NO770445L - Fremgangsm}te til beskyttelse av pvc-overflater mot sollysinnvirkning. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til beskyttelse av PVC-

overflater mot sollysinnvirkning.

Oppfinnelsens gjenstand vedrører en fremgangsmåte til beskyttelse av PVC-overflater mot sollysinnvirkninger ..med et klebefast på PVC-overflaten påført med farvepigment og UV-'_ stabilisatorer utstyrt dekksjikt av et polymetylmetakrylat eller kopolymerisat.

Den dårlige klimabestandighet av PVC skyldes at PVC-molekylene under avspaltning av HC1 ved dannelsen av konju-gerte dobbeltbindinger sprekker. Denne nedbrytning utløses ved lyset og termisk energi. På grunn av nedbrytningen misfarves den i og for seg farvenøytrale PVC fra gult over brunlig til sort. Samtidig endres ved avbygningen de mekaniske egenskaper, dvs. spesielt slagfasthet og utvidelse av PVC avtar sterkt. Det er kjent at PVC kan stabiliseres ved hjelp av stabilisatorer, f.eks. dibutyltinnmaleinater eller blyfosfit eller barium/kad-mium-komplekser for å forsinke den omtalte nedbrytning. Dessuten kan man tilsette UV-absorberere. Sistnevnte er riktignok meget dyre og kan bare virke når det er tilstede en tilstrekkelig høy konsentrasjon. Allikevel forblir også ved rikelig tilsetning av UV-absorberere i de øvre grensesjikt av PVC i store områder PVC-molekylene beskyttet, da med den tilsatte UV-absorberer kan det jo ikke oppnås dekkende lys-ugjennomtrengelige sjikt. Hertil kommer at UV-absorberer har et høyere damptrykk enn PVC og unn-viker i løpet av tiden resp. avbygges ved hjelp av andre kjemiske reaksjoner. Også ved pigmentering av PVC-massene forblir ved høy pigmentering PVC-molekylene ubeskyttet på overflategrense-sj iktet.

Da tilsetningen av alle hjelpemidler vanligvis ned-setter PVC's mekaniske egenskaper og dessuten kan det ikke oppnås en absolutt klimabestandighet av en PVC-overflate som er utsatt for en direkte klimapåvirkning, forblir som ytterligere måte det kjente hjelpemiddel med en belegriing av PVC-overflaten.

I DOS 2.246.497 er det omtalt kunststoffprofiler

med forbedret lys- og klimabestandighet, hvor minst på en del av omkretsen er det påført et sjikt av et polymetakrylat eller en

kopolymer herav, fortrinnsvis en tykkelse fra 0,1 til 1 mm klebefast, ved koekstruksjon. På denne måte foredles profiloverflaten og de fremragende egenskaper spesielt av polymetylmetakrylat, som høy brillans, lett innfarvbarhet og høy lyskraft og renhet av farvene overføres på den belagte profil. Disse dekksjikt kan tilsettes også UV-absorberere.

Også ifølge DOS 1.759-931 skal utseende, klimabestandighet og farveekthet av profiler av kunststoffer forbedres ved at det foreskrives et dekksjikt som er anriket sterkt!med høyverdige pigmenter og/eller har en høy konsentrasjon av UV-stabilisatorer. Derved skal det blant annet ved materialvalget av dekksjiktet oppnås at de høypolymere av kjernesjiktet beskyttes for spaltning resp. høypolymere med dobbeltbinding er mindre sterkt utsatt for aldring ved varme og lysinnvirkning resp. oksy-gen. Polymeriserbare monomere skal derved bevares for uønsket polymerisasjon. Hvilke materialer dekksjiktet nå overhodet er egnet til å løse denne oppgave er ikke angitt i DOS 1.759-931-

De ifølge dette Offenlegungsschrift tillate lysgjennomtrenge-lige dekksjikt, som lysfarves resp. innfarves transluzent er med sikkerhet ikke egnet, da de ikke underbinder lysinnfallet, hvilke lysugjennomtrengelige materialer derimot som kunne løse den stilte oppgave er ikke åpenbart for fagfolk.

