NO140110B - Materialer med ugjennomsiktige lakkbelegg paa basis av umettet polyester, uten innhold av dekkende pigmenter - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører materialer med ugjennom-

siktig lakkbelegg som er fritt for dekkende pigmenter oq er basert på umettede polyestere og kopolymeriserte monomere.

Med "materialer" forstås i den følgende beskrivelse alle materialer av tre, trematerialer, pressede materialer, papp,

papir, glass eller metall som er egnet for lakkering. Ved trematerialer forstås foredlingsprodukter av tre såsom sponplater, hårdfiberplater, lamellplater med og uten finér. Pressede materialer er papir, vevede materialer, fiberflor eller glass-matter som er gjennomtrukket med kunstharpikser og herdner til sjiktmaterialer under anvendelse av trykk og varme. Også

plast kan tjene som "materialer"'for en belegning. Skjønt materialene ikke behøver å ha plan form, foreligger de fortrinns-vis som skiver eller plater. Ved "materialer" forstås også

slike som er blitt forbehandlet. Derunder kan tre eller trematerialer være beiset, metaller ha en vaskeprimer, en fos-fatering eller være forkrommet. Videre kan materialene være sparklet, grunnet eller overtrukket med et lakksjikt.

Sponplater eller hårdfiberplater anvendes i stor utstrekning i møbelindustrien. For fargede eller hvitmalte møbler blir slike plater i allminnelighet ikke lenger finert, men sparklet og overtrukket med et grunnfolie. Det har lenge vært tilstrebet i møbelindustrien å utstyre plater for dør-, side- eller vegg-elementer av møbler, og også bordplater, med et hvitt eller farget overtrekk som gir de ferdige sammensatte møblene et tiltalende utseende. For dette anvendes ofte beleggmaterialer på basis av umettede polyestere og kopolymeriserbare monomerer, men bare transparente overtrekk har hittil latt seg herde ved hjelp av UV-lys. Skal det fremstilles ugjennomsiktige overtrekk (hvite eller fargete),må beleggmaterialene være tilsatt dekkende pigmenter som f.eks. titandioksyd.

Fra britisk patent 1 201 087 er det kjent å fremstille formede gjenstander under anvendelse av en herdbar, flytende, polymeri-serbar blanding av en umettet polyesterharpiks, en termoplast og en med den umettede polyester kopolymeriserbar, etylenisk umettet monomer- Herdningen av denne blanding skjer under an-vendelse av trykk og varme, og det dannes en hvit og ugjennomsiktig gjenstand. Årsaken til ugjennomsiktigheten er uforlikeligheten av termoplasten med den umettede polyesterharpiks, både i herdet tilstand og i den flytende harpiksblandinq, som ved lang henstand spalter seg i to flytende skikt. For at gjenstanden skal bli hvit, er termoplasten absolutt nødvendig.

I en artikkel i tidsskriftet "Kunststoffe" 1968, side 931 - 932, blir herdingsforløpet hos umettede polyesterharpikser og styren ' undersøkt. Ved polymerisasjonen danner det seg polystyren-endestykker med forskjellig lange styrensekvenser. Ved lav for-nettingsgrad opptrer en fasedeling som gjør de enkelte faser synlige som følge av forskjellig lysbrytning. Denne virkningen ytrer seg som en lett uklarhet eller opalesens.

Det er nå, overraskende nok, funnet at man kan oppnå materialer med helt tilfredsstillende belegg når man nedsetter andelen av umettet polyester vesentlig og øker andelen av kopolymeriserbare monomerer vesentlig. At man på denne måten får belegg som er hvite og ugjennomsiktige, har høy dekkevne og dertil fullstendig tilfredsstillende teknologiske egenskaper, var overraskende og ikke til å forutse. Dekkevnen tilsvarer den dekkevne som man får når man tilfører betraktelige mengder titandioksyd. Titandioksydet bortfaller her fullstendig.

