältnis von Melamin : Formaldehyd : Alkohol beträgt in der Regel 1 : 2 - 6 : 1 - 6, bevorzugt 1 : 3 - 6 : 2 - 6 und besonders bevorzugt 1 : 4 - 6 : 3 - 5,5.The molar incorporation ratio of melamine: formaldehyde: alcohol is generally 1: 2 to 6: 1 to 6, preferably 1: 3 to 6: 2 to 6, and more preferably 1: 4 to 6: 3 to 5.5.
Covernetzer (D) sind andere Verbindungen als die Di- und Polyisocyanat (B), die mit den eingesetzten Bindemitteln (C) reagieren können.Co-crosslinkers (D) are compounds other than the diisocyanate and polyisocyanate (B), which can react with the binders (C) used.
Bevorzugte Covernetzer (D) sind carbamatgruppenhaltige Verbindungen, die insbesondere dann bevorzugt eingesetzt werden, wenn als Bindemittel mindestens ein MeI- amin-Formaldehyd-Harz eingesetzt wird.Preferred co-crosslinkers (D) are compounds containing carbamate groups, which compounds are preferably used in particular if at least one melamine-formaldehyde resin is used as the binder.
Besonders bevorzugte carbamatgruppenhaltige Verbindungen sind Tris(alkylcarba- moyl)triazine der Formel (VII)Particularly preferred carbamate-containing compounds are tris (alkylcarbamoyl) triazines of the formula (VII)
worinwherein
R9, R10 und R11 jeweils unabhängig voneinander Ci - Cis-Alkyl, bevorzugt Ci - C4-AIkVl und besonders bevorzugt Methyl und/oder n-Butyl bedeuten.R 9 , R 10 and R 11 each independently of one another are C 1 -C 6 -alkyl, preferably C 1 -C 4 -alkyl and particularly preferably methyl and / or n-butyl.
Als weitere lacktypische Additive (E) können beispielsweise Antioxidantien, Stabilisatoren, Aktivatoren (Beschleuniger), antistatische Agentien, Flammschutzmittel, Verdicker, thixotrope Agentien, oberflächenaktive Agentien, Viskositätsmodifikatoren, Plastifizierer oder Chelatbildner verwendet werden.As further paint typical additives (E), for example, antioxidants, stabilizers, activators (accelerators), antistatic agents, flame retardants, thickeners, thixotropic agents, surface-active agents, viscosity modifiers, plasticizers or chelating agents can be used.
Als Verdicker kommen neben radikalisch (co)polymerisierten (Co)Polymerisaten, übliche organische und anorganische Verdicker wie Hydroxymethylcellulose oder Bentonit in Betracht.
Als Chelatbildner können z.B. Ethylendiaminessigsäure und deren Salze sowie ß-Di- ketone verwendet werden.Suitable thickeners besides free-radically (co) polymerized (co) polymers, customary organic and inorganic thickeners such as hydroxymethylcellulose or bentonite. As chelating agents, for example, ethylenediamine-acetic acid and its salts and β-diketones can be used.
Geeignete Füllstoffe umfassen Silikate, z. B. durch Hydrolyse von Siliciumtetrachlorid erhältliche Silikate wie Aerosil® der Fa. Degussa, Kieselerde, Talkum, Aluminiumsilikate, Magnesiumsilikate, Calciumcarbonate etc.Suitable fillers include silicates, e.g. Example by hydrolysis of silicon tetrachloride available silicates such as Aerosil ® the Fa. Degussa, silica, talc, aluminum silicates, magnesium silicates, calcium carbonates, etc.
Geeignete Stabilisatoren umfassen typische UV-Absorber wie Oxanilide, Triazine und Benzotriazol (letztere erhältlich als Tinuvin® -Marken der Ciba-Spezialitätenchemie) und Benzophenone. Diese können allein oder zusammen mit geeigneten Radikalfängern, beispielsweise sterisch gehinderten Aminen wie 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin, 2,6-Di-tert.-butylpiperidin oder deren Derivaten, z. B. Bis-(2,2,6,6-tetra-methyl-4-pi- peridyl)sebacinat, eingesetzt werden. Stabilisatoren werden üblicherweise in Mengen von 0,1 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf die in der Zubereitung enthaltenen festen Kom- ponenten, eingesetzt.Suitable stabilizers include typical UV absorbers such as oxanilides, triazines and benzotriazole (the latter available as Tinuvin ® grades from Ciba-Spezialitatenchemie) and benzophenones. These may be used alone or together with suitable radical scavengers, for example sterically hindered amines such as 2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 2,6-di-tert-butylpiperidine or derivatives thereof, eg. For example, bis (2,2,6,6-tetra-methyl-4-piperidyl) sebacinate can be used. Stabilizers are usually used in amounts of from 0.1 to 5.0% by weight, based on the solid components contained in the preparation.
Die Additive (E) weisen, soweit sie Festkörper sind, bevorzugt eine Teilchengröße unter 100 μm und besonders bevorzugt unter 50 μm auf.The additives (E), insofar as they are solids, preferably have a particle size below 100 .mu.m and more preferably below 50 .mu.m.
In einer besonderen Ausführungsform weisendie Additive (E), soweit sie Festkörper sind, bevorzugt eine Teilchengröße von 1 bis 1000 nm, besonders bevorzugt 1 bis 100 nm, ganz besonders bevorzugt 5 bis 50 nm und insbesondere 5 bis 25 nm auf.In a particular embodiment, the additives (E), insofar as they are solids, preferably have a particle size of 1 to 1000 nm, particularly preferably 1 to 100 nm, very particularly preferably 5 to 50 nm and in particular 5 to 25 nm.
Derartige Teilchen können beschaffen sein, wie beschrieben in der EP 1204701 B1 , Absatz [0032] bis [0059], was hiermit Bestandteil der Offenbarung dieser Schrift sei.Such particles may be constituted as described in EP 1204701 B1, paragraphs [0032] to [0059], which is herewith part of the disclosure of this document.
Die Teilchen können innerhalb der fertigen Beschichtung gleichmäßg oder ungleichmäßig verteilt sein. Im Falle einer ungleichmäßigen Verteilung liegen die Teilchen bevorzugt an der Oberfläche der Beschichtung in einer höheren Konzentration vor als im Inneren der Beschichtung.The particles may be uniformly or non-uniformly distributed within the finished coating. In the case of an uneven distribution, the particles are preferably present on the surface of the coating in a higher concentration than in the interior of the coating.
Des weiteren können die Beschichtungsmassen noch Pigmente, Farbstoffe und/oder Füllstoffe (F) enthalten.Furthermore, the coating compositions may contain pigments, dyes and / or fillers (F).
Pigmente sind gemäß CD Römpp Chemie Lexikon - Version 1.0, Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1995 unter Verweis auf DIN 55943 partikelförmige "im Anwendungsmedium praktisch unlösliche, anorganische oder organische, bunte oder unbunte Farbmittel". Dadurch unterscheiden sich Pigmente von löslichen Farbstoffen.Pigments are according to CD Römpp Chemie Lexikon - Version 1.0, Stuttgart / New York: Georg Thieme Verlag 1995 with reference to DIN 55943 particulate "practically insoluble in the application medium, inorganic or organic, colored or achromatic colorants". This distinguishes pigments from soluble dyes.
Praktisch unlöslich bedeutet dabei eine Löslichkeit bei 25 °C unter 1 g / 1000 g Anwendungsmedium, bevorzugt unter 0,5, besonders bevorzugt unter 0,25, ganz besonders bevorzugt unter 0,1 und insbesondere unter 0,05 g / 1000 g Anwendungsmedium.
Beispiele für Pigmente umfassen beliebige Systeme von Absorptions- und/oder Effektpigmenten, bevorzugt Absorptionspigmente. Anzahl und Auswahl der Pigmentkomponenten sind dabei keinerlei Beschränkungen unterworfen. Sie können den jeweiligen Erfordernissen, beispielsweise dem gewünschten Farbeindruck, beliebig angepaßt werden.In this case, practically insoluble means a solubility at 25 ° C. of less than 1 g / 1000 g of application medium, preferably less than 0.5, more preferably less than 0.25, very preferably less than 0.1 and in particular less than 0.05 g / 1000 g of application medium. Examples of pigments include any systems of absorption and / or effect pigments, preferably absorption pigments. Number and selection of the pigment components are not subject to any restrictions. They can be adapted to the particular requirements, for example the desired color impression, as desired.
Unter Effektpigmenten sind alle Pigmente zu verstehen, die einen plättchenförmigen Aufbau zeigen und einer Oberflächenbeschichtung spezielle dekorative Farbeffekte verleihen. Bei den Effektpigmenten handelt es sich beispielsweise um alle in der Fahrzeug- und Industrielackierung üblicherweise einsetzbaren effektgebenden Pigmente. Beispiele für derartige Effektpigmente sind reine Metallpigmente; wie z.B. Aluminium-, Eisen- oder Kupferpigmente; Interferenzpigmente, wie z,B. titandioxidbeschichteter Glimmer, eisenoxidbeschichteter Glimmer, mischoxidbeschichteter Glimmer (z.B. mit Titandioxid und Fe2Ü3 oder Titandioxid und Cr2θ3), metalloxidbeschichtet.es Aluminium, oder Flüssigkristallpigmente.Effect pigments are to be understood as meaning all pigments which have a platelet-like structure and impart special decorative color effects to a surface coating. The effect pigments are, for example, all effect pigments which can usually be used in vehicle and industrial coating. Examples of such effect pigments are pure metal pigments; such as. Aluminum, iron or copper pigments; Interference pigments, such as z, B. titanium oxide coated mica, iron oxide coated mica, mixed oxide coated mica (e.g., with titanium dioxide and Fe2O3 or titanium dioxide and Cr2O3), metal oxide coated aluminum, or liquid crystal pigments.
Bei den farbgebenden Absorptionspigmenten handelt es sich beispielsweise um übliche in der Lackindustrie einsetzbare organische oder anorganische Absorptionspig- mente. Beispiele für organische Absorptionspigmente sind Azopigmente, Phthalocya- nin-, Chinacridon- und Pyrrolopyrrolpigmente. Beispiele für anorganische Absorptionspigmente sind Eisenoxidpigmente und Ruß.The coloring absorption pigments are, for example, customary organic or inorganic absorption pigments which can be used in the coatings industry. Examples of organic absorption pigments are azo pigments, phthalocyanine, quinacridone and pyrrolopyrrole pigments. Examples of inorganic absorption pigments are iron oxide pigments and carbon black.
Ferner ist Titandioxid als Pigment zu nennen.Furthermore, titanium dioxide is to be mentioned as a pigment.
Beispiele für Pigmente sind aufgelistet in WO 97/08255, S. 8, Z. 1 1 bis S. 1 1 , Z. 16, was hiermit Bestandteil der Offenbarung dieser Schrift sei.Examples of pigments are listed in WO 97/08255, p. 8, Z. 11 to p. 11, Z. 16, which is hereby part of the disclosure of this document.
Typischerweise sind die erfindungsgemäßen Beschichtungsmasse zusammengesetzt wie folgt:Typically, the coating compositions of the invention are composed as follows:
(A) von 0,1 bis 80 Gew%, bevorzugt von 10 bis 80 Gew%,(A) from 0.1 to 80% by weight, preferably from 10 to 80% by weight,
(B) von 0,1 bis 80 Gew%, bevorzugt von 10 bis 80 Gew%,(B) from 0.1 to 80% by weight, preferably from 10 to 80% by weight,
(C) von 0 bis 99 Gew%, bevorzugt von 0 bis 80 Gew%, (D) von 0 bis 50 Gew%, bevorzugt von 0 bis 30 Gew%,(C) from 0 to 99% by weight, preferably from 0 to 80% by weight, (D) from 0 to 50% by weight, preferably from 0 to 30% by weight,
(E) von 0 bis 5 Gew%, bevorzugt von 0,1 bis 5 Gew%,(E) from 0 to 5% by weight, preferably from 0.1 to 5% by weight,
(F) von 0 bis 60 Gew%, bevorzugt von 0,1 bis 40 Gew%,(F) from 0 to 60% by weight, preferably from 0.1 to 40% by weight,
mit der Maßgabe, daß die Summe immer 100 Gew% ergibt.with the proviso that the sum always gives 100% by weight.
Das molare Verhältnis von gegebenenfalls blockierten Isocyanatgruppen in (B) zu gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Gruppen in (A) und (C) in Summe beträgt in der
Regel 0,5 : 1 bis 2:1 , bevorzugt 0,8:1 bis 1 ,2:1 , besonders bevorzugt 0,9:1 bis 1 ,1 :1 und ganz besonders bevorzugt 0,95:1 bis 1 ,05:1.The molar ratio of optionally blocked isocyanate groups in (B) to isocyanate-reactive groups in (A) and (C) in total is in the Rule 0.5: 1 to 2: 1, preferably 0.8: 1 to 1, 2: 1, more preferably 0.9: 1 to 1, 1: 1 and most preferably 0.95: 1 to 1, 05th :1.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen können sowohl ein- als auch zweikom- ponentig sein. Zweikomponentig bedeutet dabei, daß die Komponenten (A) und (B) sowie gegebenenfalls andere Lackbestandteile erst relativ kurz vor der Applikation miteinander vermischt werden und dann im wesentlichen erst nach der Applikation auf das Substrat miteinander reagieren. Das Vermischen geschieht bei zweikomponenti- gen Lacken meist innerhalb eines Zeitraums von nicht mehr als 12 Stunden, bevorzugt nicht mehr als 10, besonders bevorzugt nicht mehr als 9, ganz besonders bevorzugt nicht mehr als 7, insbesondere nicht mehr als 5 und speziell nicht mehr als 3 Stunden vor Aufbringen auf das Substrat.The coating compositions according to the invention can be both one-component and two-component. Two-component means that the components (A) and (B) and optionally other coating constituents are mixed together only relatively shortly before the application and then essentially react with one another after application to the substrate. Mixing usually takes place in the case of two-component paints within a period of not more than 12 hours, preferably not more than 10, more preferably not more than 9, very preferably not more than 7, in particular not more than 5 and especially not more than 3 hours before application to the substrate.
Im Gegensatz dazu können einkomponentige (1 K) Beschichtungsmassen länger vor der Applikation miteinander vermischt werden.In contrast, one-component (1 K) coating compositions can be mixed together longer before application.
Die mit den erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen erhaltenen Beschichtungen weisen in der Regel eine Glasübergangstemperatur T9 oberhalb von -30, bevorzugt oberhalb von -10 °C auf. Die obere Grenze liegt in der Regel bei Glasübergangstem- peraturen T9 von nicht mehr als 120, bevorzugt nicht mehr als 100 °C (nach der DSC- Methode (Differential Scanning Calorimetry) gemäß ASTM 3418/82).The coatings obtained with the coating compositions of the invention generally have a glass transition temperature T 9 above -30, preferably above -10 ° C. The upper limit is usually at glass transition temperatures T 9 of not more than 120, preferably not more than 100 ° C (according to the DSC method (Differential Scanning Calorimetry) according to ASTM 3418/82).
In einer weitern Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen um Dual- oder Multi-Cure fähige.In a further embodiment of the present invention, the coating compositions according to the invention are dual- or multi-cure-capable.
Mit dem Begriff "Dual Cure" beziehungsweise "Multi Cure" ist im Rahmen dieser Schrift ein Härtungsprozeß bezeichnet, der über zwei beziehungsweise mehr als zwei Mechanismen erfolgt und zwar beispielsweise ausgewählt aus strahlungs-, feuchtigkeits-, chemisch, oxidativ und/oder thermisch härtend, bevorzugt ausgewählt aus strahlungs-, feuchtigkeits-, chemisch und/oder thermisch härtend, besonders bevorzugt ausgewählt aus strahlungs-, chemisch und/oder thermisch härtend und ganz besonders bevorzugt strahlungs- und chemisch härtend.In the context of this document, the term "dual cure" or "multi-cure" refers to a hardening process which takes place via two or more than two mechanisms, for example selected from radiation, moisture, chemical, oxidative and / or thermal curing, preferably selected from radiation, moisture, chemical and / or thermal curing, particularly preferably selected from radiation, chemical and / or thermal curing and very particularly preferably radiation and chemical curing.
Strahlungshärtung im Sinne dieser Schrift ist definiert als die Polymerisation von poly- merisierbaren Verbindungen infolge einer elektromagnetischen und/oder korpuskularen Strahlung, bevorzugt UV-Licht im Wellenlängenbereich von λ=200 bis 700 nm und/oder Elektronenstrahlung im Bereich von 150 bis 300 keV und besonders bevorzugt mit einer Strahlungsdosis von mindestens 80, bevorzugt 80 bis 3000 mJ/cm2.Radiation hardening in the sense of this document is defined as the polymerization of polymerisable compounds as a result of electromagnetic and / or particulate radiation, preferably UV light in the wavelength range of λ = 200 to 700 nm and / or electron radiation in the range of 150 to 300 keV and especially preferably with a radiation dose of at least 80, preferably 80 to 3000 mJ / cm 2 .