Oppfinnelsens gjenstand går derved ikke den i DOS 1-759-931 foreslåtte vei, til å velge et lysugjennomtrengelig material for belegget, men å anvende et selv farveløst og.transparent material, som som kjent utmerker seg ved gode optiske egenskaper og høy klimabestandighet, nemlig polymetylmetakrylat eller et kopolymerisat herav. Et slikt dekksjikt anvendes også ifølge DOS 2.246.497 for kunststoffprofiler. Dekksjiktet av polymetylmetakrylat eller et kopolymerisat herav er selv klimabestandig, byr imidlertid den underliggende PVC-overflate ingen beskyttelse mot sollysinnvirkning, da de lar de kortbølgede UV-stråler basere selv den relativt tykke dekksjikttykkelse fra ca. 0,2 til 0,3 mm. Av den vilkårlige innfarvning av dekksjiktet av polymetJmetakrylat, slik det eksempelvis er angitt i DOS 2.246.497, byr ingen sikker beskyttelse av PVC-overflaten mot sollysinnvirkning, da ikke enhver ønskelig pigmentering av type og størrelse ifølge oppfinnelsen løser den til grunn liggende oppgave.

Dessuten er det fra DOS 2.247-980 dessuten blitt kjent en fremgangsmåte til fremstilling av farvede bygnings-

deler for utvendig anvendelse i bygningsvesen, som f.eks. vin-dusprofilrammer, fasadeplater og lignende, av et termoplastisk kunststoff, fortrinnsvis PVC, eksempelvis ved ekstrudering, dyptrekking eller sprøytestøping, hvor for å hindre en for sterk oppvarmning av bygningsdelene som følge av deres farvegivning,

ved solinnstråling den termoplastiske formmasse før den endelige formgivning innfarves ved hjelp av pigmenter med en høy., absorb-sjon i synlig lys ved samtidig høy remisjon.i infrarødt. omrade.

På denne måte oppnås spesielt med bygningsdeler innfarvet med mørkere farvetone at disse ikke oppvarmer seg for sterkt ved solinnstråling og dermed unngås utløsningen av egenspenninger ved forhøyede temperaturer ved PVC ved temperaturer på 60°C og oppad. Ved denne kjente fremgangsmåte og produktet fremstillet herav er imidlertid selve PVC-overflaten ennu ikke beskyttet mot angrep for solstråling.

Idet det gåes ut fra teknikkens stand ligger det

for oppfinnelsen til grunn den oppgave å utforme bygningsdeler for utvendig anvendelse av termoplastisk kunststoff på basis PVC, således at PVC-overflaten er beskyttet mot ethvert klimaangrep og spaltning og samtidig er oppvarmningsfaren ved farvede bygningsdeler, spesielt mørkere bygningsdeler på grunn av solinnstråling nedsatt. Det gåes her ut fra bygningsdeler som består av PVC og hvor det til beskyttelse av PVC-overflaten mot sollysinnvirkning er et klebefast på PVC-overflaten påført og med farvepigmenter og UV-stabilisatorer resp. UV-absorberer utstyrt dekksjikt av et polymetylmetakrylat eller kopolymerisat herav påført klebefast. Oppfinnelsen løser den stilte oppgave således at dekksjiktet.

ikke absorberer IR-stråling og IR-strålingen kan enten reflekteres ved en tilsvarende pigmentering ved hjelp av IR-reflekterende pigmenter og/eller farvestoffer av dekksjiktet ved påtrefning på disse eller ved en tilsvarende pigmentering ved hjelp av IR-ref lekterende pigmenter og/eller farvestoffer av PVC-sjiktet ved påtrefning av dette og dekksjiktet dannes ved tilsetninger av UV-stabilisatorer resp. UV-absorberere tilnærmet UV-ugjennomtrengelig. Ved forholdsreglene ifølge oppfinnelsen beskyttes spesielt ved dannelsen av dekksjiktet prinsippielt i et første