Herdingen av belegg av polyestermaterialer kan skje på forskjellige måter. Den kan foretas uten varmetilførsel utenfra ved vanlige romtemperaturer når materialene inneholder peroksyd-herdere og egnede akseleratorer.

Den med peroksyd innledede herdning kan ytterligere akselereres ved å tilføre varme utenfra, eller ved bestråling med infrarøde stråler, eller ved anvendelse av høyfrekvensenergi.

En annen type herding av belegg av polyestermaterialer kan foretas ved bestråling med ultrafiolett lys. I dette tilfelle bortfaller peroksyd-herderen og akseleratoren. I deres sted kommer en fotokjemisk sensibilisator. Denne bevirker under innvirkning av UV-lys en avspaltning av radikaler, hvorved polymerisasjonen innledes. De her anvendte UV-stråler fremstilles som regel av høytrykks-kvikksølvdamp eller lavtrykk-kvikksølvdamp-lamper eller superaktiniske lysstoffrør. De kjente fremgangsmåter for UV-herding er sammenfattet i artiklene "Die Lichthartung von Polyester-Lacken" (Eugen Richter, Moderne Holzverarbeitung,

hefte 10, 1968, side 604 - 606) og "Lackhartung durch ultra-violettes Licht" (Dr. Wolfgang Deninger und Dr. Manfred Patheiger, Industrie-Lackier-Betrieb, 37. Jg., hefte 3, mars 1969, side 85 - 91) .

I .stedet for ultrafiolett lys kan man også anvende sollys eller en annen, sterkt ioniserende bestråling.

Ved herdingen med UV-lys har man hittil bare anvendt slike polyesterlakker hvis andel av umettet polyester var høyere enn andelen av kopolymeriserbare monomerer. I motsetning til den herding som innledes ved peroksyder og akseleratorer, kan imidlertid UV-lys bare anvendes for transparente belegg. Pigmenteres disse materialer, lar de seg ikke herde ved UV-lys. Dette med-fører naturligvis den store ulempe at man hittil bare har kunnet anvende UV-herdingen på et begrenset område, nemlig ved transparente belegg.

Fra tysk off. skrift nr. 1 621 820 er det kjent å fremstille belegg som kan inneholde fyllstoffer som ikke negativt påvirker UV-herdingen. Slike fyllstoffer er f.eks. kalsiumkarbonat, glimmer, talkum, bariumsulfat, findelt kiselsyre og kiselsyre-aerogeler. Innenfor rammen av foreliggende oppfinnelse kan disse fyllstoffene likeledes benyttes. Disse tilsetningene varierer kun beleggets egenskaper med hensyn til f.eks. hårdhet, skrapefasthet og festeevne. Deres samlede mengde skal dog

være mindre enn innholdet av umettet polyester.

Gjenstanden for den forliggende oppfinnelse er således materialer med ugjennomsiktige lakkbelegg på basis av umettede polyestere og kopolymeriserbare monomerer, samt vanlige herdingskatalysatorer og eventuelt ikke-dekkende pigmenter, og dette materialet er karakterisert ved at lakkbelegget er fremstilt fra et beleggmateriale hvor innholdet av kopolymeriserbare monomerer, særlig styren, var større enn innholdet av umettet polyester, idet beleggmaterialet ikke inneholdt bestanddeler som var egnet til å oppheve uforlikeligheten mellom de to faser i belegget som dannes ved herdingen.

Den overraskende effekt at de herdede overtrekk blir ugjennomsiktige, fås også når belegget i tillegg til monomerene inneholder ikke-reaktive løsningsmidler, såsom alifatiske og/eller aromatiske hydrokarboner (benzen, toluen, xylen), alkoholer, glykoler, estere.

