WO1997020896A1 - Verfahren zur herstellung wässriger strahlenhärtbarer lacke - Google Patents

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WO1997020896A1
WO1997020896A1 PCT/EP1996/005077 EP9605077W WO9720896A1 WO 1997020896 A1 WO1997020896 A1 WO 1997020896A1 EP 9605077 W EP9605077 W EP 9605077W WO 9720896 A1 WO9720896 A1 WO 9720896A1
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Wolfgang Kranig
Rolf Seidemann
Karl-Heinz Dickerhof
Jorge Prieto
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Basf Lacke + Farben Ag
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    • C09D4/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16

Definitions

  • the invention relates to a process for the preparation of aqueous radiation-hardenable lacquers from water-incompatible radiation-hardenable preludes A) which (a) at least one oligomeric and / or polymeric water-incompatible binder with at least two ethylenically unsaturated groups per molecule, (b) optionally fillers and / or pigments, (c) optionally photoinitiators and (d) optionally contain further auxiliaries and / or additives, characterized in that the water-incompatible radiation-hardenable prelack A) in a 1st stage with 0.2 to 5% by weight , preferably 1 to 3% by weight, based on the lacquer, of at least one di- and / or polyamine B) with at least one primary and / or secondary and at least one tertiary amino group is reacted in a second stage Amino groups of component B) are neutralized with an acid and in a third, final stage, the water-soluble lacquer produced in stages 1
  • Radiation-hardenable coating agents based on acrylic acid esters are known.
  • photopolymerizable coating compositions which contain amines as reducing agents or chain-transferring compounds.
  • REPLACEMENT BLA ⁇ (RULE 26)
  • the use of such a free amine has the disadvantage that it can act as a plasticizer and leads to an undesirable coating on the surface and to unpleasant odors.
  • Polyamines are called species with more than one primary amino group. When these polyamines are used, highly crosslinked, high-molecular and therefore highly viscous coating compositions are obtained which, without the addition of reactive thinners and solvents, have too high an application viscosity or even lead to solid products.
  • US Pat. Nos. 4,045,416 and 3,845,056 relate to radiation-hardenable coating agents based on amine acrylates, which are obtained by reacting polyacrylates with amines with at least one amine hydrogen.
  • Primary and secondary monoamines and polyamines are mentioned as suitable amines.
  • polyamines with more than one primary amino group polyamines with only secondary amino groups or polyamines with secondary and tertiary amino groups are mentioned as polyamine components.
  • polyamines with more than one primary amino group are used, inhomogeneous addition products with low storage stability are obtained.
  • Amines with only secondary amino groups, such as piperazine lead to inhomogeneous mixtures due to insufficient reactivities or incompatibilities.
  • the use of polyamines with secondary and tertiary amino groups only leads to a reduction in the acrylic acid or methacrylic ester functionality of the molecule.
  • the resultant task was therefore to overcome the disadvantages described above and to provide solvent-free radiation-hardenable lacquers which have sufficient storage stability, good reactivity, low viscosity and comparatively good resulting film properties, such as film hardness in particular. Furthermore, especially for ecological reasons, the use of monomer additives or so-called reactive thinners, as well as the addition of organic solvents, should be largely avoided.
  • the resulting coating should have good adhesion to the substrates, in particular to critical substrates, such as, for example, film-coated press timbers or to plastics, such as polyvinyl chloride or polypropylene.
  • the method according to the invention comprises the following successive stages:
  • the water-incompatible prelack A) in the first stage of the process according to the invention, is formulated from components (a) to (d) with simultaneous addition of 0.2 to 5% by weight, preferably 1 to 3% by weight, based on the prelack A), of component B).
  • the neutralization of the amino groups (stage 2) and the setting of the desired application viscosity (stage 3) is carried out in one stage using a dilute aqueous acid.
  • Preferred di- and / or polyamines B) are diamines with a primary and tertiary amino group.
  • the water incompatibility of the prelack A) is due to the solubility of the prelack A), in particular the water-incompatible binder (a), at room temperature in water of ⁇ 10% by weight, preferably ⁇ 5% by weight, based on the aqueous formulation , Are defined.
  • oligomeric and / or polymeric water-incompatible binders (a) are contained in the Praelack A) in proportions between 40 and 100% by weight, preferably between 50 and 95% by weight, based on the Praelack A).
  • Oligomeric water-incompatible binders (a) are, for example, the esters of acrylic acid and / or
  • Methacrylic acid with dihydric aliphatic alcohols such as ethylene glycol, 1,2 and -1,3 propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,2-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 2-methylpentanediol, 5, 2-ethylbutanediol-1,4, dimethylolcyclohexane and diethylene glycol, preferably with trihydric alcohols, such as glycerol, trimethylolethane, trimethylolpropane and trimethylolbutane, preferably with tetravalent alcohols, such as pentaerythritol, and preferably with higher alcohols, such as di (trimethylolpropane) ), Di (pentaerythritol) and sorbitol.
  • dihydric aliphatic alcohols such as ethylene glycol, 1,2 and -1,3 propylene