fremgangsmåtetrinn PVC for klimapåvirkning og spaltning og samtidig sikrer ved de ytterligere fremgangsmåter med hensyn til den spesielle pigmentering av dekksjiktet og/eller PVC-sjiktet temperaturtålbarheten og bygningsdelene, spesielt med hensyn til,uønsket oppvarmning på grunn av sollysinnvirkning. Prinsippet ifølge oppfinnelsen er skjematisk vist på figurene 4 og 5.. På PVC-sjiktet 2 er dekksjiktet 1 påført av PMMA, eksempelvis ved koekstrusjon. Dekksjiktet 1 er ved eksemplet ifølge figur 4 farvepigmentert således at infrarødstrålingen av sollyset 3 reflekteres resp. remitteres på overflaten av dekksjiktet 1, slik pil 4 antyder. Ved denne refleksjon av IR-stråling på dekksjiktets overflate unngås en oppvarmning av byg-ningsdelen, spesielt ved mørkere farver på dekksjiktet. Samtidig bevirker dekksjiktet en beskyttelse av PVC-overflaten.

Ved eksemplet ifølge figur 4 er det likegyldig hvilke farve PVC-sjikt 2 har resp. med hvilke pigmenter det er innfarvet. Ved utførelseseksemplene ifølge figur 5 er dekksjiktet 1 gjennomtrengelig for IR-stråling. Denne må deretter ifølge oppfinnelsen etter passering av dekksjiktet reflekteres på overflaten 5 av PVC-sjiktet som pil 4 markerer. Ved utførelseseksemplet ifølge figur 5 er det også innen oppfinnelsens ramme nødvendig at PVC-sjikt 2 er innfarvet med slike pigmenter resp. pigmentsystemer resp. farvestoffer som inneholder en så stor infrarød reflekterende mengde av farvemidler at den innfallende IR-stråling kan reflekteres resp. remiteres. Også her overtar dekksjikt 1

da i tillegg den oppgave med ytterligere beskyttelse av PVC-overflaten for klimapåvirkning og UV-stråling.

Gående ut altså fra et for seg klimabestandig, imidlertid farveløst og transparent dekksjikt av et polymetylmetakrylat eller kopolymerisat herav ifølge oppfinnelsen oppnås beskyttelse av de underliggende PVC-overflater mot sollysinnvirkning ved at dekksjiktet innfarves såvidt dekkende med et pigmentsystem, som i spektralområdet for den ønskede farvetone og i IR-området hver gang har den høyest mulige refleksjon og i UV-området den lavest mulige gjennomtrengelighet, at det ikke slipper gjennom stråler i de for PVC-skadelige bølgelengder resp. mengder. Ved forholdsreglene ifølge oppfinnelsen i kombinasjon sikres for første gang en fullstendig beskyttelse av en PVC-overflate ved hjelp av et dekksjikt ved samtidig klimabestandighet og nedsatt oppvarmning, idet det for den eventuelle pigmentering er satt grenser, da ikke ethvert pigment er egnet til å anvendes innen oppfinnelsens ramme. Derved utkoples for første gang alle de ulemper som henger ved de enkelte, ved teknikkens stand kjente løsninger og muliggjør anvendelsesområdet for PVC som kunststoff for bygningsvesen i utvendig anvendelse, spesielt for slike landskaper, hvori det finner sted høye temperaturvekslings-pakjenninger og høye solinnstrålinger. Her er det eksempelvis tenkt på de tropiske og subtropiske land, hvori alle hittil kjente belagte og ubelagte kunststoffprofiler og bygningsdeler av PVC ikke var anvendbare, da de ikke tålte klimapåkjenningen over lengre tid. Et pigmentsystem som er sammenstillende, under hensyntagen til egenskapene ifølge oppfinnelsen på basis av lyse, spesielt en dekkende hvit innfarvning av PMMA-belegget av PVC-overflaten sikrer også for PVC tropefast klimabestandighet.

Por klimaområdet som Midt- og Nordeuropa derimot

er det mulig å anvende PVC-overflater også i mørke innfarvede dekksjikt, som grått, brunt,'grønt, blått, antrasitt klimåbe-standig, idet det også kan være foreskrevet en tilsvarende like-artet innfarvet PVC-overflate.