Den oppdagelse at overtrekket blir ugjennomsiktig i løpet av herdingen, er ikke bundet til bestemte typer av umettete polyestere. Man har funnet at alle i praksis anvendbare typer er anvendbare. Når det gjelder sammensetningen og fremstillingen av umettede polyestere, så finnes uttømmende opplysninger om dette i de innledningsvis nevnte litteratursteder. Som kjent forstår man med umettede polyestere slike som fås ved forest-ring av dikarboksylsyrer, såsom maleinsyre, maleinsyreanhydrid, fumarsyre, itakonsyre, adipinsyre, ravsyre, ftalsyre eller ftalsyreanhydrid med polyalkoholer, såsom etylenglykol, dietey-englykol, heksadiol, glycerol, trimetylolpropan og pentaery-tritol.

Også de i den foran siterte litteratur angitte kopolymerisa-sjonsdyktige monomerene er brukbare. Det dreier seg her om de vanligvis anvendte monomerene, som man kan anvende enkelt-vis eller i blanding. Som eksempel kan nevnes styren, vinyltoluen, metylmetakrylat, etylmetakrylat, divinylbenzen, diallyl-ftalat.

De beste resultatene når det gjelder utseende og struktur hos det hvite belegg oppnås når man bestråler med UV-lys. Det fore-trukne forholdet mellom monomerer og umettet polyester varierer alt etter typen monomer og polyester, og man anvender fortrinns-vis mellom 10 og 45 vekts-% umettet polyester i det ikke pigment-erte overtrekksmateriale.

Overflaten av det herdede belegg kan varieres. Ved hjelp av egnede tilsetninger, som f.eks. parafin og voks, kan man få et utseende som en effekt-lakk. Overflaten kan videre ved sliping og polering bringes til høyglans. Mangfoldigheten av de forskjellige overflate-formene til det hvite belegg oppnår man oqså ved egnet valg av organiske, ikke reaktive løsningsmidler.

Som additiver kan man anvende antiskummidlene, sammenflytnings-midler (silikonolje) og fortykningsmidler.

Beleggmaterialet kan ytterligere inneholde små mengder av andre kunstharpikser som er forlikelige med belegningsmaterialet, som f.eks. nitrocellulose, alkydharpikser, ketonharpikser, lineære mettede polyestere, epoksydharpikser, polyuretanharpikser, urea-harpikser, melamin- og andre triazinharpikser, akrylat- og/eller metakrylatharpikser, acetobutyrater og polyvinyl-forbindelser. Man må imidlertid unngå å tilblande bestanddeler som opphever uforlikeligheten mellom de to faser som dannes ved herdingen.

De herdede kunststoffsjiktene er som regel (ved fravær av løs-lige fargestoffer) hvite, og har en utmerket dekkevne som kan sammenlignes med slike filmer og overtrekk som består av høy-pigmenterte materialer.

I det enkleste tilfelle består beleggmaterialet av en oppløs-ning av umettede polyestere i de kopolymeriserbare monomerene. Denne blandingen blir alt etter den anvendte herdertypen enten tilsatt peroksyd og en koboltforbindelse eller peroksyd og et tertiært amin, eller blandingen tilsettes en fotosensibilisa-tor. Ytterligere aktivatorer kan likeledes forekomme.

Hvis man skal herde ved vanlige romtemperaturer uten varmetil-førsel utenfra, så blir polyester-overtrekksmidlene på vanlig måte tilsatt peroksyd-herder og egnede akseleratorer, såsom kobolt-oktoat eller et tertiært amin.

Slike beleggmasser anvendes også når herdingen skjer ved høyere temperatur eller ved innvirkning av infrarøde stråler eller høy-frekvensenergi.

Polyester-beleggmasser som skal herdes under innvirkning av ultrafiolett lys eller sollys, inneholder som herdekatalysatorer fotosensibilisatorer. Egnede fotosensibilisatorer er foruten benzoin også dennes derivater, som f.eks. benzoin-metyleter, benzoin-etyleter , benzoin-isopropyleter, benzoin-acetat, ct-benzylbenzoin, oc-metylbenzoin. Andre egnede f otosensibilisatorer tilborer gruppen disulfider. Ytterligere fotosensibilisatorer er benzil, acetofenon, antrakinon-derivater, benzofenon, fen-antrenkinon, diacetyl, tetrametyltiuramdisulfid, naftalinsulfo-klorid', bromtriklormetan, bromoform, mangankarbonyl og heksa-arylimidazoler. Generelt er alle stoffer som anvendes som fotosensibilisatorer anvendbare for herdingen.