Um eine Strahlungshärtung herbeizuführen können den erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen bevorzugt radikalisch polymerisierbare Verbindungen, beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyetherol(meth)acrylaten, Polyeste-
rol(meth)acrylaten, Epoxy(meth)acrylaten, Urethan(meth)acrylaten und Polycarbo- nat(meth)acrylaten zugesetzt werden, sowie gegebenenfalls als Reaktivverdünner niedrigviskose multifunktionelle (Meth)acrylate, die mindestens 1 , bevorzugt 2 - 10, besonders bevorzugt 2 - 6, ganz besonders bevorzugt 2 - 4 und insbesondere 2 - 3 (Meth)acrylatgruppen, bevorzugt Acrylatgruppen tragen.Radiation-curing may preferably be carried out using free-radically polymerizable compounds, for example those selected from the group consisting of polyetherol (meth) acrylates, polyester resins, and the coating compositions according to the invention. ROL (meth) acrylates, epoxy (meth) acrylates, urethane (meth) acrylates and polycarbonate (meth) acrylates are added, and optionally as reactive diluent low-viscosity multifunctional (meth) acrylates which at least 1, preferably 2-10, particularly preferably 2-6, most preferably 2-4 and especially 2-3 (meth) acrylate groups, preferably carry acrylate groups.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Umsetzungsprodukte (G) von Verbindungen (A), die mindestens eine, bevorzugt mindestens zwei gegenüber Isocyanat reaktive Gruppen (Y), aufweisen mit mindestens einer mindestens eine, be- vorzugt mindestens zwei Isocyanatgruppen aufweisenden Isocyanatverbindung.The present invention further provides reaction products (G) of compounds (A) which have at least one, preferably at least two, isocyanate-reactive groups (Y) having at least one isocyanate compound having at least two, preferably at least two, isocyanate groups.
Bei derartigen Isocyanaten kann es sich um Monomere oder Oligomere von aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen Diisocyanaten handeln, bevorzugt von aliphatischen oder cycloaliphatischen Diisocyanaten oder Polyisocyanaten auf Basis dieser Diisocyanate.Such isocyanates may be monomers or oligomers of aromatic, aliphatic or cycloaliphatic diisocyanates, preferably of aliphatic or cycloaliphatic diisocyanates or polyisocyanates based on these diisocyanates.
Die NCO Funktionalität solcher Verbindung beträgt in der Regel mindestens 1 ,8 und kann bis zu 8 betragen, bevorzugt 1 ,8 bis 5 und besonders bevorzugt 2 bis 4.The NCO functionality of such compounds is generally at least 1.8, and may be up to 8, preferably from 1.8 to 5 and more preferably from 2 to 4.
Als Polyisocyanate kommen Isocyanuratgruppen aufweisende Polyisocyanate, Uretdi- ongruppen aufweisende Polyisocyanate, Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate, Urethan- oder Allophanatgruppen aufweisende Polyisocyanate, Oxadiazintriongruppen oder Iminooxadiazindiongruppen enthaltende Polyisocyanate, Uretonimin-modifizierte Polyisocyanate von geradlinigen oder verzweigten C4-C2o-Alkylendiisocyanaten, cycloaliphatischen Diisocyanaten mit insgesamt 6 bis 20 C-Atomen oder aromatischen Diisocyanaten mit insgesamt 8 bis 20 C-Atomen oder deren Gemische in Betracht.Suitable polyisocyanates are polyisocyanates containing isocyanurate groups, polyisocyanates containing uretinyl groups, polyisocyanates containing urethane groups or allophanate groups, polyisocyanates containing oxadiazinetrione groups or iminooxadiazinedione groups, uretonimine-modified polyisocyanates of straight-chain or branched C 4 -C 20 -alkylene diisocyanates, cycloaliphatic diisocyanates having a total of from 6 to 20 C atoms or aromatic diisocyanates having a total of 8 to 20 carbon atoms or mixtures thereof.
Bevorzugt sind isocyanurat-, urethan- oder allophanatgruppenhaltige Polyisocyanate.Preference is given to isocyanurate, urethane or allophanate-containing polyisocyanates.
Bei den Diisocyanaten handelt es sich bevorzugt um Isocyanate mit 4 bis 20 C-The diisocyanates are preferably isocyanates having 4 to 20 C-
Atomen. Beispiele für übliche Diisocyanate sind aliphatische Diisocyanate wie Tetra- methylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat (1 ,6-Diisocyanatohexan), Octamethy- lendiisocyanat, Decamethylendiisocyanat, Dodecamethylendiisocyanat, Tetradeca- methylendiisocyanat, Derivate des Lysindiisocyanates, Trimethylhexandiisocyanat oder Tetramethylhexandiisocyanat, cycloaliphatische Diisocyanate wie 1 ,4-, 1 ,3- oder 1 ,2- Diisocyanatocyclohexan, 4,4'- oder 2,4'-Di(isocyanatocyclohexyl)methan, 1- lsocyanato-3,3,5- trimethyl-5-(isocyanatomethyl)cyclohexan (Isophorondiisocyanat), 1 ,3- oder 1 ,4-Bis(isocyanatomethyl)cyclohexan oder 2,4-, oder 2,6-Diisocyanato-1- methylcyclohexan sowie 3 (bzw. 4), 8 (bzw. 9)-Bis(isocyanatomethyl)- tricyclo[5.2.1.026]decan-lsomerengemische, sowie aromatische Diisocyanate wie 2,4- oder 2,6-Toluylendiisocyanat und deren Isomerengemische, m- oder p- Xylylendiisocyanat, 2,4'- oder 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan und deren Isomeren-
gemische, 1 ,3- oder 1 ,4-Phenylendiisocyanat, 1-Chlor-2,4-phenylendiisocyanat, 1 ,5- Naphthylendiisocyanat, Diphenylen-4,4'-diisocyanat, 4,4'-Diisocyanato-3,3'- dimethyldiphenyl, 3-Methyldi-phenylmethan-4,4'-diisocyanat, Tetramethylxylylendiiso- cyanat, 1 ,4-Diisocyanatobenzol oder Diphenylether-4,4'-diisocyanat. Es können auch Gemische der genannten Diisocyanate vorliegen.Atoms. Examples of customary diisocyanates are aliphatic diisocyanates, such as tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (1,6-diisocyanatohexane), octamethylene diisocyanate, decamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, tetradecylenediisocyanate, derivatives of lysine diisocyanate, trimethylhexane diisocyanate or tetramethylhexane diisocyanate, cycloaliphatic diisocyanates, such as 1, 4-, 1 , 3- or 1,2-diisocyanatocyclohexane, 4,4'- or 2,4'-di (isocyanatocyclohexyl) methane, 1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5- (isocyanatomethyl) cyclohexane (isophorone diisocyanate), 1 , 3- or 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane or 2,4- or 2,6-diisocyanato-1-methylcyclohexane and 3 (or 4), 8 (or 9) -bis (isocyanatomethyl) -tricyclo [5.2.1.0 26 ] decane isomer mixtures, and aromatic diisocyanates such as 2,4- or 2,6-toluene diisocyanate and their isomer mixtures, m- or p-xylylene diisocyanate, 2,4'- or 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane and their isomers - mixtures of 1, 3 or 1, 4-phenylene diisocyanate, 1-chloro-2,4-phenylene diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, diphenyl-4,4'-diisocyanate, 4,4'-diisocyanato-3,3'- dimethyldiphenyl, 3-methyldi-phenylmethane-4,4'-diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, 1,4-diisocyanatobenzene or diphenyl ether-4,4'-diisocyanate. There may also be mixtures of said diisocyanates.
Es kommen auch höhere Isocyanate mit im Mittel mehr als 2 Isocyanatgruppen in be- tracht. Dafür eignen sich beispielsweise Triisocyanate wie Triisocyanatononan, 2,4,6- Triisocyanatotoluol, Triphenylmethantriisocyanat oder 2,4,4'-Triisocyanato- diphenylether oder die Gemische aus Di-, Tri- und höheren Polyisocyanaten, die beispielsweise durch Phosgenierung von entsprechenden Anilin/Formaldehyd- Kondensaten erhalten werden und Methylenbrücken aufweisende Polyphenylpolyiso- cyanate darstellen.There are also higher isocyanates with an average of more than 2 isocyanate groups in consideration. Triisocyanates such as triisocyanatononane, 2,4,6-triisocyanatotoluene, triphenylmethane triisocyanate or 2,4,4'-triisocyanato-diphenyl ether or the mixtures of di-, tri- and higher polyisocyanates which are suitable for example by phosgenation of corresponding aniline / formaldehyde are suitable for this purpose - Be obtained condensates and represent methylene bridges Polyphenylpolyiso- cyanate.
Die einsetzbaren Di- und Polyisocyanate haben bevorzugt einen Gehalt an Isocyanatgruppen (berechnet als NCO, Molekulargewicht = 42) von 10 bis 60 Gew% bezogen auf das Di- und Polyisocyanat(gemisch), bevorzugt 15 bis 60 Gew% und besonders bevorzugt 20 bis 55 Gew%.The usable di- and polyisocyanates preferably have a content of isocyanate groups (calculated as NCO, molecular weight = 42) of 10 to 60% by weight, based on the diisocyanate and polyisocyanate (mixture), preferably 15 to 60% by weight and particularly preferably 20 to 55 wt%.
Bevorzugt sind aliphatische bzw. cycloaliphatische, Di- und Polyisocyanate, z.B. die vorstehend genannten aliphatischen bzw. cycloaliphatischen Diisocyanate, oder deren Mischungen.Preferred are aliphatic or cycloaliphatic, di- and polyisocyanates, e.g. the abovementioned aliphatic or cycloaliphatic diisocyanates, or mixtures thereof.
Besonders bevorzugt sind Hexamethylendiisocyanat, 1 ,3-Bis(isocyanatomethyl)cyclo- hexan, Isophorondiisocyanat und 4,4'- oder2,4'-Di(isocyanatocyclohexyl)methan, ganz besonders bevorzugt sind Isophorondiisocyanat und Hexamethylendiisocyanat, insbesondere bevorzugt ist Hexamethylendiisocyanat.Particularly preferred are hexamethylene diisocyanate, 1, 3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, isophorone diisocyanate and 4,4'- or 2,4'-di (isocyanatocyclohexyl) methane, very particularly preferred are isophorone diisocyanate and hexamethylene diisocyanate, particularly preferably hexamethylene diisocyanate.
Isophorondiisocyanat liegt zumeist als ein Gemisch, und zwar der eis- und trans- Isomere vor, in der Regel im Verhältnis von ca. 60:40 bis 80:20 (w/w), bevorzugt im Verhältnis von ca. 70:30 bis 75:25 und besonders bevorzugt im Verhältnis von ca. 75:25.Isophorone diisocyanate is usually present as a mixture, namely the cis and trans isomers, usually in the ratio of about 60:40 to 80:20 (w / w), preferably in the ratio of about 70:30 to 75 : 25 and most preferably in the ratio of about 75:25.
Dicyclohexylmethan-4,4'-diisocyanat kann ebenfalls als Gemisch der verschiedenen eis- und trans-lsomere vorliegen.Dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate may also be present as a mixture of the different cis and trans isomers.
Aromatische Isocyanate sind solche, die mindestens ein aromatisches Ringsystem enthalten.Aromatic isocyanates are those containing at least one aromatic ring system.
Cycloaliphatische Isocyanate sind solche, die mindestens ein cycloaliphatisches Ringsystem enthalten.
Aliphatische Isocyanate sind solche, die ausschließlich gerade oder verzweigte Ketten enthalten, also acyclischen Verbindungen.Cycloaliphatic isocyanates are those which contain at least one cycloaliphatic ring system. Aliphatic isocyanates are those which contain exclusively straight or branched chains, ie acyclic compounds.
Weiterhin zu erwähnen sindFurther to mention are
1 ) Isocyanuratgruppen aufweisende Polyisocyanate von aromatischen, aliphati- schen und/oder cycloaliphatischen Diisocyanaten. Besonders bevorzugt sind hierbei die entsprechenden aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Isocyana- to-lsocyan-urate und insbesondere die auf Basis von Hexamethylendiisocyanat und Isophorondiisocyanat. Bei den dabei vorliegenden Isocyanuraten handelt es sich insbesondere um Tris-isocyanatoalkyl- bzw. Tris-isocyanatocycloalkyl- Isocyanurate, welche cyclische Trimere der Diisocyanate darstellen, oder um Gemische mit ihren höheren, mehr als einen Isocyanuratring aufweisenden Homologen. Die Isocyanato-Isocyanurate haben im allgemeinen einen NCO-Gehalt von 10 bis 30 Gew.-%, insbesondere 15 bis 25 Gew.-% und eine mittlere NCO-1) isocyanurate polyisocyanates of aromatic, aliphatic and / or cycloaliphatic diisocyanates. Particular preference is given here to the corresponding aliphatic and / or cycloaliphatic isocyanato-isocyanurates and in particular those based on hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate. The isocyanurates present are, in particular, trisisocyanatoalkyl or trisisocyanatocycloalkyl isocyanurates, which are cyclic trimers of the diisocyanates, or mixtures with their higher homologs having more than one isocyanurate ring. The isocyanato-isocyanurates generally have an NCO content of 10 to 30 wt .-%, in particular 15 to 25 wt .-% and an average NCO-
Funktionalität von 2,6 bis 8.Functionality from 2.6 to 8.
2) Uretdiondiisocyanate mit aromatisch, aliphatisch und/oder cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen, vorzugsweise aliphatisch und/oder cycloaliphatisch gebundenen und insbesondere die von Hexamethylendiisocyanat oder Isophorondiisocyanat abgeleiteten. Bei Uretdiondiisocyanaten handelt es sich um cyclische Dimerisierungsprodukte von Diisocyanaten.2) uretdione diisocyanates having aromatic, aliphatic and / or cycloaliphatic bound isocyanate groups, preferably aliphatically and / or cycloaliphatically bonded and in particular those derived from hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate. Uretdione diisocyanates are cyclic dimerization products of diisocyanates.
Die Uretdiondiisocyanate können als alleinige Komponente oder im Gemisch mit anderen Polyisocyanaten, insbesondere den unter 1 ) genannten, eingesetzt wer- den.The uretdione diisocyanates can be used as the sole component or in a mixture with other polyisocyanates, in particular those mentioned under 1).
3) Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate mit aromatisch, cycloaliphatisch oder aliphatisch gebundenen, bevorzugt cycloaliphatisch oder aliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen, insbesondere Tris(6-isocyanatohexyl)biuret oder dessen Ge- mische mit seinen höheren Homologen. Diese Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanate weisen im allgemeinen einen NCO-Gehalt von 18 bis 22 Gew.-% und eine mittlere NCO-Funktionalität von 2,8 bis 4,5 auf.3) biuret-containing polyisocyanates having aromatic, cycloaliphatic or aliphatic bound, preferably cycloaliphatic or aliphatic bound isocyanate groups, in particular tris (6-isocyanatohexyl) biuret or mixtures thereof with its higher homologs. These biuret polyisocyanates generally have an NCO content of 18 to 22 wt .-% and an average NCO functionality of 2.8 to 4.5.
4) Urethan- und/oder Allophanatgruppen aufweisende Polyisocyanate mit aroma- tisch, aliphatisch oder cycloaliphatisch gebundenen, bevorzugt aliphatisch oder cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen, wie sie beispielsweise durch Umsetzung von überschüssigen Mengen an Hexamethylendiisocyanat oder an Isophorondiisocyanat mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen wie z.B. Methanol, Ethanol, iso-Propanol, n-Propanol, n-Butanol, iso-Butanol, sek-Butanol, tert- Butanol, n-Hexanol, n-Heptanol, n-Octanol, n-Decanol, n-Dodecanol (Laurylalko- hol), 2-Ethylhexanol, n-Pentanol, Stearylalkohol, Cetylalkohol, Laurylalkohol, E- thylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoethylether, 1 ,3-Propandiol-
monomethylether, Cyclopentanol, Cyclohexanol, Cyclooctanol, Cyclododecanol, Trimethylolpropan, Neopentylglykol, Pentaerythrit, 1 ,4-Butan-diol, 1 ,6-Hexandiol, 1 ,3-Propandiol, 2-Ethyl-1 ,3-Propandiol, 2-Methyl-1 ,3-Propan-diol, Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Pentaethylenglykol, Glyce- rin, 1 ,2-Dihydroxypropan, 2,2-Dimethyl-1 ,2-ethandiol, 1 ,2-Butandiol, 1 ,4-Butan- diol, 3-Methylpentan-1 ,5-diol, 2-Ethylhexan-1 ,3-diol, 2,4-Diethyloctan-1 ,3-diol, Hydroxy-pivalinsäureneopentylglykolester, Ditrimethylolpropan, Dipentaerythrit, 2,2-Bis(4-hydro-xycyclohexyl)propan, 1 ,1-, 1 ,2-, 1 ,3- und 1 ,4- Cyclohexandimethanol, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Cyclohexandiol oder deren Gemi- sehen erhalten werden können. Diese Urethan- und/oder Allophanatgruppen aufweisenden Polyisocyanate haben im allgemeinen einen NCO-Gehalt von 12 bis 20 Gew.-% und eine mittlere NCO-Funktionalität von 2,5 bis 4,5.4) polyisocyanates containing urethane and / or allophanate groups with aromatic, aliphatic or cycloaliphatic bound, preferably aliphatically or cycloaliphatically bonded isocyanate groups, as obtained, for example, by reacting excess amounts of hexamethylene diisocyanate or of isophorone diisocyanate with monohydric or polyhydric alcohols, for example methanol, Ethanol, isopropanol, n-propanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, n-hexanol, n-heptanol, n-octanol, n-decanol, n-dodecanol (lauryl alcohol) , 2-ethylhexanol, n-pentanol, stearyl alcohol, cetyl alcohol, lauryl alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 1,3-propanediol monomethyl ether, cyclopentanol, cyclohexanol, cyclooctanol, cyclododecanol, trimethylolpropane, neopentyl glycol, pentaerythritol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,3-propanediol, 2-ethyl-1,3-propanediol, 2-methyl- 1, 3-propanediol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, pentaethylene glycol, glycerol, 1, 2-dihydroxypropane, 2,2-dimethyl-1,2-ethanediol, 1, 2-butanediol, 1, 4- Butanediol, 3-methylpentan-1, 5-diol, 2-ethylhexane-1,3-diol, 2,4-diethyloctane-1,3-diol, neopentyl glycol hydroxypivalate, ditrimethylolpropane, dipentaerythritol, 2,2-bis ( 4-hydroxycyclohexyl) propane, 1, 1, 1, 2, 1, 3 and 1, 4-cyclohexanedimethanol, 1, 2, 1, 3 or 1, 4-cyclohexanediol or Gemi see see can be. These urethane and / or allophanate-containing polyisocyanates generally have an NCO content of 12 to 20 wt .-% and an average NCO functionality of 2.5 to 4.5.