Den nødvendige mengde av pigmenter retter seg på den ene side etter den ønskede farvetone og på den annen side etter dekksjiktets sjikttykkelse. Da dekksjiktmaterialet ved dagens stand er vesentlig dyrere enn PVC vil man av økonomiske grunner tilstrebe å gjøre dekksjiktet ikke for tykt, idet man fortrinnsvis arbeider i dekksjikttykkelse mellom 0,5 og 1 mm. Med samme mengde av pigmenter pr. flateenhet vil man selvsagt ved de mindre dekksjikttykkelser på 0,5 mm oppnå en vesentlig høyere konsentrasjon, imidlertid omtrent samme dekning som ved en dekksjikttykkelse på 1 mm. For å forhindre den spesielt ved mørkere farvetoner ved disse frembragt sterke oppvarmning av dekksjiktet og dermed også det innenfor liggende PVC-sjikt fore-slås en videreutførelse av den fra DOS 2.247-980 kjente fremgangsmåte av de organiske resp. uorganiske farvepigmenter å anvende en farve- eller farveblanding av minst en komponent som IR-reflekterende sort- eller farvepigment, som altså har en høy remisjon mot infrarødområdet.

Dette betyr for oppfinnelsen at for mørkerøde farvepigmenter anvendes ikke overveiende IR-absorberende pigmenter. Referert til 100 vekt/5 dekks j iktmasse tilsettes ifølge et forslag ifølge oppfinnelsen tilsammen ca. 0,5 til 20 vekt# farvepigmenter innbefattende UV-absorberer. Av denne mengde farvepigmenter er det etter et ytterligere forslag ifølge oppfinnelsen fore-slått minst 0,1 vekt% IR-pigmenter referert til den samlede farvepigment-mengde.

Forøvrig viser oppfinnelsen den vei, ved farvegivning av de lyse, hvite inntil mørke, sorte farver å øke mengden av IR-reflekterende pigment resp. å anvende slike IR-reflekterende pigmenter som har en høyere IR-refleksjon enn sammenlig-ningsmessig andre IR-ref lekterende -pigmenter. Evnen til IR-refleksjon er en fysikalsk egenskap av en rekke farvepigmenter som kan fastslås ved måling. Hertil skal det eksempelvis-nevnes antimonsortpigmenter, resp. antrakinonsortpigmenter, ftålooya-niner, men også titandioksyd resp. nikkeltitangull, kadmiumrød. Blandingsfarver kan fremstilles ved tilsvarende pigmentbland-inger.

Ytterligere egnede IR-reflekterende farvemidler er eksempelvis å finne hos blykromat, molybdatrødt, molybdatorange, kromoksydgrønn, antimonsulfid, kadmiumsulfoselenid, kadmiumsulfid, antrakinon-mørkeblåpigmenter, monoazopigmenter.

Som UV-absorberer kommer det eksempelvis på tale benzofenoner og benztriazoler, fortrinnsvis 0,2 til 0,5 vekt#, referert til den samlede dekksjiktmasse. Ved valg av UV-absorberer må det iakttas forenlighet med PMMA, og være tilstede en gunstig dampgjennomsnittsverdi således at unnvirkning ved tempe-raturpåkjenning ved klimapåvirkning er mest mulig utkoplet.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes eksempelvis i bygningsvesen for termoplastiske profiler som eksempelvis utformes som hulprofiler og anvendes for vindusrammer, dørrammer og lignende. En slik profil er i tverrsnitt vist på figur 6. Den flerekamrede hulprofil består av hård-PVC 2. Den til klimapåkjenningssiden vendte side av denne hulprofil er klebefast forbundet med dekksjikt 1 av PMMA ved koekstrudering. Beskyttelsen av PVC-profilen 2 mot sollysinnvirkning og klimapå-kj enning er forklart ved hjelp av følgende eksempler:

Eksempel 1.