Den nodvendige tiden for fullstendig herding av belegget avhenger av polymerisasjonsaktiviteten til harpiksen, monomerene, sammensetningen og mengden av fotosensibilisatorer og av kvaliteten og mengden av lysenergi, såvel som av typen og den påforte mengden av beleggmaterialet. Som UV-stråle-imitterende lyskilder anvendes som regel hoytrykks-kvikksolvdamp-lamper, lavtrykks-kvikksolvdamp-lamper eller superaktiniske lysstoffror.

Beleggmaterialene kan påføres ved hjelp av vanlige påfør-

, ingsmetoder, såsom helling, sprøyting eller valsning. Materialet som skal overtrekkes kan eventuelt være forbehandlet eller allerede ha et lakk- eller sparkelsjikt.

Påfbringsmetodene kan variere. således er det på den ene side mulig direkte å tilblande katalysatorene eller fotosensibilisa-torene, men på den annen side er det også mulig å påføre perok-sydet først, i form av en herder-grunning, på materialet som skal belegges - såkalt "Aktivgrundverfahren". Derefter blir det peroksydfrie, men akseleratorholdige polyestermateriale påført på det peroksydholdige underlag. Det er også mulig å påføre den herderholdige komponent og den akseleratorholdige komponent "vått-i-vått".

Beleggets tykkelse kan varieres innenfor vide grenser. Selv-følgelig er også dekkevnen til de ugjennomsiktige belegg mindre når sjikttykkelsen er mindre. Dekkende sjikt med 10 pm tørr-film-tykkelse kan imidlertid oppnås. Vanligvis er sjikttykkel-sene større, nemlig opptil 1,5 - 2 mm. De foretrukne sjikttykk-elser ligger mellom 50 um og 700 um.

De etterfølgende eksempler tjener til å belyse oppfinnelsen.

De nevnte deler betyr vektsdeler, og med de angitte prosenter menes vektsprosenter. Kravets "innholdet" skal også forstås på vektbasis.

EKSEMPEL 1

A. På vanlig måte fremstilles en umettet polyesterharpiks av:

26 deler 1,2-propylenglykol,

16 deler maleinsyreanhydrid,

20 deler ftalsyreanhydrid,

til denne sats tilsettes

0,003 deler hydrokinon

som stabilisator og harpiksen fortynnes ved temperaturer mellom 90 og 95°c med styren til et faststoffinnhold på 70%.

B. Det fremstilles et overtrekksmiddel av fSigende bestanddeler :

40 deler av den ifolge 1 A erholdte polyesterlosning,

60 deler styren, r.

1 del benzoin-isopropyleter.

Av dette beleggmateriale helles 654 g/m 2på en med opphøyet kant forsynt sponplate ved hjelp av en støpemaskin. Deretter blir overtrekket 3-5 minutter forgelert ved hjelp av en lavtrykks-kvikksolvdamp-lampe og derefter 1 minutt herdet ved hjelp av en hbytrykks-kvikksolvdamp-lampe (HTQ7, merke Philips).

Det erholdte belegg er hvitt og ugjennomsiktig. Overflaten er strukturert, hoyglansende og ripefast.

EKSEMPEL 2

Et beleggmateriale fremstilles av bestanddelene:

42,5 deler av den ifolge 1 A erholdte polyesterlosning,

10 deler toluen,

5 2 deler styren,

5 deler av en 5%'ig parafinlosning i styren, (parafinets smeltepunkt er 60°C)5

1 del metylol-benzoinmetyleter,

1,5 deler kiselsyre-aerogel.

Av dette overtrekksmateriale helles 775 g/m 2 på en spon-

plate ved hjelp av en stopemaskin. Samme herding ble gjennom-

ført som beskrevet i eksempel 1. Dette resulterte i et hvitt, ugjennomsiktig belegg med matt og solid overflate.