In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den Alkoholen um sol- che, die eine Hydroxygruppe und mindestens eine (Meth)acrylatgruppe aufweisen, beispielsweise 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 2- Hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat oder Pentaerythrittriacrylat.In a preferred embodiment, the alcohols are those which have a hydroxyl group and at least one (meth) acrylate group, for example 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate or pentaerythritol triacrylate.
Besonders bevorzugt handelt es sich um solche allophanatgruppenhaltigen PoIy- isoeyanate, wie sie beschrieben sind in WO 00/39183, dort besonders von S.4,Particular preference is given to those polyisocyanates containing allophanate groups, as described in WO 00/39183, there in particular of S. 4,
Z. 14 bis S. 1 1 , Z.1 sowie die in den Beispielen offenbarten Verbindungen, was hiermit Bestandteil der Offenbarung dieser Schrift sei.Z. 14 to S. 1 1, Z.1 and the compounds disclosed in the examples, which is hereby part of the disclosure of this document.
5) Oxadiazintriongruppen enthaltende Polyisocyanate, vorzugsweise von Hexa- methylendiisoeyanat oder Isophorondiisocyanat abgeleitet. Solche Oxadiazintriongruppen enthaltenden Polyisocyanate sind aus Diisocyanat und Kohlendioxid zugänglich.5) oxadiazinetrione-containing polyisocyanates, preferably derived from hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate. Such oxadiazinetrione-containing polyisocyanates are accessible from diisocyanate and carbon dioxide.
6) Iminooxadiazindiongruppen enthaltende Polyisocyanate, vorzugsweise von He- xamethylendiisoeyanat oder Isophorondiisocyanat abgeleitet. Solche Iminooxadi- azin-diongruppen enthaltenden Polyisocyanate sind aus Diisocyanaten mittels spezieller Katalysatoren herstellbar.6) polyisocyanates containing iminooxadiazinedione groups, preferably derived from hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate. Such iminooxadiazine-dione-containing polyisocyanates can be prepared from diisocyanates by means of special catalysts.
7) Uretonimin-modifizierte Polyisocyanate.7) Uretonimine-modified polyisocyanates.
8) Carbodiimid-modifizierte Polyisocyanate.8) carbodiimide-modified polyisocyanates.
9) Hyperverzweigte Polyisocyanate, wie sie beispielsweise bekannt sind aus der DE-A1 10013186 oder DE-A1 10013187.9) Hyperbranched polyisocyanates, as are known, for example, from DE-A1 10013186 or DE-A1 10013187.
10) Polyurethan-polyisocyanat-Präpolymere, aus Di- und/oder Polyisocyanaten mit Alkoholen.
1 1 ) Polyharnstoff-Polyisocyanat-Präpolymere.10) polyurethane-polyisocyanate prepolymers, of di- and / or polyisocyanates with alcohols. 1 1) polyurea-polyisocyanate prepolymers.
Die Polyisocyanate 1 ) bis 1 1 ) können im Gemisch, gegebenenfalls auch im Gemisch mit Diisocyanaten, eingesetzt werden.The polyisocyanates 1) to 1 1) can be used in admixture, optionally also in admixture with diisocyanates.
Bevorzugte Verbindungen (G) sind solche der folgenden FormelnPreferred compounds (G) are those of the following formulas
(IXc)(IXc)
(IXd) sowie
(IXd) as well
(IXe)(IXe)
OO
(IXf) (IXf)
worin die Reste wie oben definiert sind und zusätzlichwherein the radicals are as defined above and in addition
R12 einen 2 bis 20 Kohlenstoffatome umfassenden, aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen organischen zweiwertigen RestR 12 is an aromatic, aliphatic or cycloaliphatic organic divalent radical comprising 2 to 20 carbon atoms
bedeutet.means.
Bevorzugte Reste R12 sind 1 ,6-Hexylen, 2,4-Toluylen, 2,6-Toluylen, Isophorylen, 4,4'- Bis(cyclohexyl)methan-ylen, besonders bevorzugt ist 1 ,6-Hexylen.Preferred radicals R 12 are 1, 6-hexylene, 2,4-toluylene, 2,6-toluylene, isophorylene, 4,4'-bis (cyclohexyl) methan-ylen, particularly preferably 1, 6-hexylene.
Insbesondere bevorzugt sind Verbindungen der Formel (IXg)Particular preference is given to compounds of the formula (IXg)
worin wherein
die Reste wie oben definiert sind und zusätzlichthe radicals are as defined above and in addition
R13 einen 1 bis 8 Kohlenstoffatome aufweisenden aliphatischen oder cycloaliphati- schen zweiwertigen Rest, R14 Wasserstoff oder Methyl und q eine positive ganze oder im statistischen Mittel gebrochene reale Zahl von mindestens 1 ,R 13 is an aliphatic or cycloaliphatic divalent radical having 1 to 8 carbon atoms, R 14 is hydrogen or methyl and q is a positive integer or random number fractional real number of at least 1,
bedeuten.mean.
Beispiele für R13 sind 1 ,2-Ethylen, 1 ,2-Propylen, 1 ,3-Propylen, 1 ,1-Dimethyl-1 ,2- ethylen, 1 ,4-Butylen und 1 ,6-Hexylen, bevorzugt sind 1 ,2-Ethylen, 1 ,2-Propylen, 1 ,3- Propylen und besonders bevorzugt ist 1 ,2-Ethylen.Examples of R 13 are 1,2-ethylene, 1,2-propylene, 1,3-propylene, 1,1-dimethyl-1,2-ethylene, 1,4-butylene and 1,6-hexylene, preferably 1 , 2-ethylene, 1, 2-propylene, 1, 3-propylene and particularly preferred is 1, 2-ethylene.
R14 ist bevorzugt Wasserstoff.R 14 is preferably hydrogen.
Der Wert für q beträgt bevorzugt mehr als 1 , besonders bevorzugt mehr als 1 bis 10, ganz besonders bevorzugt mehr als 1 bis 5, insbesondere mehr als 1 bis 3 und speziell mehr als 1 bis 2.The value of q is preferably more than 1, particularly preferably more than 1 to 10, very particularly preferably more than 1 to 5, in particular more than 1 to 3 and especially more than 1 to 2.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Umsetzungsprodukte (H) von den oben beschriebenen Verbindungen (G) mit Verbindungen, die mindestens eine, bevorzugt genau eine gegenüber Isocyanat reaktive Gruppe und mindestens eine, bevorzugt 1 bis 6, besonders bevorzugt 1 bis 4, ganz besonders bevorzugt 1 bis 3 radikalisch polymerisierbare Gruppe aufweisen.Another object of the present invention are reaction products (H) of the compounds (G) described above with compounds containing at least one, preferably exactly one isocyanate-reactive group and at least one, preferably 1 to 6, particularly preferably 1 to 4, very particularly preferably have 1 to 3 radically polymerizable group.
Gegenüber Isocyanat reaktive Gruppen können z.B. sein -OH, -SH, -NH2 und -NHR15, wobei R15 Wasserstoff oder eine 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthaltende Alkylgruppe, wie z.B. Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sek-Butyl oder tert-Butyl, bedeutet. Bevorzugt handelt es sich bei der gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppe um Hydroxy (-OH) oder Amino (-NH2), besonders bevorzugt um Hydroxy (-OH).Isocyanate-reactive groups can be, for example, -OH, -SH, -NH 2 and -NHR 15 , wherein R 15 is hydrogen or an alkyl group containing 1 to 4 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl iso-butyl, sec-butyl or tert-butyl. Preferably, the isocyanate-reactive group is hydroxy (-OH) or amino (-NH 2), more preferably hydroxy (-OH).
Radikalisch polymerisierbare Gruppen sind beispielsweise Vinylethergruppen, Acrylat- oder Methacrylatgruppen, bevorzugt Acrylat- oder Methacrylatgruppen und besonders bevorzugt Acrylatgruppen.Free-radically polymerizable groups are, for example, vinyl ether groups, acrylate or methacrylate groups, preferably acrylate or methacrylate groups and particularly preferably acrylate groups.
Derartige Verbindungen können z.B. Monoester von α,ß-ungesättigten Carbonsäuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Itaconsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Acrylamidoglykolsäure, Methacrylamidoglykolsäure oder Vinylether mit Di- oder Polyo- len sein, die vorzugsweise 2 bis 20 C-Atome und wenigstens zwei Hydroxygruppen
aufweisen, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1 ,2-Propylenglykol, 1 ,3-Propylenglykol, 1 ,1-Dimethyl-1 ,2-Ethandiol, Dipropylenglykol, Triethylenglykol, Tet- raethylenglykol, Pentaethylenglykol, Tripropylenglykol, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Butandiol, 1 ,5-Pentandiol, Neopentylglykol, 1 ,6-Hexandiol, 2-Methyl-1 ,5-pentandiol, 2-Ethyl-1 ,4- butandiol, 1 ,4-Dimethylolcyclohexan, 2,2-Bis(4-hydroxycyclohexyl)propan, Glycerin, Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Trimethylolbutan, Pentaerythrit, Ditrimethylolpro- pan, Erythrit, Sorbit, PoIy-THF mit einem Molgewicht zwischen 162 und 2000, Poly-1 ,3- propandiol mit einem Molgewicht zwischen 134 und 400 oder Polyethylenglykol mit einem Molgewicht zwischen 238 und 458. Weiterhin können auch Ester oder Amide der (Meth)acrylsäure mit Aminoalkoholen z. B. 2-Aminoethanol, 2-(Methylamino)- ethanol, 3-Amino-1-propanol, 1-Amino-2-propanol oder 2-(2-Aminoethoxy)ethanol, 2-Mercaptoethanol oder Polyaminoalkane, wie Ethylendiamin oder Diethylentriamin, oder Vinylessigsäure verwendet werden.Such compounds may be, for example, monoesters of .alpha.,. Beta.-unsaturated carboxylic acids, such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, fumaric acid, maleic acid, acrylamidoglycolic acid, methacrylamidoglycolic acid or vinyl ethers with di- or polyols, which preferably have 2 to 20 C atoms and at least two hydroxy groups such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1, 2-propylene glycol, 1, 3-propylene glycol, 1, 1-dimethyl-1, 2-ethanediol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, pentaethylene glycol, tripropylene glycol, 1, 2, 1, 3 or 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 2-methyl-1,5-pentanediol, 2-ethyl-1,4-butanediol, 1,4-dimethylolcyclohexane , 2,2-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane, glycerol, trimethylolethane, trimethylolpropane, trimethylolbutane, pentaerythritol, ditrimethylolpropane, erythritol, sorbitol, polyTHF with a molecular weight between 162 and 2000, poly-1,3-propanediol with a molecular weight between 134 and 400 or polyethylene glycol having a molecular weight between 238 and 458. Furthermore, esters or amides of (meth) acrylic acid with amino alcohols z. B. 2-aminoethanol, 2- (methylamino) - ethanol, 3-amino-1-propanol, 1-amino-2-propanol or 2- (2-aminoethoxy) ethanol, 2-mercaptoethanol or polyaminoalkanes, such as ethylenediamine or diethylenetriamine, or vinylacetic acid.
Bevorzugt verwendet werden 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2- oder 3-Hydroxypropyl- (meth)acrylat, 1 ,4-Butandiolmono(meth)acrylat, Neopentylglykolmono(meth)acrylat, 1 ,5-Pentandiolmono(meth)acrylat, 1 ,6-Hexandiolmono(meth)acrylat, Glycerinmono- und di(meth)acrylat, Trimethylolpropanmono- und di(meth)acrylat, Pentaerythritmono-, -di- und -tri(meth)acrylat sowie 4-Hydroxybutylvinylether, 2-Aminoethyl(meth)acrylat, 2-Aminopropyl(meth)acrylat, 3-Aminopropyl(meth)acrylat, 4-Aminobutyl(meth)acrylat, 6-Aminohexyl(meth)acrylat, 2-Thioethyl(meth)acrylat, 2-Aminoethyl(meth)acrylamid, 2-Aminopropyl(meth)acrylamid, 3-Aminopropyl(meth)acrylamid, 2-Hydroxyethyl(meth)- acrylamid, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylamid oder 3-Hydroxypropyl(meth)acrylamid. Besonders bevorzugt sind 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 2- oder 3-Hydroxypropylacrylat, 1 ,4-Butandiolmonoacrylat, 3-(Acryloyloxy)-2-hydroxypropyl- (meth)acrylat sowie die Monoacrylate von Polyethylenglykol der Molmasse von 106 bis 238.Preference is given to using 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2- or 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 1,4-butanediol mono (meth) acrylate, neopentyl glycol mono (meth) acrylate, 1,5-pentanediol mono (meth) acrylate, 1 , 6-hexanediol mono (meth) acrylate, glycerol mono- and di (meth) acrylate, trimethylolpropane mono- and di (meth) acrylate, pentaerythritol mono-, di- and tri (meth) acrylate and 4-hydroxybutyl vinyl ether, 2-aminoethyl (meth ) acrylate, 2-aminopropyl (meth) acrylate, 3-aminopropyl (meth) acrylate, 4-aminobutyl (meth) acrylate, 6-aminohexyl (meth) acrylate, 2-thioethyl (meth) acrylate, 2-aminoethyl (meth) acrylamide , 2-aminopropyl (meth) acrylamide, 3-aminopropyl (meth) acrylamide, 2-hydroxyethyl (meth) acrylamide, 2-hydroxypropyl (meth) acrylamide or 3-hydroxypropyl (meth) acrylamide. Particularly preferred are 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2- or 3-hydroxypropyl acrylate, 1, 4-butanediol monoacrylate, 3- (acryloyloxy) -2-hydroxypropyl (meth) acrylate and the monoacrylates of polyethylene glycol of molecular weight from 106 to 238.
Ganz besonders bevorzugt sind 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 2- oder 3-Hydroxypropylacrylat, 1 ,4-Butandiolmonoacrylat und Pentaerythrittriacrylat.Very particular preference is given to 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2- or 3-hydroxypropyl acrylate, 1,4-butanediol monoacrylate and pentaerythritol triacrylate.
Bevorzugte Verbindungen (H) sind solche der folgenden FormelnPreferred compounds (H) are those of the following formulas
b) b)
(Xc) (Xc)
sowie such as
(Xe)
(Xe)
(Xf)(Xf)
worin die Reste wie oben definiert sind und zusätzlichwherein the radicals are as defined above and in addition
R12 einen 2 bis 20 Kohlenstoffatome umfassenden, aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen organischen zweiwertigen RestR 12 is an aromatic, aliphatic or cycloaliphatic organic divalent radical comprising 2 to 20 carbon atoms
bedeutet.means.
Bevorzugte Reste R12 sind 1 ,6-Hexylen, 2,4-Toluylen, 2,6-Toluylen, Isophorylen, 4,4'- Bis(cyclohexyl)methan-ylen, besonders bevorzugt ist 1 ,6-Hexylen.Preferred radicals R 12 are 1, 6-hexylene, 2,4-toluylene, 2,6-toluylene, isophorylene, 4,4'-bis (cyclohexyl) methan-ylen, particularly preferably 1, 6-hexylene.
Insbesondere bevorzugt sind Verbindungen der Formel (Xg)Particular preference is given to compounds of the formula (Xg)
worin
die Reste wie oben definiert sind.wherein the radicals are as defined above.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der Verbindungen (G) in ein- oder zweikomponentigen Polyurethanlacken.Another object of the present invention is the use of the compounds (G) in one- or two-component polyurethane coatings.
Für die Verwendung in einkomponentigen Polyurethanlacken kann es sinnvoll sein, die Isocyanatgruppen zu blockieren, beispielsweise mit Blockierungsmitteln, wie sie oben beschrieben sind, bevorzugt wie sie beschrieben sind in D. A. Wicks, Z. W. Wicks, Progress in Organic Coatings, 36, 148-172 (1999), 41 , 1-83 (2001) sowie 43, 131-140 (2001).For use in one-component polyurethane coatings, it may be useful to block the isocyanate groups, for example with blocking agents as described above, preferably as described in DA Wicks, ZW Wicks, Progress in Organic Coatings, 36, 148-172 (1999 ), 41, 1-83 (2001) and 43, 131-140 (2001).
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der Verbindungen (H) in der Strahlungshärtung und in strahlungshärtbaren Lacken.Another object of the present invention is the use of the compounds (H) in the radiation curing and in radiation-curable coatings.