En flerkammer-hulprofil for vindusrammer av hård-PVC med en veggtykkelse på ca. 3 mm koekstruderes med et langs den synlige side av hulprofilen påført dekksjikt av et polymetylmetakrylat med en molekylvekt på 170.000 i en sjikttykkelse på 0,5 mm og en sjiktbredde på 70 mm. PMMA-dekksjiktet ble inn farvet dekkende hvitt med 0,51 vekt$ titandioksyd referert til den samlede dekksjiktmasse.

En fri klimapåvirkning av denne profil over et lengre tidsrom ga ingen beskadigelse av PVC-overflaten som ligger under PMMA-sjiktet, også målinger i weatherometer viser ingen påvirkning, verken av dekksjiktet eller den underliggende PVC-overflate.

Dette eksempel 1 tilsvarer den på figur 4 forklarte fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen med dens virkning. Her overtar dekksjikt 1 såvel oppgaven med UV-absorpsjon som også oppgaven med refleksjon av IR-stråling. På samme måte virker--, også det følgende anførte eksempel 2 med IR-reflekterende antrakinon-sortpigment.

Eksempel 2..

Ved en gjenstand som ved eksempel 1 ble det i dekksjiktet innfarvet som UV-absorberer med 2 vekt% antrakinonsort og 0,5 vekt% benzofenoner, vektprosentene er referert til :dekk-sjiktmassen.

Heller ikke her viser fri klimapåvirkning noen beskadigelse .

Eksempel 5.

Ved en gjenstand som forklart i eksempel 1, hvis PVC-grunnmasse likeledes ble innfarvet i dekkende hvitt med titandioksyd, ble dekksjiktet innfarvet med 2 vekt# titandioksyd og 0,5 vekt% UV-absorberer av en benztriazoltype. Vektprosentene refererer seg til den samlede dekksjiktmasse. Herved fåes i klimapåvirkning på den belagte side dråpefast produkt av i det vesentlige PVC.

Dette eksempel er en kombinasjon av anførslene ifølge figur 4 og 5, idet de høye krav i tropene tas hensyn til og i tillegg innfarves PVC-sjiktet således at eventuelt også fra det dessuten kan reflekteres IR-stråling.

For videre forklaring av oppfinnelsen henvises til tegningens diagrammer, hvori det er innført remisjonsgraden av forskjellige pigmenter.i avhengighet av lysets bølgelengde. I første diagram, se figur 1, er det vist en typisk remisjonskurve av et rødaktig svartpigment med en høy remisjon i IR-området som finner anvendelse for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. I figur 2 derimot er det vist en typisk remisjonskurve av en antrazit-farvet pigmentering under anvendelse av et ikke IR-reflekterende sortpigment, nemlig farvesot. Et slikt pigment er ikke egnet for oppfinnelsen.

På figur 3 er det vist en remisjonskurve av et pigmentsystem innen rammen av fremgangsmåten, ifølge oppfinnelsen, idet d,en viste kurve viser en typisk transmisjonskurve av en blanding av et rødaktig sortpigment med høy IR-remisjon og en UV-absorberer av benztriazoltypen.

Som allerede forklart ovenfor i forbindelse med figurene 4 og 5 er det nødvendig å utforme en av de to sjikt således at de i ethvert tilfelle reflekterer IR-strålingen.

For det foreskrevne tilfellet ifølge figur 4 er dekksjiktet ut-formet således at det reflekterer IR-strålingen, dvs. det''må

i ethvert tilfelle være innfarvet dekkende i en farvetone og de dertil nødvendige pigmenter og/eller farvestoffer må enten helt eller i det minste delvis være IR-pigmenter resp. IR-farvestoffer. For utførelsen ifølge figur 5 er det nødvendig å utforme PVC-sjiktet således at de på overflaten kan reflektere IR-strålingen, dvs. PVC-sjiktet er å innfarve med en tilsvarende farveblanding av minst en del IR-pigmenter resp. IR-farvestoffer. For dette tilfellet kan dekksjiktet være helt gjennomtrengelig

for IR-stråling, det kan også allerede reflektere en del av IR-strålingen; imidlertid bør det ikke .inneholde farvestoffer resp. farvepigmenter som absorberer IR-stråling. Med den lære som frem- _ går av oppfinnelsen er det mulig å gå frem etter de to på figurene 4 og 5 viste varianter og å tilveiebringe en tilsvarende klimabestandig bygningsdel på PVC-basis.