EKSEMPEL 3

Et beleggmateriale fremstilles av følgende bestanddeler:

40 deler av den ifolge eksempel 1 A erholdte polyesterlosning,

60 deler styren,

1 del findelt kiselsyre,

25 deler utfelt kalsiumkarbonat,

1 del metylol-benzoinmetyleter.

Av dette overtrekksmateriale helles 650 g/m 2 på en spon-

plate ved hjelp av en stopemaskin. Herdingen skjer som beskrevet i eksempel 1. Dette resulterer i et hvitt og ugjennomsiktig belegg.

EKSEMPEL 4

Et beleggmateriale fremstilles av følgende bestanddeler:

50 deler av den ifolge 1 A erholdte polyesterlosning,

50 deler vinyltoluen,

2 deler av en 25%'ig nitrocelluloselosning i etylacetat,.

3 deler av en 5%'ig parafinlosning i styren (parafinets smeltepunkt er 60°C),

2 deler naftalin-2-sulfoklorid.

Av dette overtrekksmiddel helles 800 g/m 2 på en hardfiber-plate. Derefter blir overtrekket forgelert 2 1/2 minutt ved hjelp av en lavtrykk-kvikksolvdamp-lampe og derefter herdet ett minutt med en hdytrykks-kvikksolvdamp-lampe.

Dette resulterer i et hvitt og ugjennomsiktig belegg.

EKSEMPEL 5

Beleggmaterialet ifølge eksempel 4 tilsettes 0,05 deler saponektegul. Efter herdingen får man et gult belegg som likeledes er ugjennomsiktig.

EKSEMPEL 6

Et beleggmateriale fremstilles av følgende bestanddeler:

5 7 deler av den ifolge 1 A erholdte polyesterlosning,

42 deler styren,

5 deler av en 5%'ig parafinlosning i styren (parafinets smeltepunkt = 60°C), 1 del av en koboltnaftenatlosning i toluen med 4% kobolt-metall-innhold,

2 deler cykloheksanonperoksyd.

Av dette overtrekksmateriale helles 1500 g/m på en med opphoyet kant forsynt sponplate ved hjelp av en støpemaskin.

På denne måten fremstilles flere prover, som herdes ved hjelp av forskjellige metoder.

a. Efter henstand over natten er belegget gjennom-

herdet og ugjennomsiktig hvitt.

b) Tørkingen skjer ved hjelp av en dysetørker som blåser varm-luft med en temperatur på 140°C. Dysetørkingen skjer etter

at belegget er gelert. Overflaten behandles ca. 1 1/2 til 2 minutter med dysetørkeren, deretter er belegget gjennomherdet og ugjennomsiktig hvitt. c. Belegget behandles med stråler som stammer fra en infrarød-mørkestråler, og som er plassert i en avstand på 25 cm fra platen som skal belegges. Etter ca. 1 1/2 minutt er belegget gjennomherdet og ugjennomsiktig hvitt. d. Belegget herdes i et induksjons-høyfrekvens-felt i løpet av 100 sekunder. Man får igjen et hvitt og ugjennomsiktig belegg.

Et utførelseseksempel av oppfinnelsen anskueliggjøres skjematisk ved hjelp av tegningen. Således viser fig. 1 en sponplate (1) som er forsynt med et beleggsjikt (2), hvilket sjikt er ugjennomsiktig og hvitt.

Claims (1)

1. Materialer med ugjennomsiktige lakkbelegg på basis av umettede polyestere og kopolymeriserbare monomerer, samt vanlige herdingskatalysatorer og eventuelt ikke-dekkende pigmenter, karakterisert ved at lakkbelegget er fremstilt fra et beleggmateriale hvor innholdet av kopolymeriserbare monomerer, særlig styren, var større enn innholdet av umettet polyester, idet beleggmaterialet ikke inneholdt bestanddeler som var egnet til å oppheve uforlikeligheten mellom de to faser som dannes i belegget ved herdningen.