Verbindungen, die sowohl Isocyanat- als auch radikalisch polymerisierbare Gruppen aufweisen, wie beispielsweise Verbindung (IXg), sind mit Vorteil in der Dual-Cure- Härtung einsetzbar.Compounds which have both isocyanate- and free-radically polymerizable groups, such as, for example, compound (IXg), can advantageously be used in dual-cure curing.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind strahlungshärtbare Beschichtungsmassen, enthaltend
Another object of the present invention are radiation-curable coating compositions comprising
mindestens eine Verbindung (H), gegebenenfalls mindestens eine Verbindung mit einer oder mehr als einer radikalisch polymerisierbaren Doppelbindung, - gegebenenfalls mindestens einen Photoinitiator und gegebenenfalls weitere lacktypische Additive.at least one compound (H), if appropriate at least one compound having one or more than one free-radically polymerizable double bond, optionally at least one photoinitiator and, if appropriate, further typical lacquer additives.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen (H) können als alleiniges Bindemittel oder bevorzugt in Kombination mit mindestens einer weiteren radikalisch polymerisierbaren Verbindung verwendet werden.The compounds (H) according to the invention can be used as the sole binder or, preferably, in combination with at least one further free-radically polymerizable compound.
Verbindungen mit einer oder mehr als einer radikalisch polymerisierbaren Doppelbindung sind beispielsweise solche Verbindungen, die 1 bis 6, bevorzugt 1 bis 4 und besonders bevorzugt 1 bis 3 radikalisch polymerisationsfähige Gruppen aufweisen.Compounds having one or more than one free-radically polymerizable double bond are, for example, those compounds which have 1 to 6, preferably 1 to 4 and particularly preferably 1 to 3 free-radically polymerizable groups.
Radikalisch polymerisationsfähige Gruppen sind beispielsweise Vinylether- oder (Meth)Acrylat-Gruppen, bevorzugt (Meth)Acrylat-Gruppen und besonders bevorzugt Acrylat-Gruppen.Free-radically polymerizable groups are, for example, vinyl ether or (meth) acrylate groups, preferably (meth) acrylate groups and particularly preferably acrylate groups.
Radikalisch polymerisationsfähige Verbindungen werden häufig unterteilt in monofunktionelle (Verbindung mit einer radikalisch polymerisierbaren Doppelbindung) und multifunktionelle (Verbindung mit mehr als einer radikalisch polymerisierbaren Doppelbindung), polymerisationsfähige Verbindungen.Radically polymerizable compounds are often subdivided into monofunctional (compound having a radically polymerizable double bond) and multifunctional (compound having more than one radically polymerizable double bond), polymerizable compounds.
Monofunktionelle, polymerisationsfähige Verbindungen sind solche mit genau einer radikalisch polymerisationsfähigen Gruppe, multifunktionelle, polymerisationsfähige Verbindungen solche mit mehr als einer, bevorzugt mit mindestens zwei radikalisch polymerisationsfähigen Gruppen.Monofunctional, polymerizable compounds are those having exactly one free-radically polymerizable group; multifunctional, polymerizable compounds are those having more than one, preferably having at least two free-radically polymerizable groups.
Monofunktionelle, polymerisationsfähige Verbindungen sind beispielsweise Ester der (Meth)acrylsäure mit Alkoholen, die 1 bis 20 C-Atome aufweisen, z.B. (Meth)acryl- säuremethylester, (Meth)acrylsäureethylester, (Meth)acrylsäurebutylester, (Meth)acryl- säure-2-ethylhexylester, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat, Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Vinylaromatische Ver- bindungen, z.B. Styrol, Divinylbenzol, α,ß-ungesättigte Nitrile, z.B. Acrylnitril, Meth- acrylnitril, α,ß-ungesättigte Aldehyde, z.B. Acrolein, Methacrolein, Vinylester, z.B. Vi- nylacetat, Vinylpropionat, halogenierte ethylenisch ungesättigte Verbindungen, z.B. Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, konjugierte ungesättigte Verbindungen, z.B. Butadien, Isopren, Chloropren, einfach ungesättigte Verbindungen, z.B. Ethylen, Propylen, 1-Bu- ten, 2-Buten, iso-Buten, cyclische einfach ungesättigte Verbindungen, z.B. Cyclopen- ten, Cyclohexen, Cyclododecen, N-Vinylformamid, Allylessigsäure, Vinylessigsäure, monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 8 C-Atomen sowie deren was-
serlöslichen Alkalimetall-, Erdalkalimetall- oder Ammoniumsalze wie beispielsweise: Acrylsäure, Methacrylsäure, Dimethylacrylsäure, Ethacrylsäure, Maleinsäure, Citracon- säure, Methylenmalonsäure, Crotonsäure, Fumarsäure, Mesaconsäure und Itaconsäu- re, Maleinsäure, N-Vinylpyrrolidon, N-Vinyllactame, wie z.B. N-Vinylcaprolactam, N-Vinyl-N-Alkyl-carbonsäureamide oder N-Vinyl-carbonsäureamide, wie z. B. N-Vinyl- acetamid, N-Vinyl-N-methylformamid und N-Vinyl-N-methylacetamid oder Vinylether, z.B. Methylvinylether, Ethylvinylether, n-Propylvinylether, iso-Propylvinylether, n-Butyl- vinylether, sek-Butylvinylether, iso-Butylvinylether, tert-Butylvinylether, 4-Hydroxy- butylvinylether, sowie Gemische davon.Monofunctional, polymerizable compounds are, for example, esters of (meth) acrylic acid with alcohols having 1 to 20 C atoms, for example (meth) acrylic acid methyl ester, (meth) acrylic acid ethyl ester, (meth) acrylic acid butyl ester, (meth) acrylic acid-2 ethylhexyl ester, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, dihydrodicyclopentadienyl acrylate, vinylaromatic compounds, eg styrene, divinylbenzene, α, β-unsaturated nitriles, eg acrylonitrile, meth acrylonitrile, α, β-unsaturated aldehydes, for example acrolein, methacrolein, vinyl esters, for example vinyl acetate, vinyl propionate, halogenated ethylenically unsaturated compounds, for example vinyl chloride, vinylidene chloride, conjugated unsaturated compounds, for example butadiene, isoprene, chloroprene, monounsaturated compounds, for example Ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, isobutene, cyclic monounsaturated compounds, for example cyclopentene, cyclohexene, cyclododecene, N-vinylformamide, allylacetic acid ure, vinylacetic acid, monoethylenically unsaturated carboxylic acids having 3 to 8 carbon atoms and their acid-soluble alkali metal, alkaline earth metal or ammonium salts such as, for example: acrylic acid, methacrylic acid, dimethylacrylic acid, ethacrylic acid, maleic acid, citraconic acid, methylenemalonic acid, crotonic acid, fumaric acid, mesaconic acid and itaconic acid, maleic acid, N-vinylpyrrolidone, N-vinyllactams, such as N, for example Vinylcaprolactam, N-vinyl-N-alkylcarboxamides or N-vinylcarboxamides, such as. As N-vinyl acetamide, N-vinyl-N-methylformamide and N-vinyl-N-methylacetamide or vinyl ethers, for example methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, iso-propyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, sec-butyl vinyl ether, iso Butyl vinyl ether, tert-butyl vinyl ether, 4-hydroxy-butyl vinyl ether, and mixtures thereof.
Unter diesen bevorzugt sind die Ester der (Meth)Acrylsäure, besonders bevorzugt sind (Meth)acrylsäuremethylester, (Meth)acrylsäureethylester, (Meth)acrylsäure-n-butyl- ester, (Meth)acrylsäure-2-ethylhexylester und 2-Hydroxyethylacrylat, ganz besonders bevorzugt sind (Meth)acrylsäure-n-butylester, (Meth)acrylsäure-2-ethylhexylester und 2-Hydroxyethylacrylat und insbesondere 2-Hydroxyethylacrylat.Preferred among these are the esters of (meth) acrylic acid, particular preference is given to (meth) acrylic acid methyl ester, (meth) acrylic acid ethyl ester, (meth) acrylic acid n-butyl ester, (meth) acrylic acid 2-ethylhexyl ester and 2-hydroxyethyl acrylate, completely Particularly preferred are (meth) acrylic acid n-butyl ester, (meth) acrylic acid 2-ethylhexyl ester and 2-hydroxyethyl acrylate and especially 2-hydroxyethyl acrylate.
(Meth)Acrylsäure steht in dieser Schrift für Methacrylsäure und Acrylsäure, bevorzugt für Acrylsäure.(Meth) acrylic acid in this specification stands for methacrylic acid and acrylic acid, preferably for acrylic acid.
Multifunktionelle, polymerisationsfähige Verbindungen sind bevorzugt multifunktionelle (Meth)acrylate, die mehr als 1 , bevorzugt 2 - 10, besonders bevorzugt 2 - 6, ganz besonders bevorzugt 2 - 4 und insbesondere 2 - 3 (Meth)acrylatgruppen, bevorzugt Acrylatgruppen tragen.Multifunctional, polymerizable compounds are preferably multifunctional (meth) acrylates which carry more than 1, preferably 2-10, more preferably 2-6, most preferably 2-4 and especially 2-3 (meth) acrylate groups, preferably acrylate groups.
Dies können beispielsweise Ester der (Meth)acrylsäure mit entsprechend mindestens zweiwertigen Polyalkoholen sein.These may be, for example, esters of (meth) acrylic acid with correspondingly at least dihydric polyhydric alcohols.
Derartige Polyalkohole sind beispielsweise mindestens zweiwertige Polyole, Polyether- oder Polyesterole oder Polyacrylatpolyole mit einer mittleren OH-Funktionalität von mindestens 2, bevorzugt 3 bis 10, geeignet.Such polyalcohols are, for example, at least divalent polyols, polyether or polyesterols or polyacrylate polyols having an average OH functionality of at least 2, preferably 3 to 10, suitable.
Beispiele für multifunktionelle, polymerisationsfähige Verbindungen sind Ethylenglykol- diacrylat, 1 ,2-Propandioldiacrylat, 1 ,3-Propandioldiacrylat, 1 ,4-Butandioldiacrylat, 1 ,3- Butandioldiacrylat, 1 ,5-Pentandioldiacrylat, 1 ,6-Hexandioldiacrylat, 1 ,8-Octandioldi- acrylat, Neopentylglykoldiacrylat, 1 ,1-, 1 ,2-, 1 ,3- und 1 ,4-Cyclohexandimethanol- diacrylat, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Cyclohexandioldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Ditri- methylolpropanpenta- oder -hexaacrylat, Pentaerythrittri- oder -tetraacrylat, Glycerindi- oder -triacrylat, sowie Di- und Polyacrylate von Zuckeralkoholen, wie beispielsweise Sorbit, Mannit, Diglycerol, Threit, Erythrit, Adonit (Ribit), Arabit (Lyxit), XyNt, Dulcit (Ga- lactit), Maltit oder Isomalt, oder von Polyesterpolyolen, Polyetherolen, PoIy-THF mit einer Molmasse zwischen 162 und 2000, Poly-1 ,3-Propandiol mit einer Molmasse zwi-
sehen 134 und 1178, Polyethylenglykol mit einer Molmasse zwischen 106 und 898, sowie Epoxy(meth)acrylate, Urethan(meth)acrylate oder Polycarbonat(meth)acrylate.Examples of polyfunctional, polymerizable compounds are ethylene glycol diacrylate, 1,2-propanediol diacrylate, 1,3-propanediol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,3-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,8 Octanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, 1, 1, 2, 1, 3 and 1, 4-cyclohexanedimethanol diacrylate, 1, 2, 1, 3 or 1, 4-cyclohexanediol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, ditri methylolpropane penta- or hexaacrylate, pentaerythritol tri- or tetraacrylate, glycerol di- or triacrylate, and di- and polyacrylates of sugar alcohols, such as sorbitol, mannitol, diglycerol, threitol, erythritol, adonite (ribitol), arabitol (lyxite), xyNt, Dulcitol (galactitol), maltitol or isomalt, or of polyester polyols, polyetherols, polyTHF with a molecular weight between 162 and 2000, poly-1,3-propanediol with a molecular weight between see, 134 and 1178, polyethylene glycol having a molecular weight between 106 and 898, and epoxy (meth) acrylates, urethane (meth) acrylates or polycarbonate (meth) acrylates.
Weitere Beispiele sind (Meth)Acrylate von Verbindungen der Formel (XIa) bis (XId),Further examples are (meth) acrylates of compounds of the formula (XIa) to (XId),
Hfxk^ Xt» H fxk ^ X t »
(XIa) (XIb) (XIc)(XIa) (XIb) (XIc)
(XId) (XId)
worinwherein
R16 und R17 unabhängig voneinander Wasserstoff oder gegebenenfalls durch Aryl, Al- kyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes Ci - Ciβ- Alkyl,R 16 and R 17 independently of one another denote hydrogen or C 1 -C 18 -alkyl optionally substituted by aryl, alkyl, aryloxy, alkyloxy, heteroatoms and / or heterocycles,
k, I, r, s unabhängig voneinander je für eine ganze Zahl von 1 bis 10, bevorzugt 1 bis 5 und besonders bevorzugt 1 bis 3 steht undk, I, r, s independently of one another each represent an integer from 1 to 10, preferably 1 to 5 and particularly preferably 1 to 3, and
jedes X, für i = 1 bis k, 1 bis I, 1 bis r und 1 bis s unabhängig voneinander ausgewählt sein kann aus der Gruppe -CH2-CH2-O-, -CH2-CH(CH3)-O-, -CH(CH3)-CH2-O-, -CH2- C(CHa)2-O-, -C(CHa)2-CH2-O-, -CH2-CHVin-O-, -CHVin-CH2-O-, -CH2-CHPh-O- und -CHPh-CH2-O-, bevorzugt aus der Gruppe -CH2-CH2-O-, -CH2-CH(CH3)-O- und -CH(CHa)-CH2-O-, und besonders bevorzugt -CH2-CH2-O-,each X, for i = 1 to k, 1 to I, 1 to r and 1 to s, may independently be selected from the group -CH 2 -CH 2 -O-, -CH 2 -CH (CH 3 ) -O -, -CH (CH 3 ) -CH 2 -O-, -CH 2 --C (CHa) 2 -O-, -C (CHa) 2 -CH 2 -O-, -CH 2 -CHVin-O-, -CHVin-CH 2 -O-, -CH 2 -CHPh-O- and -CHPh-CH 2 -O-, preferably from the group -CH 2 -CH 2 -O-, -CH 2 -CH (CH 3 ) -O- and -CH (CHa) -CH 2 -O-, and more preferably -CH 2 -CH 2 -O-,
worin Ph für Phenyl und Vin für Vinyl steht.where Ph is phenyl and Vin is vinyl.
Darin bedeuten gegebenenfalls durch Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes Ci - Cis-Alkyl beispielsweise Methyl, Ethyl, Pro- pyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl, tert.-Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, 2-Etylhexyl, 2,4,4-Trimethylpentyl, Decyl, Dodecyl, Tetradecyl, Hetadecyl, Octadecyl, 1 ,1-Dimethyl- propyl, 1 ,1-Dimethylbutyl, 1 ,1 ,3,3-Tetramethylbutyl, bevorzugt Methyl, Ethyl oder n-Pro- pyl, ganz besonders bevorzugt Methyl oder Ethyl.
Bevorzugt handelt es sich dabei um (Meth)Acrylate von ein- bis zwanzigfach und besonders bevorzugt drei- bis zehnfach ethoxyliertem, propoxyliertem oder gemischt e- thoxyliertem und propoxyliertem und insbesondere ausschließlich ethoxyliertem Glyce- rin, Neopentylglykol, Trimethylolpropan, Trimethylolethan oder Pentaerythrit.Therein Cis-alkyl which is optionally substituted by aryl, alkyl, aryloxy, alkyloxy, heteroatoms and / or heterocycles are, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl , Heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, 2,4,4-trimethylpentyl, decyl, dodecyl, tetradecyl, heptadecyl, octadecyl, 1, 1-dimethyl-propyl, 1, 1-dimethylbutyl, 1, 1, 3,3-tetramethylbutyl , preferably methyl, ethyl or n-propyl, very particularly preferably methyl or ethyl. These are preferably (meth) acrylates of one to twenty times and more preferably three to ten times ethoxylated, propoxylated or mixed ethoxylated and propoxylated and in particular exclusively ethoxylated glycerol, neopentyl glycol, trimethylolpropane, trimethylolethane or pentaerythritol.
Bevorzugte multifunktionelle, polymerisationsfähige Verbindungen sind Ethylenglykol- diacrylat, 1 ,2-Propandioldiacrylat, 1 ,3-Propandioldiacrylat, 1 ,4-Butandioldiacrylat, 1 ,6-Hexandioldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Pentaerythrittetraacrylat, Polyeste- polyolenacrylate, Polyetherolacrylate und Triacrylat von ein- bis zwanzigfach alkoxylier- tem, besonders bevorzugt ethoxyliertem Trimethylolpropan.Preferred multifunctional, polymerizable compounds are ethylene glycol diacrylate, 1,2-propanediol diacrylate, 1,3-propanediol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, polyester polyol acrylates, polyetherol acrylates and triacrylate of one to twenty times alkoxylated, particularly preferably ethoxylated trimethylolpropane.
Ganz besonders bevorzugte multifunktionelle, polymerisationsfähige Verbindungen sind 1 ,4-Butandioldiacrylat, 1 ,6-Hexandioldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Pentaerythrittetraacrylat und Triacrylat von ein- bis zwanzigfach ethoxyliertem Trimethylolpro- pan.Very particularly preferred multifunctional, polymerizable compounds are 1, 4-butanediol diacrylate, 1, 6-hexanediol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate and triacrylate of one to twenty times ethoxylated trimethylolpropane.