De på figurene 1 og 3 viste remisjonskurver tilsvarer utførelseseksemplene ifølge figur 4 i prinsippet. I den videre figur 7 er det vist en remisjonskurve som arbeider etter prinsippet med figur 5« Dekksjiktet er på figur 4 vist med remisjonskurve la, det danner en mørkerød farve som imidlertid er innfarvet med normale pigmenter, dvs. uten IR-refleks.jon. I tillegg er det foreskrevet UV-absorberere, hvilke gjør seg merkbart i løpet av remisjonskurven la i UV-området. I dette tilfellet er PVC-sjiktet innfarvet således at dets remisjonskurve har en sterk IR-refleksjon. Dette kan eksempelvis, slik det fremgår av kurve 2a foregå med en dekkende hvitinnfarvning på basis titandioksyd. Summen av de to kurver la og 2a gir da kurve 5a, som måles som samlet remisjonskurve av det samlede lys.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte til beskyttelse av PVC-overflater mot sollysinnvirkning med et klebefast på PVC-overflaten påført med farvepigment og ved UV-stabilisatorer resp. UV-absorberere utstyrt dekksjikt av et polymetylmetakrylat eller kopolymerisat herav, karakterisert ved at dekksjiktet ikke absorberer IR-stråling og IR-strålingen enten kan reflektere ved hjelp av. en tilsvarende pigmentering ved hjelp av IR-reflekterende pigmenter og/eller farvestoffer av dekksjiktet ved påtrefning på dette eller ved hjelp av en tilsvarende pigmentering ved hjelp av IR-reflekterende pigmenter og/eller farvestoffer av PVC-sjiktet ved påtrefning på dette og dekksjiktet utformes ved tilsetning av UV-stabilisatorer resp. UV-absorberere tilnærmet UV-ugjennomtrengelig.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til beskyttelse av PVC-overflater mot sollysinnvirkning med et klebefast på PVC-overflaten påført med farvepigmenter og UV-stabilisatorer utstyrt dekksjikt av et polymetylmetakrylat eller kopolymerisat herav, karakterisert ved at dekksjiktet innfarves såvidt dekkende med et pigment system, som i spektralområdet for den ønskede farvetone og i IR-området hver gang har en høyest mulig refleksjon og i UV-området en minst mulig gjennomtrengelighet, at de ikke slipper gjennom stråler i de for PVC-skadelige bølge-lengder resp. mengder.

3- Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at dekksjiktet innfarves med et pigmentsystem, som i spektralområdet for den ønskede farvetone har en høyest mulig refleksjon og i UV-området en lavest mulig gjennomtrengelighet og i IR-området en stor gjennomtrengelighet og PVC-sjiktet innfarves med IR-reflekterende pigmenter resp. pigmentsystemer resp. farvestoffer.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at av de organiske og/eller uorganiske farvepigmenter av en farve eller farveblanding består minst en komponent av et IR-reflekterende sort- eller farvepigment.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at dekksjiktet, referert til 100 vekt% dekksjiktmasse tilsammen tilsettes 0,5 til 20 vekt% farvepigment innbefattende UV-absorberer.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at det anvendes, minst 0,1 vekt% IR-pigment, referert til den samlede farvepigmentmengde.

7. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 6, karakterisert ved at farveblandingen av en farve for dekksjiktet eller PVC-sjiktet består minst en komponent av et IR-reflekterende organisk farvestoff.

8. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 7, karakterisert ved at som IR-reflekterende farve-middel anvendes en eller flere av følgende stoffer, nemlig blykromat, molybdatrødt, molybdatorange, kromoksydgrønn, . antimonsulfid, kadmiumsulfoselenid, kadmiumsulfid, antrakinon-sortpig-menter, antrakinon-mørkeblåpigmenter, monoazopigmenter, ftalo-cyaniner.