Polyesterpolyole, sind z.B. aus Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 19, S. 62 bis 65 bekannt. Bevorzugt werden Polyesterpolyole eingesetzt, die durch Umsetzung von zweiwertigen Alkoholen mit zweiwertigen Carbonsäu- ren erhalten werden. Anstelle der freien Polycarbonsäuren können auch die entsprechenden Polycarbonsäureanhydride oder entsprechende Polycarbonsäureester von niederen Alkoholen oder deren Gemische zur Herstellung der Polyesterpolyole verwendet werden. Die Polycarbonsäuren können aliphatisch, cycloaliphatisch, aralipha- tisch, aromatisch oder heterocyclisch sein und gegebenenfalls, z.B. durch Halogen- atome, substituiert und/oder ungesättigt sein. Als Beispiele hierfür seien genannt:Polyester polyols are e.g. from Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 4th Edition, Volume 19, pp. 62-65. Polyester polyols are preferably used which are obtained by reacting dihydric alcohols with dibasic carboxylic acids. Instead of the free polycarboxylic acids, it is also possible to use the corresponding polycarboxylic acid anhydrides or corresponding polycarboxylic acid esters of lower alcohols or mixtures thereof to prepare the polyesterpolyols. The polycarboxylic acids may be aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic, aromatic or heterocyclic, and optionally, e.g. by halogen atoms, substituted and / or unsaturated. Examples include:
Oxalsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Se- bacinsäure, Dodekandisäure, o-Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Trimel- lithsäure, Azelainsäure, 1 ,4-Cyclohexandicarbonsäure oder Tetrahydrophthalsäure, Korksäure, Azelainsäure, Phthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexa- hydrophthalsäureanhydrid, Tetrachlorphthalsäureanhydrid, Endomethylentetrahydro- phthalsäureanhydrid, Glutarsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, dimere Fettsäuren, deren Isomere und Hydrierungsprodukte sowie veresterbare Derivate, wie Anhydride oder Dialkylester, beispielsweise Ci-C4-Alkylester, bevorzugt Methyl-, Ethyl- oder n-Bu- tylester, der genannten Säuren eingesetzt werden. Bevorzugt sind Dicarbonsäuren der allgemeinen Formel HOOC-(CH2)y-COOH, wobei y eine Zahl von 1 bis 20, bevorzugt eine gerade Zahl von 2 bis 20 ist, besonders bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und Dodecandicarbonsäure.Oxalic, maleic, fumaric, succinic, glutaric, adipic, sebacic, dodecanedioic, o-phthalic, isophthalic, terephthalic, trimellitic, azelaic, 1,4-cyclohexanedicarboxylic or tetrahydrophthalic, hydrophthalic anhydride, tetrachlorophthalic anhydride, endomethylenetetrahydrophthalic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, dimer fatty acids, their isomers and hydrogenation products, and esterifiable derivatives such as anhydrides or dialkyl esters, for example C 1 -C 4 -alkyl esters, preferably methyl, ethyl or n-butyl esters, of the abovementioned Acids are used. Preference is given to dicarboxylic acids of the general formula HOOC- (CH 2) y -COOH, where y is a number from 1 to 20, preferably an even number from 2 to 20, particularly preferably succinic acid, adipic acid, sebacic acid and dodecanedicarboxylic acid.
Als mehrwertige Alkohole kommen zur Herstellung der Polyesterole in Betracht 1 ,2-Propandiol, Ethylenglykol, 2,2-Dimethyl-1 ,2-Ethandiol, 1 ,3-Propandiol, 1 ,2-Bu- tandiol, 1 ,3-Butandiol, 1 ,4-Butandiol, 3-Methylpentan-1 ,5-diol, 2-Ethylhexan-1 ,3-diol,
2,4-Diethyloctan-1 ,3-diol, 1 ,6-Hexandiol, PoIy-THF mit einer Molmasse zwischen 162 und 2000, Poly-1 ,3-propandiol mit einer Molmasse zwischen 134 und 1 178, PoIy- 1 ,2-propandiol mit einer Molmasse zwischen 134 und 898, Polyethylenglykol mit einer Molmasse zwischen 106 und 458, Neopentylglykol, Hydroxypivalinsäureneopentylgly- kolester, 2-Ethyl-1 ,3-Propandiol, 2-Methyl-1 ,3-Propandiol, 2,2-Bis(4-hydroxycyclo- hexyl)propan, 1 ,1-, 1 ,2-, 1 ,3- und 1 ,4-Cyclohexandimethanol, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Cyclo- hexandiol, Trimethylolbutan, Trimethylolpropan, Trimethylolethan, Neopentylglykol, Pentaerythrit, Glycerin, Ditrimethylolpropan, Dipentaerythrit, Sorbit, Mannit, Diglycerol, Threit, Erythrit, Adonit (Ribit), Arabit (Lyxit), XyNt, Dulcit (Galactit), Maltit oder Isomalt, die gegebenenfalls wie oben beschrieben alkoxyliert sein können.Suitable polyhydric alcohols for preparing the polyesterols are 1, 2-propanediol, ethylene glycol, 2,2-dimethyl-1, 2-ethanediol, 1, 3-propanediol, 1, 2-butanediol, 1, 3-butanediol, 1, 4-butanediol, 3-methylpentane-1, 5-diol, 2-ethylhexane-1, 3-diol, 2,4-diethyloctane-1,3-diol, 1,6-hexanediol, polyTHF with a molecular weight between 162 and 2000, poly-1,3-propanediol with a molecular weight between 134 and 1178, poly-1,2 -propanediol having a molecular weight between 134 and 898, polyethylene glycol having a molecular weight of between 106 and 458, neopentyl glycol, hydroxypivalic acid neopentyl glycol ester, 2-ethyl-1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane, 1, 1, 1, 2, 1, 3 and 1, 4-cyclohexanedimethanol, 1, 2, 1, 3 or 1, 4-cyclohexanediol, trimethylolbutane, Trimethylolpropane, trimethylolethane, neopentyl glycol, pentaerythritol, glycerol, ditrimethylolpropane, dipentaerythritol, sorbitol, mannitol, diglycerol, threitol, erythritol, adonite (ribitol), arabitol (lyxite), xyNt, dulcitol (galactitol), maltitol or isomalt, optionally as described above may be alkoxylated.
Bevorzugt sind Alkohole der allgemeinen Formel HO-(CHa)x-OH, wobei x eine Zahl von 1 bis 20, bevorzugt eine gerade Zahl von 2 bis 20 ist. Bevorzugt sind Ethylengly- col, Butan-1 ,4-diol, Hexan-1 ,6-diol, Octan-1 ,8-diol und Dodecan-1 ,12- diol. Weiterhin bevorzugt ist Neopentylglykol.Alcohols of the general formula HO- (CHa) x -OH, where x is a number from 1 to 20, preferably an even number from 2 to 20, are preferred. Preferred are ethylene glycol, butane-1, 4-diol, hexane-1, 6-diol, octane-1, 8-diol and dodecane-1, 12-diol. Further preferred is neopentyl glycol.
Ferner kommen auch Polycarbonat-Diole, wie sie z.B. durch Umsetzung von Phosgen mit einem Überschuß von den als Aufbaukomponenten für die Polyesterpolyole genannten niedermolekularen Alkohole erhalten werden können, in Betracht.Also included are polycarbonate diols, e.g. by reaction of phosgene with an excess of the mentioned as synthesis components for the polyester polyols low molecular weight alcohols, into consideration.
Geeignet sind auch Polyesterdiole auf Lacton-Basis, wobei es sich um Homo- oder Mischpolymerisate von Lactonen, bevorzugt um endständige Hydroxylgruppen aufweisende Anlagerungsprodukte von Lactonen an geeignete difunktionelle Startermoleküle handelt. Als Lactone kommen bevorzugt solche in Betracht, die sich von Verbindungen der allgemeinen Formel HO-(CH2)∑-COOH ableiten, wobei z eine Zahl von 1 bis 20 ist und ein H-Atom einer Methyleneinheit auch durch einen d- bis C4-Alkylrest substituiert sein kann. Beispiele sind ε-Caprolacton, ß-Propiolacton, gamma-Butyrolacton und/oder Methyl-ε-caprolacton, 4-Hydroxybenzoesäure, 6-Hydroxy-2-naphthalinsäure oder Pivalolacton sowie deren Gemische. Geeignete Starterkomponenten sind z.B. die vorstehend als Aufbaukomponente für die Polyesterpolyole genannten niedermolekularen zweiwertigen Alkohole. Die entsprechenden Polymerisate des ε-Caprolactons sind besonders bevorzugt. Auch niedere Polyesterdiole oder Polyetherdiole können als Starter zur Herstellung der Lacton-Polymerisate eingesetzt sein. Anstelle der Polymerisate von Lactonen können auch die entsprechenden, chemisch äquivalenten Polykon- densate der den Lactonen entsprechenden Hydroxycarbonsäuren, eingesetzt werden. Weiterhin kann es sich bei der multifunktionellen, polymerisationsfähigen Verbindung um Urethan(meth)acrylate, Epoxy(meth)acrylate oder Carbonat(meth)acrylate handeln.Also suitable are lactone-based polyesterdiols, which are homopolymers or copolymers of lactones, preferably terminal hydroxyl-containing addition products of lactones onto suitable difunctional starter molecules. Suitable lactones are preferably those which are derived from compounds of the general formula HO- (CH 2) Σ-COOH, where z is a number from 1 to 20 and an H atom of a methylene unit by a C 1 to C 4 alkyl radical may be substituted. Examples are ε-caprolactone, β-propiolactone, gamma-butyrolactone and / or methyl-ε-caprolactone, 4-hydroxybenzoic acid, 6-hydroxy-2-naphthoic acid or pivalolactone and mixtures thereof. Suitable starter components are e.g. the low molecular weight dihydric alcohols mentioned above as the synthesis component for the polyesterpolyols. The corresponding polymers of ε-caprolactone are particularly preferred. Lower polyester diols or polyether diols can also be used as starters for the preparation of the lactone polymers. Instead of the polymers of lactones, it is also possible to use the corresponding, chemically equivalent polycondensates of the hydroxycarboxylic acids corresponding to the lactones. Furthermore, the multifunctional, polymerizable compound may be urethane (meth) acrylates, epoxy (meth) acrylates or carbonate (meth) acrylates.
Urethan(meth)acrylate sind z.B. erhältlich durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit Hydroxyalkyl(meth)acrylaten oder -vinylethern und gegebenenfalls Kettenverlängerungsmitteln wie Diolen, Polyolen, Diaminen, Polyaminen oder Dithiolen oder Polythio- len. In Wasser ohne Zusatz von Emulgatoren dispergierbare Urethan(meth)acrylate
enthalten zusätzlich noch ionische und/oder nichtionische hydrophile Gruppen, welche z.B. durch Aufbaukomponenten wie Hydroxycarbonsäuren ins Urethan eingebracht werden.Urethane (meth) acrylates are obtainable, for example, by reacting polyisocyanates with hydroxyalkyl (meth) acrylates or vinyl ethers and optionally chain extenders such as diols, polyols, diamines, polyamines or dithiols or polythiols. Urethane (meth) acrylates dispersible in water without the addition of emulsifiers additionally contain ionic and / or nonionic hydrophilic groups, which are introduced for example by structural components such as hydroxycarboxylic acids in the urethane.
Derartige Urethan(meth)acrylate enthalten als Aufbaukomponenten im wesentlichen:Such urethane (meth) acrylates contain as structural components essentially:
(a) mindestens ein organisches aliphatisches, aromatisches oder cycloaliphatisches Di- oder Polyisocyanat,(a) at least one organic aliphatic, aromatic or cycloaliphatic di- or polyisocyanate,
(b) mindestens eine Verbindung mit mindestens einer gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppe und mindestens einer radikalisch polymerisierbaren ungesättigten Gruppe und(B) at least one compound having at least one isocyanate-reactive group and at least one free-radically polymerizable unsaturated group and
(c) gegebenenfalls mindestens eine Verbindung mit mindestens zwei gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppen.(C) optionally at least one compound having at least two isocyanate-reactive groups.
Die Komponenten (a), (b) und (c) können die gleichen sein, wie oben für die erfindungsgemäßen Polyurethane beschrieben.Components (a), (b) and (c) may be the same as described above for the polyurethanes of the invention.
Die Urethan(meth)acrylate haben vorzugsweise ein zahlenmittleres Molgewicht Mn von 500 bis 20 000, insbesondere von 500 bis 10 000 besonders bevorzugt 600 bis 3000 g/mol (bestimmt durch Gelpermeationschromatographie mit Tetra hydrofu ran und Polystyrol als Standard).The urethane (meth) acrylates preferably have a number average molecular weight M n of 500 to 20,000, in particular of 500 to 10,000, more preferably 600 to 3000 g / mol (determined by gel permeation chromatography with tetrahydrofuran and polystyrene as standard).
Die Urethan(meth)acrylate haben vorzugsweise einen Gehalt von 1 bis 5, besonders bevorzugt von 2 bis 4 Mol (Meth)acrylgruppen pro 1000 g Urethan(meth)acrylat.The urethane (meth) acrylates preferably have a content of 1 to 5, particularly preferably 2 to 4 moles of (meth) acrylic groups per 1000 g of urethane (meth) acrylate.
Epoxid(meth)acrylate sind erhältlich durch Umsetzung von Epoxiden mit (Meth)acryl- säure. Als Epoxide in Betracht kommen z.B epoxidierte Olefine, aromatische Glycidy- lether oder aliphatische Glycidylether, bevorzugt solche von aromatischen oder alipha- tischen Glycidylethern.Epoxide (meth) acrylates are obtainable by reacting epoxides with (meth) acrylic acid. Suitable epoxides are, for example, epoxidized olefins, aromatic glycidyl ethers or aliphatic glycidyl ethers, preferably those of aromatic or aliphatic glycidyl ethers.
Epoxidierte Olefine können beispielsweise sein Ethylenoxid, Propylenoxid, iso-Butylen- oxid, 1 -Butenoxid, 2-Butenoxid, Vinyloxiran, Styroloxid oder Epichlorhydrin, bevorzugt sind Ethylenoxid, Propylenoxid, iso-Butylenoxid, Vinyloxiran, Styroloxid oder Epichlorhydrin, besonders bevorzugt Ethylenoxid, Propylenoxid oder Epichlorhydrin und ganz besonders bevorzugt Ethylenoxid und Epichlorhydrin.Epoxidized olefins may be, for example, ethylene oxide, propylene oxide, isobutylene oxide, 1-butoxide, 2-butene oxide, vinyl oxirane, styrene oxide or epichlorohydrin. Preferred are ethylene oxide, propylene oxide, isobutylene oxide, vinyl oxirane, styrene oxide or epichlorohydrin, particularly preferably ethylene oxide, propylene oxide or epichlorohydrin, and most preferably ethylene oxide and epichlorohydrin.
Aromatische Glycidylether sind z.B. Bisphenol-A-diglycidylether, Bisphenol-F-digly- cidylether, Bisphenol-B-diglycidylether, Bisphenol-S-diglycidylether, Hydrochinon- diglycidylether, Alkylierungsprodukte von Phenol/Dicyclopentadien, z.B. 2,5-bis[(2,3-E- poxypropoxy)phenyl]octahydro-4,7-methano-5H-inden) (CAS-Nr. [13446-85-0]), Tris[4-
(2,3-epoxypropoxy)phenyl]methan Isomere )CAS-Nr. [66072-39-7]), Phenol basierte Epoxy Novolake (CAS-Nr. [9003-35-4]) und Kresol basierte Epoxy Novolake (CAS-Nr. [37382-79-9]).Aromatic glycidyl ethers are, for example, bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, bisphenol B diglycidyl ether, bisphenol S diglycidyl ether, hydroquinone diglycidyl ether, alkylation products of phenol / dicyclopentadiene, for example 2,5-bis [(2, 3-E-epoxypropoxy) phenyl] octahydro-4,7-methano-5H-indene (CAS No. [13446-85-0]), Tris [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] methane isomers) CAS-No. [66072-39-7]), phenol based epoxy novolacs (CAS # [9003-35-4]) and cresol based epoxy novolacs (CAS # [37382-79-9]).
Aliphatische Glycidylether sind beispielsweise 1 ,4-Butandioldiglycidether, 1 ,6-Hexan- dioldiglycidylether, Trimethylolpropantriglycidylether, Pentaerythrittetraglycidylether, 1 ,1 ,2,2-tetrakis[4-(2,3-epoxypropoxy)phenyl]ethan (CAS-Nr. [27043-37-4]), Digly- cidylether von Polypropylenglykol (α,ω-bis(2,3-epoxypropoxy)poly(oxypropylen) (CAS-Nr. [16096-30-3]) und von hydriertem Bisphenol A (2,2-bis[4-(2,3- epoxypropoxy)cyclohexyl]propan, CAS-Nr. [13410-58-7]).Aliphatic glycidyl ethers are, for example, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether, 1,1,2,2-tetrakis [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] ethane (CAS No. [ 27043-37-4]), diglycidyl ethers of polypropylene glycol (α, ω-bis (2,3-epoxypropoxy) poly (oxypropylene) (CAS No. [16096-30-3]) and of hydrogenated bisphenol A (2 , 2-bis [4- (2,3-epoxypropoxy) cyclohexyl] propane, CAS No. [13410-58-7]).
Die Epoxid(meth)acrylate und -vinylether haben vorzugsweise ein zahlenmittleres Molgewicht Mn von 200 bis 20000, besonders bevorzugt von 200 bis 10000 g/mol und ganz besonders bevorzugt von 250 bis 3000 g/mol; der Gehalt an (Meth)acryl- oder Vinylethergruppen beträgt vorzugsweise 1 bis 5, besonders bevorzugt 2 bis 4 pro 1000 g Epoxid(meth)acrylat oder Vinyletherepoxid (bestimmt durch Gelpermeati- onschromatographie mit Polystyrol als Standard und Tetra hydrofu ran als Elutionsmittel).The epoxy (meth) acrylates and vinyl ethers preferably have a number average molecular weight Mn of from 200 to 20,000, particularly preferably from 200 to 10,000 g / mol and very particularly preferably from 250 to 3,000 g / mol; the content of (meth) acrylic or vinyl ether groups is preferably 1 to 5, more preferably 2 to 4 per 1000 g of epoxy (meth) acrylate or vinyl ether epoxide (determined by gel permeation chromatography with polystyrene as standard and tetrahydrofuran as eluent).
Carbonat(meth)acrylate enthalten im Mittel vorzugsweise 1 bis 5, insbesondere 2 bis 4, besonders bevorzugt 2 bis 3 (Meth)acrylgruppen und ganz besonders bevorzugt 2(Meth)acrylgruppen.On average, carbonate (meth) acrylates preferably contain 1 to 5, in particular 2 to 4, particularly preferably 2 to 3 (meth) acrylic groups and very particularly preferably 2 (meth) acrylic groups.
Das zahlenmittlere Molekulargewicht Mn der Carbonat(meth)acrylate ist vorzugsweise kleiner 3000 g/mol, besonders bevorzugt kleiner 1500 g/mol, besonders bevorzugt kleiner 800 g/mol (bestimmt durch Gelpermeationschromatgraphie mit Polystyrol als Standard, Lösemittel Tetrahydrofuran).The number average molecular weight M n of the carbonate (meth) acrylates is preferably less than 3000 g / mol, more preferably less than 1500 g / mol, more preferably less than 800 g / mol (determined by gel permeation chromatography with polystyrene as standard, solvent tetrahydrofuran).
Die Carbonat(meth)acrylate sind in einfacher Weise erhältlich durch Umesterung von Kohlensäureestern mit mehrwertigen, vorzugsweise zweiwertigen Alkoholen (Diolen, z.B. Hexandiol) und anschließende Veresterung der freien OH-Gruppen mit (Meth)- acrylsäure oder auch Umesterung mit (Meth)acrylsäureestern, wie es z.B. in EP-A 92 269 beschrieben ist. Erhältlich sind sie auch durch Umsetzung von Phosgen, Harnstoffderivaten mit mehrwertigen, z.B. zweiwertigen Alkoholen.The carbonate (meth) acrylates are readily obtainable by transesterification of carbonic acid esters with polyhydric, preferably dihydric alcohols (diols, eg hexanediol) and subsequent esterification of the free OH groups with (meth) acrylic acid or transesterification with (meth) acrylic esters, as it eg in EP-A 92,269. They are also available by reacting phosgene, urea derivatives with polyvalent, e.g. dihydric alcohols.
In analoger Weise sind auch Vinylethercarbonate erhältlich, indem man einen Hydro- xyalkylvinylether mit Kohlensäureestern sowie gegebenenfalls zweiwertigen Alkoholen umsetzt.Vinyl ether carbonates are also obtainable in an analogous manner by reacting a hydroxyalkyl vinyl ether with carbonic esters and optionally dihydric alcohols.
Denkbar sind auch (Meth)acrylate oder Vinylether von Polycarbonatpolyolen, wie das Reaktionsprodukt aus einem der genannten Di- oder Polyole und einem Kohlensäureester sowie einem hydroxylgruppenhaltigen (Meth)acrylat oder Vinylether.
Geeignete Kohlensäureester sind z.B. Ethylen-, 1 ,2- oder 1 ,3-Propylencarbonat, Kohlensäuredimethyl-, -diethyl- oder -dibutylester.Also conceivable are (meth) acrylates or vinyl ethers of polycarbonate polyols, such as the reaction product of one of said diols or polyols and a carbonic acid ester and a hydroxyl-containing (meth) acrylate or vinyl ether. Suitable carbonic acid esters are, for example, ethylene, 1, 2 or 1, 3-propylene carbonate, carbonic acid dimethyl, diethyl or dibutyl ester.
Geeignete hydroxygruppenhaltige (Meth)acrylate sind beispielsweise 2-Hydroxyethyl- (meth)acrylat, 2- oder 3-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 1 ,4-Butandiolmono(meth)acrylat, Neopentylglykolmono(meth)acrylat, Glycerinmono- und di(meth)acrylat, Trimethylol- propanmono- und di(meth)acrylat sowie Pentaerythritmono-, -di- und -tri(meth)acrylat.Suitable hydroxyl-containing (meth) acrylates are, for example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2- or 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 1,4-butanediol mono (meth) acrylate, neopentyl glycol mono (meth) acrylate, glycerol mono- and di (meth ) acrylate, trimethylol propane mono- and di (meth) acrylate and pentaerythritol mono-, di- and tri (meth) acrylate.
Geeignete hydroxygruppenhaltige Vinylether sind z.B. 2-Hydroxyethylvinylether und 4- Hydroxybutylvinylether.Suitable hydroxyl-containing vinyl ethers are e.g. 2-hydroxyethyl vinyl ether and 4-hydroxybutyl vinyl ether.
Besonders bevorzugte Carbonat(meth)acrylate sind solche der Formel:Particularly preferred carbonate (meth) acrylates are those of the formula:
worin R für H oder CH3, X für eine C2-C18 Alkylengruppe und n für eine ganze Zahl von 1 bis 5, vorzugsweise 1 bis 3 steht.wherein R is H or CH3, X is a C2-C18 alkylene group and n is an integer from 1 to 5, preferably 1 to 3.
R steht vorzugsweise für H und X steht vorzugsweise für C2- bis Cio-Alkylen, beispielsweise 1 ,2-Ethylen, 1 ,2-Propylen, 1 ,3-Propylen, 1 ,4-Butylen oder 1 ,6-Hexylen, besonders bevorzugt für C4- bis Cs-Alkylen. Ganz besonders bevorzugt steht X für Ce-Alkylen.R is preferably H and X is preferably C 2 - to C 10 -alkylene, for example 1, 2-ethylene, 1, 2-propylene, 1, 3-propylene, 1, 4-butylene or 1, 6-hexylene, more preferably for C 4 - to Cs-alkylene. Most preferably, X is Ce-alkylene.
Vorzugsweise handelt es sich bei den Carbonat(meth)acrylaten um aliphatische Car- bonat(meth)acrylate.The carbonate (meth) acrylates are preferably aliphatic carbonate (meth) acrylates.
Unter den multifunktionellen, polymerisationsfähigen Verbindung sind Urethan(meth)- acrylate besonders bevorzugt.Among the multifunctional polymerizable compound, urethane (meth) acrylates are particularly preferred.
Photoinitiatoren können beispielsweise dem Fachmann bekannte Photoinitiatoren sein, z.B. solche in "Advances in Polymer Science", Volume 14, Springer Berlin 1974 oder in K. K. Dietliker, Chemistry and Technology of UV- and EB-Formulation for Coatings, Inks and Paints, Volume 3; Photoinitiators for Free Radical and Cationic Polymerizati- on, P. K. T. Oldring (Eds), SITA Technology Ltd, London, genannten.Photoinitiators may be, for example, photoinitiators known to those skilled in the art, e.g. those in "Advances in Polymer Science", Volume 14, Springer Berlin 1974 or in K.K. Dietliker, Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints, Volume 3; Photoinitiators for Free Radical and Cationic Polymerization, P.K.T. Oldring (Eds), SITA Technology Ltd, London.
In Betracht kommen z.B. Mono- oder Bisacylphosphinoxide, wie sie z.B. in EP-A 7 508, EP-A 57 474, DE-A 196 18 720, EP-A 495 751 oder EP-A 615 980 beschrieben sind, beispielsweise 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid (Lucirin® TPO der BASF
AG), Ethyl-2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinat (Lucirin® TPO L der BASF AG), Bis-(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphinoxid (Irgacure® 819 der Firma Ciba Spezialitätenchemie), Benzophenone, Hydroxyacetophenone, Phenylglyoxylsäure und ihre Derivate oder Gemische dieser Photoinitiatoren. Als Beispiele seien genannt Benzo- phenon, Acetophenon, Acetonaphthochinon, Methylethylketon, Valerophenon, Hexano- phenon, α-Phenylbutyrophenon, p-Morpholinopropiophenon, Dibenzosuberon, 4-Mor- pholinobenzophenon, 4-Morpholinodeoxybenzoin, p-Diacetylbenzol, 4-Aminobenzo- phenon, 4'-Methoxyacetophenon, ß-Methylanthrachinon, tert-Butylanthrachinon, An- thrachinoncarbonysäureester, Benzaldehyd, α-Tetralon, 9-Acetylphenanthren, 2-Acetylphenanthren, 10-Thioxanthenon, 3-Acetylphenanthren, 3-Acetylindol, 9-Fluore- non, 1-lndanon, 1 ,3,4-Triacetylbenzol, Thioxanthen-9-on, Xanthen-9-on, 2,4-Dimethylthioxanthon, 2,4-Diethylthioxanthon, 2,4-Di-iso-propylthioxanthon, 2,4-Dichlorthioxanthon, Benzoin, Benzoin-iso-butylether, Chloroxanthenon, Benzoin- tetrahydropyranylether, Benzoin-methylether, Benzoin-ethylether, Benzoin-butylether, Benzoin-iso-propylether, 7-H-Benzoin-methylether, Benz[de]anthracen-7-on, 1-Naph- thaldehyd, 4,4'-Bis(dimethylamino)benzophenon, 4-Phenylbenzophenon, 4-Chlor- benzophenon, Michlers Keton, 1-Acetonaphthon, 2-Acetonaphthon, 1-Benzoylcy- clohexan-1 -ol, 2-Hydroxy-2,2-dimethylacetophenon, 2,2-Dimethoxy-2-phenylaceto- phenon, 2,2-Diethoxy-2-phenylacetophenon, 1 ,1-Dichloracetophenon, 1-Hydroxyace- tophenon, Acetophenondimethylketal, o-Methoxybenzophenon, Triphenylphosphin, Tri-o-Tolylphosphin, Benz[a]anthracen-7,12-dion, 2,2-Diethoxyacetophenon, Benzilke- tale, wie Benzildimethylketal, 2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1- on, Anthrachinone wie 2-Methylanthrachinon, 2-Ethylanthrachinon, 2-tert-Butylanthra- chinon, 1-Chloranthrachinon, 2-Amylanthrachinon und 2,3-Butandion.Suitable examples include mono- or Bisacylphosphinoxide, as described for example in EP-A 7 508, EP-A 57 474, DE-A 196 18 720, EP-A 495 751 or EP-A 615 980, for example, 2.4 , 6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide (Lucirin ® TPO from BASF AG), ethyl 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinate (Lucirin ® TPO L from BASF AG), bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide (Irgacure® 819 from Ciba Specialty Chemicals), benzophenones, hydroxyacetophenones, phenylglyoxylic and their derivatives or mixtures of these photoinitiators. Examples which may be mentioned are benzophenone, acetophenone, acetonaphthoquinone, methyl ethyl ketone, valerophenone, hexanophenone, α-phenylbutyrophenone, p-morpholinopropiophenone, dibenzosuberone, 4-morpholinobenzophenone, 4-morpholinodeoxybenzoin, p-diacetylbenzene, 4-aminobenzophenone, 4'-methoxyacetophenone, β-methylanthraquinone, tert-butylanthraquinone, anthraquinone-carboxylic acid ester, benzaldehyde, α-tetralone, 9-acetylphenanthrene, 2-acetylphenanthrene, 10-thioxanthenone, 3-acetylphenanthrene, 3-acetylindole, 9-fluorenone, 1 -lndanone, 1, 3,4-triacetylbenzene, thioxanthen-9-one, xanthen-9-one, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-diisopropyltrioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone , Benzoin, benzoin isobutyl ether, chloroxanthenone, benzoin tetrahydropyranyl ether, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin butyl ether, benzoin iso-propyl ether, 7-H-benzoin methyl ether, benz [de] anthracen-7-one , 1-naphthaldehyde, 4,4'-bis (dimethylamino) benzophenone, 4-phenylbenzophenone, 4-chloro-benz ophenone, Michler's ketone, 1-acetonaphthone, 2-acetonaphthone, 1-benzoylcyclohexan-1-ol, 2-hydroxy-2,2-dimethylacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy 2-phenylacetophenone, 1, 1-dichloroacetophenone, 1-hydroxyacetophenone, acetophenone dimethyl ketal, o-methoxybenzophenone, triphenylphosphine, tri-o-tolylphosphine, benz [a] anthracene-7,12-dione, 2,2-diethoxyacetophenone, benzilene - talents such as benzil dimethyl ketal, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, anthraquinones such as 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone , 2-amylanthraquinone and 2,3-butanedione.
Geeignet sind auch nicht- oder wenig vergilbende Photoinitiatoren vom Phenylglyoxal- säureestertyp, wie in DE-A 198 26 712, DE-A 199 13 353 oder WO 98/33761 beschrieben.Also suitable are non-yellowing or slightly yellowing photoinitiators of the phenylglyoxalic acid ester type, as described in DE-A 198 26 712, DE-A 199 13 353 or WO 98/33761.
Bevorzugt unter diesen Photoinitiatoren sind 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenyl- phosphinoxid, Ethyl-2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinat, Bis-(2,4,6-tri- methylbenzoyl)-phenylphosphinoxid, Benzophenon, 1-Benzoylcyclohexan-1-ol, 2-Hydroxy-2,2-dimethylacetophenon und 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon.Preferred among these photoinitiators are 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, ethyl 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinate, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, benzophenone, 1-benzoylcyclohexan-1-ol , 2-hydroxy-2,2-dimethylacetophenone and 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen eignen sich besonders zum Beschichten von Substraten wie Holz, Papier, Textil, Leder, Vlies, Kunststoffoberflächen, Glas, Keramik, mineralischen Baustoffen, wie Zement-Formsteine und Faserzementplatten, und insbesondere von Metallen oder beschichteten Metallen.The coating compositions according to the invention are particularly suitable for coating substrates such as wood, paper, textile, leather, fleece, plastic surfaces, glass, ceramics, mineral building materials, such as cement blocks and fiber cement boards, and in particular of metals or coated metals.
Die Beschichtung der Substrate mit den erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen erfolgt nach üblichen, dem Fachmann bekannten Verfahren, wobei man eine erfindungsgemäße Beschichtungsmasse oder eine solche enthaltende Lackformulierung
auf das zu beschichtende Substrat in der gewünschten Stärke aufbringt und gegebenenfalls trocknet. Dieser Vorgang kann gewünschtenfalls ein- oder mehrfach wiederholt werden.The coating of the substrates with the coating compositions according to the invention is carried out by customary methods known to the person skilled in the art, in which case a coating composition according to the invention or a coating formulation containing such applied to the substrate to be coated in the desired thickness and optionally dried. If desired, this process can be repeated one or more times.
Die Beschichtungsmittel können nach den unterschiedlichsten Auftragungsverfahren, wie z.B. Luftdruck-, Airless- oder Elektrostatik-Spritzverfahren unter Verwendung von Ein- oder Zweikomponenten-Spritzanlagen, aber auch durch Spritzen, Spachteln, Rakeln, Bürsten, Rollen, Walzen, Gießen, Laminieren, Hinterspritzen oder Coextrudieren ein- oder mehrfach appliziert werden.The coating compositions may be prepared by a variety of application methods, such as e.g. Air pressure, airless or electrostatic spray method using one or two-component spray systems, but also by spraying, filling, doctoring, brushing, rolling, rolling, pouring, laminating, injection molding or coextrusion one or more times be applied.
Die Beschichtungsstärke liegt in der Regel in einem Bereich von etwa 3 bis 1000 g/m2 und vorzugsweise 10 bis 200 g/m2.The coating thickness is generally in a range of about 3 to 1000 g / m 2 and preferably 10 to 200 g / m 2 .
Die Trocknung und Aushärtung der Beschichtungen erfolgt im allgemeinen unter nor- malen Temperaturbedingungen, d.h. ohne Erhitzung der Beschichtung. Die erfindungsgemäßen Mischungen können jedoch auch zur Herstellung von Beschichtungen eingesetzt werden, die nach Applikation bei erhöhter Temperatur, z.B. bei 40 - 250°C, vorzugsweise 40 - 150°C und insbesondere bei 40 bis 100°C getrocknet und ausgehärtet werden. Dies ist begrenzt durch die Thermostabilität des Substrats.The drying and curing of the coatings is generally carried out under normal temperature conditions, i. without heating the coating. However, the mixtures according to the invention can also be used for the preparation of coatings which, after application at elevated temperature, e.g. at 40 - 250 ° C, preferably 40 - 150 ° C and especially at 40 to 100 ° C dried and cured. This is limited by the thermal stability of the substrate.
Die Trocknung und/oder thermische Behandlung kann auch zusätzlich zur oder anstelle der thermischen Behandlung durch NIR-Strahlung erfolgen, wobei als NIR-Strahlung hier elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von 760 nm bis 2,5 μm, bevorzugt von 900 bis 1500 nm bezeichnet ist.The drying and / or thermal treatment can also be carried out in addition to or instead of the thermal treatment by NIR radiation, wherein NIR radiation here electromagnetic radiation in the wavelength range of 760 nm to 2.5 microns, preferably from 900 to 1500 nm is designated.
Die Strahlungshärtung erfolgt mit energiereichem Licht, z.B. UV-Licht oder Elektronenstrahlen. Die Strahlungshärtung kann bei höheren Temperaturen erfolgen. Bevorzugt ist dabei eine Temperatur oberhalb der T9 des strahlungshärtbaren Bindemittels.The radiation curing is carried out with high-energy light, for example UV light or electron beams. The radiation curing can be carried out at higher temperatures. Preference is given to a temperature above the T 9 of the radiation-curable binder.
Strahlungshärtung heißt hier die radikalische Polymerisation von polymerisierbaren Verbindungen infolge einer elektromagnetischen und/oder korpuskularen Strahlung, bevorzugt UV-Licht im Wellenlängenbereich von λ=200 bis 700 nm und/oder Elektronenstrahlung im Bereich von 150 bis 300 keV und besonders bevorzugt mit einer Strahlungsdosis von mindestens 80, bevorzugt 80 bis 3000 mJ/cm2.Radiation curing here means the free radical polymerization of polymerizable compounds due to electromagnetic and / or corpuscular radiation, preferably UV light in the wavelength range of λ = 200 to 700 nm and / or electron radiation in the range of 150 to 300 keV and more preferably with a radiation dose of at least 80, preferably 80 to 3000 mJ / cm 2 .
Als Strahlungsquellen für die Strahlungshärtung geeignet sind z.B. Quecksilber-Niederdruckstrahler, -Mitteldruckstrahler mit Hochdruckstrahler sowie Leuchtstoffröhren, Impulsstrahler, Metallhalogenidstrahler, Elektronenblitzeinrichtungen, wodurch eine Strahlungshärtung ohne Photoinitiator möglich ist, oder Excimerstrahler. Die Strah- lungshärtung erfolgt durch Einwirkung energiereicher Strahlung, also UV-Strahlung oder Tageslicht, vorzugsweise Licht im Wellenlängenbereich von λ=200 bis 700 nm strahlt, besonders bevorzugt von λ=200 bis 500 nm und ganz besonders bevorzugt
λ=250 bis 400 nm, oder durch Bestrahlung mit energiereichen Elektronen (Elektronenstrahlung; 150 bis 300 keV). Als Strahlungsquellen dienen beispielsweise Hochdruckquecksilberdampflampen, Laser, gepulste Lampen (Blitzlicht), Halogenlampen oder Excimerstrahler. Die üblicherweise zur Vernetzung ausreichende Strahlungsdosis bei UV-Härtung liegt im Bereich von 80 bis 3000 mJ/cm2.Suitable radiation sources for radiation curing are, for example, low-pressure mercury lamps, medium-pressure lamps with high-pressure lamps and fluorescent tubes, pulse emitters, metal halide lamps, electronic flash devices, whereby a radiation curing without photoinitiator is possible, or Excimerstrahler. The radiation hardening is effected by the action of high-energy radiation, ie UV radiation or daylight, preferably emits light in the wavelength range of λ = 200 to 700 nm, more preferably of λ = 200 to 500 nm and most preferably λ = 250 to 400 nm, or by irradiation with high-energy electrons (electron radiation, 150 to 300 keV). The radiation sources used are, for example, high-pressure mercury vapor lamps, lasers, pulsed lamps (flash light), halogen lamps or excimer radiators. The radiation dose for UV curing, which is usually sufficient for crosslinking, is in the range from 80 to 3000 mJ / cm 2 .
Selbstverständlich sind auch mehrere Strahlungsquellen für die Härtung einsetzbar, z.B. zwei bis vier.Of course, several radiation sources can be used for the curing, e.g. two to four.
Diese können auch in jeweils unterschiedlichen Wellenlängebereichen strahlen.These can also radiate in different wavelength ranges.
Neben einer Strahlungshärtung können noch weitere Härtungsmechanismen involviert sein, beispielsweise thermische-, Feuchtigkeits-, chemische und/oder oxidative Härtung (Dual-Cure-Härtung).In addition to radiation curing, other curing mechanisms may be involved, for example thermal, moisture, chemical and / or oxidative curing (dual-cure).
Zur Reparatur (Selbstheilung) der erfindungsgemäßen Beschichtungen werden die Beschichtungen für einen Zeitraum von mindestens 10 min, bevorzugt mindestens 15 min, bevorzugt mindestens 20 min, besonders bevorzugt mindestens 30, ganz besonders bevorzugt mindestens 45 und insbesondere mindestens 60 min auf eine Tempe- ratur erhitzt, die mindestens 25, bevorzugt mindestens 30 und besonders bevorzugt mindestens 35 °C oberhalb der Glasübergangstemperatur der Beschichtung liegt.For repair (self-healing) of the coatings according to the invention, the coatings are heated to a temperature of at least 10 minutes, preferably at least 15 minutes, preferably at least 20 minutes, more preferably at least 30, most preferably at least 45 and especially at least 60 minutes , which is at least 25, preferably at least 30 and more preferably at least 35 ° C above the glass transition temperature of the coating.
Ein solches Erhitzen kann durch Behandeln bei einer entsprechenden Temperatur erfolgen (beispielsweise in einem Ofen oder Bandofen) oder kann zusätzlich oder aus- schließlich auch durch Erwärmen mit NIR-Strahlung erfolgen, wobei als NIR-Strahlung hier elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von 760 nm bis 2,5 μm, bevorzugt von 900 bis 1500 nm bezeichnet ist.Such heating may be carried out by treatment at a corresponding temperature (for example in an oven or belt oven) or may additionally or exclusively also be carried out by heating with NIR radiation, in which case NIR radiation is electromagnetic radiation in the wavelength range from 760 nm to 2 , 5 μm, preferably from 900 to 1500 nm.
Die die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel können insbesondere als Grundie- rungen, Füller, pigmentierte Decklacke und Klarlacke im Bereich Industrie-, insbesondere Flugzeug- oder Großfahrzeuglackierung, Holz-, Auto-, insbesondere OEM- oder Autoreparaturlackierung, oder Dekolackierung eingesetzt werden.The coating compositions according to the invention can be used in particular as primers, fillers, pigmented topcoats and clearcoats in the field of industrial, in particular aircraft or large vehicle painting, wood, automotive, in particular OEM or automotive refinish, or decoration.
Die Verbindungen (A) führen in den erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen durch die leichte Spaltbarkeit der von ihnen gebildeten Urethangruppen zu einem Selbstheilungseffekt in den Beschichtungen. Durch die gleichzeitig enthaltenden Siliciumatome, insbesondere Siloxangruppen wird gleichzeitig die Kratzfestigkeit der Beschichtungen erhöht.The compounds (A) lead in the coating compositions of the invention by the easy cleavability of the urethane groups formed by them to a self-healing effect in the coatings. The simultaneously containing silicon atoms, in particular siloxane groups, simultaneously increase the scratch resistance of the coatings.
Dabei ist die Anzahl der Siloxaneinheiten essentiell für eine Optimierung der Kratzfestigkeit. Ist die Anzahl von Siloxaneinheiten zu niedrig, so ist die Kratzfestigkeit gering. Daher sollte mindestens drei über Siloxanbindungen miteinander verbundene Silicium-
atome enthalten sein. Ab einer bestimmten Obergrenze von Siloxaneinheiten ist keine weitere Verbesserung der Kratzfestigkeit mehr zu erkennen, so daß eine weitere Erhöhung der Anzahl von Siliciumatomen keinen Vorteil mehr erbringt, sondern stattdessen die Vernetzungsdichte der bindenden Gruppen (Y) verringern. Zudem zeigen lange Siloxaneinheiten deutliche Inkompatibilitäten (Unverträglichkeiten) mit anderen La- ckomponenten. Somit sind bis zu 10 über Siloxanbindungen miteinander verbundene Siliciumatome in der Regel ausreichend.The number of siloxane units is essential for optimizing the scratch resistance. If the number of siloxane units is too low, the scratch resistance is low. Therefore, at least three interconnected silicon siloxane bonds should be contained in atoms. From a certain upper limit of siloxane units no further improvement of the scratch resistance is more evident, so that a further increase in the number of silicon atoms no longer provides an advantage, but instead reduce the crosslink density of the bonding groups (Y). In addition, long siloxane units show marked incompatibilities (incompatibilities) with other coating components. Thus, up to 10 interconnected via siloxane bonds silicon atoms are usually sufficient.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Verbin- düngen (A) als Reaktionspartner mit Di- und Polyisocyanaten und die damit erhaltenen Umsetzungsprodukte. Der Vorteil derartiger Umsetzungsprodukte ist, daß diese leichter in die Ausgangsverbindungen rückspaltbar sind, als das entsprechende Reaktionsprodukt mit einer Verbindung mit primären Hydroxygruppen. Somit können derartige Verbindungen (A) als Schutzgruppen für isocyanatgruppenhaltige Verbindungen, be- sonders Di- und Polyisocyanate (B) verwendet werden. Hierfür sind auch solche Verbindungen (A) geeignet, die lediglich ein oder zwei Siliciumatome aufweisen, da es bei der Verwendung als Schutzgruppen nicht auf die Kratzfestigkeit ankommt.Another object of the present invention is the use of compounds fertilize (A) as a reactant with di- and polyisocyanates and the reaction products thus obtained. The advantage of such reaction products is that they are easier to cleave back into the starting compounds than the corresponding reaction product with a compound having primary hydroxyl groups. Thus, such compounds (A) can be used as protecting groups for isocyanate group-containing compounds, especially di- and polyisocyanates (B). For this purpose, those compounds (A) are suitable which have only one or two silicon atoms, since it does not depend on the scratch resistance when used as protective groups.
Somit sind neben den oben aufgeführten Verbindungen (A), besonders den Verbin- düngen (A), die erhältlich sind durch Umsetzung mindestens einer Verbindung (A1), die mindestens ein Siliciumatom und mindestens eine Si-H-Gruppe aufweist, mit mindestens einer Verbindung (A2), die mindestens eine Gruppe (Y) und mindestens eine vinylische Gruppe trägt, und insbesondere denen der Formeln (IIa), (IIb) und (lila) bis (MId) auch folgende Verbindungen der Formel (Villa) und (VIIIb) geeignet:Thus, in addition to the above-mentioned compounds (A), especially the compounds (A) obtainable by reacting at least one compound (A1) having at least one silicon atom and at least one Si-H group with at least one compound (A2) which bears at least one group (Y) and at least one vinylic group, and in particular those of the formulas (IIa), (IIb) and (IIIa) to (MId), also the following compounds of the formula (VIIIa) and (VIIIb) suitable:
(Villa)(Villa)
(VIIIb)(VIIIb)
worinwherein
R2, R4, R5, R6, Y, n und x die oben genannten Bedeutungen haben kann.R 2 , R 4 , R 5 , R 6 , Y, n and x may have the abovementioned meanings.
In dieser Schrift verwendete ppm- und Prozentangaben beziehen sich, falls nicht an- ders angegeben, auf Gewichtsprozente und -ppm.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, aber nicht auf diese Beispiele einschränken.Ppm and percentages used in this specification refer, unless otherwise indicated, to percentages by weight and ppm. The following examples are intended to illustrate but not to limit the invention.
BeispieleExamples
Beispiel 1example 1
In einem Dreihalskolben mit Rückflusskühler und Rührer wurden unter Inertgas 123,15 g Eugenol (4.Allyl-2-methoxyphenol) unter kräftigem Rühren mit 1 ,70 mg Natrium- hydrogencarbonat versetzt. Die Vorlage wurde auf 75°C erhitzt. Dann erfolgte die Zugabe von 8,70 g DMS-H03 (Hydridterminiertes Polydimethylsiloxan, Fa. Gelest, CAS- Nr. 70900-21-9) und 0,52 ml Hexachloroplatinsäurehydrat (H2[PtCI6], 1 %ige Lösung in Toluol/Isopropanol(1 :1 )) als Katalysator. Dabei war eine schwach exotherme Reaktion zu beobachten. Anschließend wurde die Innentemperatur auf 95°C erhöht und 165,30 g DMS-H03 (Hydridterminiertes Polydimethylsiloxan, Fa. Gelest, CAS 70900-21-9) innerhalb von 60 Minuten zugetropft. Das Reaktionsgemisch wurde bei 95 bis 100°C 90 Minuten gerührt. Der Reaktionsverlauf und der Reaktionsumsatz wurde durch Infrarotspektroskopie der Siliziumhydrid-Absorptionsbande (Si-H, 2150 cm"1) verfolgt. Das Endprodukt wies eine OH-Zahl nach DIN 53240 von 138 mg KOH/g auf.In a three-necked flask with reflux condenser and stirrer, 123.15 g of eugenol (4-allyl-2-methoxyphenol) were added under inert gas to 1.70 mg of sodium bicarbonate with vigorous stirring. The original was heated to 75 ° C. Then, 8.70 g of DMS-H03 (hydride-terminated polydimethylsiloxane, Gelest, CAS No. 70900-21-9) and 0.52 ml of hexachloroplatinic acid hydrate (H 2 [PtCl 6 ], 1% solution in toluene were added / Isopropanol (1: 1)) as a catalyst. A weakly exothermic reaction was observed. Subsequently, the internal temperature was raised to 95 ° C and 165.30 g of DMS-H03 (hydride-terminated polydimethylsiloxane, Gelest, CAS 70900-21-9) was added dropwise within 60 minutes. The reaction mixture was stirred at 95 to 100 ° C for 90 minutes. The course of the reaction and the reaction conversion were monitored by infrared spectroscopy of the silicon hydride absorption band (Si-H, 2150 cm -1 ) The end product had an OH number to DIN 53240 of 138 mg KOH / g.
Beispiel 2Example 2
In einem Dreihalskolben mit Rückflusskühler und Rührer wurden unter Inertgas 107,34 g 2-Allylphenol unter kräftigem Rühren mit 1 ,70 mg Natriumhydrogencarbonat versetzt. Die Vorlage wurde auf 75°C erhitzt. Dann erfolgte die Zugabe von 9,28 g DMS-H03 (Hydridterminiertes Polydimethylsiloxan, Fa. Gelest, CAS 70900-21-9) und 0,64 ml Hexachloroplatinsäurehydrat (H2[PtCIe], 1 %ige Lösung in Toluol/Isopropanol(1 :1 )) als Katalysator. Dabei war eine schwach exotherme Reaktion zu beobachten. Anschließend wurde die Innentemperatur auf 95°C erhöht und 176,32 g DMS-H03 (Hydridter- miniertes Polydimethylsiloxan, Fa. Gelest, CAS 70900-21-9) innerhalb von 60 Minuten zugetropft. Das Reaktionsgemisch wurde bei 95 bis 100°C 120 Minuten gerührt. Der Reaktionsverlauf und der Reaktionsumsatz wurde durch Infrarotspektroskopie der Siliziumhydrid-Absorptionsbande (Si-H, 2150 cm"1) verfolgt. Das Endprodukt wies eine OH-Zahl nach DIN 53240 von 149 mg KOH/g auf.In a three-necked flask with reflux condenser and stirrer, 107.34 g of 2-allylphenol were added under inert gas with vigorous stirring with 1.70 mg of sodium bicarbonate. The original was heated to 75 ° C. Then, 9.28 g of DMS-H03 (hydride-terminated polydimethylsiloxane, Gelest, CAS 70900-21-9) and 0.64 ml of hexachloroplatinic acid hydrate (H 2 [PtCl], 1% strength solution in toluene / isopropanol (1 : 1)) as a catalyst. A weakly exothermic reaction was observed. The internal temperature was subsequently increased to 95 ° C., and 176.32 g of DMS-H03 (hydride-terminated polydimethylsiloxane, Gelest, CAS 70900-21-9) were added dropwise within 60 minutes. The reaction mixture was stirred at 95 to 100 ° C for 120 minutes. The course of the reaction and the reaction conversion were followed by infrared spectroscopy of the silicon hydride absorption band (Si-H, 2150 cm -1 ) The end product had an OH number to DIN 53240 of 149 mg KOH / g.
Beispiel 3Example 3
Es wurde ein allophanatgruppenhaltiges Polyisocyanat aus 1 ,6- Hexamethylendiisocyanat und 2-Hydroxyethylacrylat analog Beispiel 1 der WO 00/39183 hergestellt, so daß ein Polyisocyanat mit einem NCO-Gehalt nach destillati- ver Abtrennung des unumgesetzten monomeren 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat von
15,1 Gew% (Restmonomerengehalt < 0,5 Gew%), einer Viskosität von 940 mPas bei 23 °C, einem mittleren Molekulargewicht von ca. 800 g/mol und einer via 1H-NMR bestimmten Doppelbindungsdichte von 2 mol/kg erhalten wurde. Das so erhaltene U- rethanacrylat wird im folgenden als UA1 bezeichnet.A polyisocyanate containing allophanate groups was prepared from 1,6-hexamethylene diisocyanate and 2-hydroxyethyl acrylate analogously to Example 1 of WO 00/39183, so that a polyisocyanate having an NCO content after distillative removal of the unreacted monomeric 1,6-hexamethylene diisocyanate from 15.1% by weight (residual monomer content <0.5% by weight), a viscosity of 940 mPas at 23 ° C., an average molecular weight of about 800 g / mol and a double bond density of 2 mol / kg determined via 1 H-NMR has been. The urethane acrylate thus obtained is referred to below as UA1.
In einem Dreihalskolben mit Rückflusskühler und Rührer wurden zu 207,31 g des so hergestellten Urethanacrylats UA1 149,45 g Siloxandiol (hergestellt nach Beispiel 1 ), 0,20 g Methylhydrochinon und 0,40 g 2,6-Di-tert.-Butyl-p-kresol bei Raumtemperatur gemischt. Als Katalysator wurden in die gut durchmischte Vorlage 0,16 g Dibutylzinndi- laurat zugegeben. Dabei trat eine schwach exotherme Reaktion ein, so dass die Innentemperatur auf ca. 30°C anstieg. Das Reaktionsgemisch wurde bei 70°C gerührt, bis der NCO-Wert der Reaktionsmischung 5,18% betrug. Dann wurden 42,64 g Hydroxye- thylacrylat innerhalb von einer Stunde zugetropft. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend zwei Stunden bei 75 °C Innentemperatur gerührt bis der NCO-Wert der Reaktionsmischung 0,09% betrug. Das entstehende Urethanacrylat wurde mit 44,44 g Butylacetat verdünnt. Der Festkörper des Urethanacrylats betrug 88,0%. Die Doppelbindungsdichte des lösemittelfreien Urethanacrylats betrug 2,1 mol/kg.In a three-necked flask with reflux condenser and stirrer were added to 207.31 g of urethane acrylate UA1 thus prepared 149.45 g siloxanediol (prepared according to Example 1), 0.20 g of methylhydroquinone and 0.40 g of 2,6-di-tert-butyl -p-cresol mixed at room temperature. 0.16 g of dibutyltin dilaurate were added as catalyst to the well-mixed template. This resulted in a slightly exothermic reaction, so that the internal temperature rose to about 30 ° C. The reaction mixture was stirred at 70 ° C until the NCO value of the reaction mixture was 5.18%. Then 42.64 g of hydroxyethyl acrylate were added dropwise within one hour. The reaction mixture was then stirred for two hours at 75 ° C internal temperature until the NCO value of the reaction mixture was 0.09%. The resulting urethane acrylate was diluted with 44.44 g of butyl acetate. The solids of the urethane acrylate was 88.0%. The double bond density of the solvent-free urethane acrylate was 2.1 mol / kg.
Beispiel 4Example 4
In einem Dreihalskolben mit Rückflusskühler und Rührer wurden 213,20 g Urethanacrylat UA1 aus Beispiel 3, 142,35 g Siloxandiol (hergestellt nach Beispiel 2), 0,20 g Methylhydrochinon und 0,40 g 2,6-Di-tert.-Butyl-p-kresol bei Raumtemperatur gemischt. Als Katalysator wurden in die gut durchmischte Vorlage 0,16 g Dibutylzinndilaurat zugegeben. Dabei trat eine schwach exotherme Reaktion ein, so dass die Innentemperatur auf ca. 30°C anstieg. Das Reaktionsgemisch bei 70°C gerührt, bis der NCO-Wert der Reaktionsmischung 4,43% betrug. Dann wurden 43,85 g Hydroxyethylacrylat innerhalb von einer Stunde zugetropft. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend drei Stunden bei 70 °C Innentemperatur gerührt bis der NCO-Wert der Reaktionsmischung 0,04% betrug. Das entstehende Urethanacrylat wurde mitIn a three-necked flask with reflux condenser and stirrer were 213.20 g of urethane acrylate UA1 from Example 3, 142.35 g of siloxanediol (prepared according to Example 2), 0.20 g of methylhydroquinone and 0.40 g of 2,6-di-tert-butyl -p-cresol mixed at room temperature. 0.16 g of dibutyltin dilaurate were added as catalyst to the well-mixed template. This resulted in a slightly exothermic reaction, so that the internal temperature rose to about 30 ° C. The reaction mixture was stirred at 70 ° C until the NCO value of the reaction mixture was 4.43%. Then 43.85 g of hydroxyethyl acrylate were added dropwise within one hour. The reaction mixture was then stirred for three hours at 70 ° C internal temperature until the NCO value of the reaction mixture was 0.04%. The resulting urethane acrylate was with
44,44 g Butylacetat verdünnt. Der Festkörpergehalt des Urethanacrylats betrug 88,0%. Die Doppelbindungsdichte des lösemittelfreien Urethanacrylats betrug 2,1 mol/kg.Diluted 44.44 g of butyl acetate. The solids content of the urethane acrylate was 88.0%. The double bond density of the solvent-free urethane acrylate was 2.1 mol / kg.
Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1
In einem Dreihalskolben mit Rückflusskühler und Rührer wurden 321 ,85 g Urethanacrylat UA1 aus Beispiel 3, 151 ,22 g CAPA® 2054 (Polycaprolactondiol der Firma Solvay, OH-Zahl = 21 1 mg KOH/g), 0,27 g Methylhydrochinon, 0,54 g 2,6-Di- tert.-Butyl-p-kresol und 59,92 g Butylacetat bei Raumtemperatur gemischt. Als Katalysator wurden in die gut durchmischte Vorlage 0,22 g Dibutylzinndilaurat zugegeben. Dabei trat eine schwach exotherme Reaktion ein, so dass die Innentemperatur auf ca. 30°C anstieg. Das Reaktionsgemisch bei 70°C gerührt, bis der NCO-Wert der Reaktionsmischung 4,30% betrug. Dann wurden 66,20 g
4,30% betrug. Dann wurden 66,20 g Hydroxyethylacrylat innerhalb von einer Stunde zugetropft. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend zwei Stunden bei 70 °C Innentemperatur gerührt bis der NCO-Wert der Reaktionsmischung 0,02% betrug. Das entstehende Urethanacrylat wurde mit 35,30 g Butylacetat verdünnt. Der Festkörper des Urethanacrylats betrug 82,5%. Die Doppelbindungsdichte des lösemittelfreien Uretha- nacrylats betrug 1 ,2 mol/kg.In a three-necked flask with reflux condenser and stirrer were 321, 85 g urethane acrylate UA1 from Example 3, 151, 22 g CAPA ® 2054 (Polycaprolactondiol from Solvay, OH number = 21 1 mg KOH / g), 0.27 g Methylhydrochinon, 0 , 54 g of 2,6-di-tert-butyl-p-cresol and 59.92 g of butyl acetate mixed at room temperature. 0.22 g of dibutyltin dilaurate were added as catalyst to the well-mixed template. This resulted in a slightly exothermic reaction, so that the internal temperature rose to about 30 ° C. The reaction mixture was stirred at 70 ° C until the NCO value of the reaction mixture was 4.30%. Then 66.20 g 4.30%. Then 66.20 g of hydroxyethyl acrylate were added dropwise within one hour. The reaction mixture was then stirred for two hours at 70 ° C internal temperature until the NCO value of the reaction mixture was 0.02%. The resulting urethane acrylate was diluted with 35.30 g of butyl acetate. The solids of the urethane acrylate was 82.5%. The double bond density of the solvent-free urethane acrylate was 1.2 mol / kg.
Anwendungsprüfung 1Application test 1
Bestimmung der anwendungstechnischen Eigenschaften Pendeldämpfung, Erichsen- Tiefung und Kratzfestigkeit.Determination of the application properties Pendulum damping, Erichsen cupping and scratch resistance.
Die Bestimmung der Pendeldämpfung erfolgte analog DIN 53157. Hierzu wurden die strahlungshärtbaren Zusammensetzungen mit einer Nassfilmdicke von 400 μm auf Glas aufgebracht. Die Nassfilme wurden zunächst 15 Minuten bei Raumtemperatur (23 °C) abgelüftet und anschließend 20 Minuten bei 100°C getrocknet. Die Aushärtung der auf diese Weise erhaltenen Filme erfolgte an einer IST Beschichtungsanlage (Typ M 40 2x1 -R-IR-SLC-So inert) mit 2 UV-Strahlern (Quecksilberhochdrucklampen Typ M 400 U2H und Typ M 400 U2HC) und einer Förderbandgeschwindigkeit von 10 m/min unter Stickstoffatmosphäre (O2 nicht mehr als 500 ppm). Die Strahlendosis betrug ca. 3800 mJ/cm2. Je höher der Wert für die Pendedämpfung um so höher ist die Härte.The determination of the pendulum damping was carried out analogously to DIN 53157. For this purpose, the radiation-curable compositions were applied with a wet film thickness of 400 microns on glass. The wet films were first flashed for 15 minutes at room temperature (23 ° C) and then dried at 100 ° C for 20 minutes. The curing of the films obtained in this way was carried out on an IST coating system (type M40 2x1 -R-IR-SLC-So inert) with 2 UV lamps (high-pressure mercury lamps type M 400 U2H and type M 400 U2HC) and a conveyor belt speed of 10 m / min under a nitrogen atmosphere (O 2 not more than 500 ppm). The radiation dose was about 3800 mJ / cm 2 . The higher the value for the end-of-stroke damping, the higher the hardness.
Die Ermittlung der Erichsen-Tiefung erfolgte analog DIN 53156. Hierzu wurde mittels eines Kastenrakels die jeweilige erfindungsgemäße Zubereitung mit einer Nassfilmdi- cke von 200 μm auf BONDER-Blech 132 aufgebracht. Zur Aushärtung wurde in der oben beschriebenen Weise belichtet. Anschließend wurde die Erichsen-Tiefung durch Eindrücken einer Metallkugel in die nicht beschichtete Seite des Blechs bestimmt. Hohe Werte bedeuten hohe Flexibilität.The Erichsen depression was determined analogously to DIN 53156. For this purpose, the particular preparation according to the invention with a wet film thickness of 200 μm was applied to BONDER sheet 132 by means of a box doctor blade. For curing was exposed in the manner described above. Subsequently, the Erichsen depression was determined by pressing a metal ball into the uncoated side of the sheet. High values mean high flexibility.
Die Bestimmung der Kratzfestigkeit erfolgte mit dem Scotch-Brite-Test nach Lagerung für 7 Tage im Klimaraum. Im Scotch-Brite-Test wird als Prüfkörper ein 3 x 3 cm großer Siliciumcarbid modifizierter Faservlies (Scotch Brite SUFN, Firma 3M) an einem Zylinder befestigt. Dieser drückt das Faservlies mit 750 g an die Beschichtung und wird pneumatisch über die Beschichtung bewegt. Die Wegstrecke der Auslenkung beträgt 7 cm. Nach 10 bzw. 50 Doppelhüben (DH) wird im mittleren Bereich der Beanspruchung der Glanz (Achtfachbestimmung) analog DIN 67530 bei einem Einfallwinkel von 20° gemessen. Der Restglanzwert in Prozent ergibt sich aus dem Verhältnis Glanz nach Belastung gegenüber Anfangsglanz. Nach 50 Doppelhüben wird mit einem weichen Tuch, das mit Waschbenzin getränkt ist zweimal leicht abgewischt und nochmals der Restglanz gemessen. Anschließend wird der Reflow nach 2 h bei 80°C im Trockenschrank durch Messung des Restglanzes bestimmt.
Die Herstellung der strahlungshärtbaren Masse erfolgte durch intensive Mischung von 100 Gewichtsteilen der unter Beispiele 3 und 4 bzw. Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Urethanacrylaten mit 4 Gewichtsteilen 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenylketon (handelsüblicher Photoinitiator Irgacure® 184 der Firma Ciba Spezialitätenchemie).Scratch resistance was determined using the Scotch Brite test after storage for 7 days in a climate chamber. In the Scotch-Brite test, a 3 × 3 cm silicon carbide-modified fiber fleece (Scotch Brite SUFN, 3M company) is attached to a cylinder as test specimen. This presses the fiber fleece with 750 g to the coating and is pneumatically moved over the coating. The distance of the deflection is 7 cm. After 10 or 50 double strokes (DH), the gloss (eight-fold determination) is measured analogously to DIN 67530 at an incident angle of 20 ° in the middle region of the stress. The residual gloss value in percent results from the ratio of gloss after load to initial gloss. After 50 double strokes, gently wipe twice with a soft cloth soaked in benzene and measure the residual shine again. Subsequently, the reflow is determined after 2 h at 80 ° C in a drying oven by measuring the residual gloss. The radiation-curable composition was prepared by intensive mixing of 100 parts by weight of the urethane acrylates obtained under Examples 3 and 4 or Comparative Example 1 with 4 parts by weight of 1-hydroxycyclohexyl-phenylketone (commercial photoinitiator Irgacure® 184 from Ciba Spezialitätenchemie).
Anwendungsprüfung 2: Nachweis des Selbstheilungseffektes durch DMTA-MessungenApplication test 2: Demonstration of the self-healing effect by DMTA measurements
Die Herstellung der strahlungshärtbaren Masse erfolgte durch intensive Mischung von 100 Gewichtsteilen der unter Beispiel 3 bzw. Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Urethanacrylaten mit 4 Gewichtsteilen 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenylketon (handelsüblicher Photoinitiator Irgacure® 184 der Firma Ciba Spezialitätenchemie). Die strahlungshärtbaren Zusammensetzungen wurden mit einem Kastenrakel mit einer Nassfilmdicke von 100 μm auf Glas aufgebracht. Die Nassfilme wurden zunächst 15 Minuten bei 23 °C abgelüftet und anschließend 20 Minuten bei 100°C getrocknet. Die Aushärtung der auf diese Weise erhaltenen Filme erfolgte an einer IST Beschichtungsanlage (Typ M 40 2x1 -R-IR-SLC-So inert) mit 2 UV-Strahlern (Quecksilberhochdrucklampen Typ M 400 U2H und Typ M 400 U2HC) und einer Förderbandgeschwindigkeit von 10 m/min unter Stickstoffatmosphäre (O2 nicht mehr als 500 ppm). Die Strahlendosis betrug ca. 3800 mJ/cm2.The radiation-curable composition was prepared by intensive mixing of 100 parts by weight of the urethane acrylates obtained under Example 3 or Comparative Example 1 with 4 parts by weight of 1-hydroxycyclohexyl-phenylketone (commercial photoinitiator Irgacure® 184 from Ciba Spezialitätenchemie). The radiation-curable compositions were applied to glass using a box wiper with a wet film thickness of 100 μm. The wet films were first flashed for 15 minutes at 23 ° C and then dried at 100 ° C for 20 minutes. The curing of the films obtained in this way was carried out on an IST coating system (type M40 2x1 -R-IR-SLC-So inert) with 2 UV lamps (high-pressure mercury lamps type M 400 U2H and type M 400 U2HC) and a conveyor belt speed of 10 m / min under a nitrogen atmosphere (O 2 not more than 500 ppm). The radiation dose was about 3800 mJ / cm 2 .
Die Bestimmung des dynamisch-mechanischen Verhaltens der auf diese Weise präparierten freien endgehärteten Filme mit einer Schichtdicke von 50-70 μm erfolgte durch Dynamisch-Mechanischen-Thermo-Analyse (DMTA) bei einer Heizrate von 2°C/min und einer Frequenz von 1 Hz. Der Temperaturbereich der DMTA-Messung betrug - 30°C bis 200°C, wobei die Temperatur von 150°C für 60 min gehalten wurde (Messinstrument: Rheometrics Solids Analyzer RSA II; Probengeometrie: Lange: 34,5 mm, Breite: 6,0 mm; Dicke 0,051 mm bis 0,071 mm).
Bei der Beschichtung auf Basis des in Beispiel 3 hergestellten silylgruppenhaltigen Urethanacrylats wurde ein Maximum des tan δ bei 90°C gemessen. Im gummielastischen Bereich (T>120°C, Speichermodul 108 Pa) zeigte sich ab 150°C eine Absenkung des Speichermoduls (E-Modul) auf 105 Pa bei 200°C. Dies zeigt die chemische Spal- tung des Netzwerks, die für den Selbstheilungseffekt verantwortlich ist.The determination of the dynamic mechanical behavior of the thus prepared free final cured films with a layer thickness of 50-70 microns was carried out by dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) at a heating rate of 2 ° C / min and a frequency of 1 Hz The temperature range of the DMTA measurement was -30 ° C to 200 ° C with the temperature maintained at 150 ° C for 60 min (Instrument: Rheometrics Solids Analyzer RSA II; Sample Geometry: Long: 34.5 mm, Width: 6 , 0 mm, thickness 0.051 mm to 0.071 mm). In the coating based on the silyl group-containing urethane acrylate prepared in Example 3, a maximum of the tan δ at 90 ° C was measured. In the rubber-elastic range (T> 120 ° C, storage modulus 10 8 Pa) was shown from 150 ° C, a lowering of the storage modulus (modulus of elasticity) to 10 5 Pa at 200 ° C. This shows the chemical cleavage of the network, which is responsible for the self-healing effect.
Die Beschichtung auf Basis des Urethanacrylats aus Vergleichsbeispiel 1 zeigte dieses Verhalten nicht. Es wurde ein Maximum des tan δ bei 65°C gemessen. Der Speichermodul im gummielastischen Bereich (T>80°C) betrug 108 Pa im Temperaturbereich bis 2000C.
The coating based on the urethane acrylate from Comparative Example 1 did not show this behavior. A maximum of tan δ at 65 ° C was measured. The storage modulus in the rubber-elastic range (T> 80 ° C) was 10 8 Pa in the temperature range up to 200 0 C.