  • polyvalent cycloaliphatic alcohols such as, for example, 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, polyvalent araliphatic alcohols, such as 1,3-xylylenediol, and polyhydric phenols such as 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol-A).
  • Preferred polymeric water-incompatible binders (a) are obtained, for example, by reacting the polyhydric alcohols listed above prior to esterification with acrylic acid or methacrylic acid by alkoxylation with e.g. Converts ethylene oxide or propylene oxide into high molecular weight polyether alcohols.
  • the hydroxyl-containing polyethers which are esterified with acrylic acid and / or methacrylic acid are obtained by reacting di- and / or polyhydric alcohols with different amounts of ethylene oxide and / or propylene oxide using well-known methods (cf., for example, Houben-Weyl, Volume XIV, 2, Macromolecular Substances II, (1963)).
  • Polyester acrylates and / or polyester methacrylates are also suitable as polymeric water-incompatible binders (a).
  • Polyesters (polyester polyols) containing hydroxyl groups are used as polyhydric alcohols for the production of the polyester (meth) acrylates. These can be achieved by esterifying dicarboxylic acids with diols and triols using well-known methods (cf.
  • Suitable polyether or polyester acrylates as binders (a) are, for example, the commercially available water-incompatible Laromer® types from BASF AG.
  • binders (a) for example in oligomeric and / or polymeric form: water-incompatible urethane acrylates, the preparation of which is described, for example, in EP-B-0 167 199 and in EP -B-0 204 161 is described, water-incompatible epoxy acrylates, which can be obtained by adding (meth) acrylic acid to epoxy resins and are commercially available, and water-incompatible ethylenically unsaturated, preferably acryloyl group-containing acrylate copolymers, which can be obtained by reacting a (Meth) acrylate copolymers are obtained which has functional groups such as hydroxyl, carboxyl, amino, thiol, epoxy and / or isocyanate groups, with compounds which have at least one ethacrylate, water-incompatible urethane acrylates, the
  • the fillers and / or pigments (b) present in the water-incompatible preludes A), optionally in amounts of 0 to 40% by weight, preferably 0 to 30% by weight, based on the prelate A), can contain inorganic and / or be organic materials.
  • inorganic fillers and / or pigments titanium dioxides, sulfates, such as barium sulfates (heavy spar) or potassium sulfate.
  • REPLACEMENT BUIP (RULE 26) fate (light spar) or silicates, such as kaolins, mica or quartz powder.
  • inorganic fillers and / or pigments (d) it must be taken into account that it is often difficult to distinguish conceptually between "filler” and “pigment”, since substances such as barium sulfate or titanium dioxide act simultaneously as filler and pigment .
  • organic fillers and / or pigments examples include and are representative of many: carbon blacks, azo dye pigments or phthalocyanine dye pigments.
  • Preferred components of component (b) are matting agents.
  • Particles with a high dimensional stability preferably with a particle size of between 1 and 15 micrometers, but not over 50 micrometers, and a comparatively narrow particle size distribution are generally used as matting agents, since larger particles lead to irregularities in the lacquer surface, and with a relatively low density, which leads to the floating of the matting agents during the film formation process during painting.
  • Porous layered silicates with a large pore volume and a correspondingly low density are preferably used as matting agents. Examples of such layered silicates are the Syloid® types from Grace, which have average particle sizes of preferably between 1 and 10 micrometers.
  • Plastic particles which meet the above-mentioned requirements can also be used as matting agents.
  • Polyamide particles are preferably used, e.g. Orgasol® types from Atochem, which have particle sizes between 1 and 10 micrometers, a high glass transition temperature to ensure dimensional stability and a large pore volume.
  • Paraffin waxes are preferably used together with the matting agent, which are added to the aqueous lacquer formulation prior to incorporation of the matting agent and / or are incorporated into the lacquer formulation together with the matting agent. Such paraffin waxes preferably occupy the surface of the matting agent particles, which leads to a further reduction in the density of the particles and to hydrophobization of the particles.
  • the water-incompatible pre-lacquers A) optionally contain as component (c) in proportions of 0 to 6% by weight, preferably 3 to 5% by weight, based on the pre-lacquer (A), customary photoinitiators used in radiation-curable coating compositions , for example benzophenone, benzoin or benzoin ether, preferably benzophenone in UV preparations.
  • customary photoinitiators used in radiation-curable coating compositions for example benzophenone, benzoin or benzoin ether, preferably benzophenone in UV preparations.
  • synergists can be dispensed with, since the binders (a) used in the pre-lacquers A) are amine-modified in accordance with the process according to the invention and thus have a synergistic effect.
  • the water-incompatible preludes A) optionally contain amounts of 0 to 20% by weight, preferably 0 to 15% by weight, based on the prelate (A), of conventional auxiliaries and / or additives (d), for example ⁇ wise defoamers, leveling agents, film-forming aids, eg Cellulose derivatives, lubricants, and in minor amounts of up to 10% by weight of solvent, based on the Praelack A), such as methoxypropanol.
  • the lubricants can be present, for example, in proportions of 0.5 to 3% by weight, the leveling agents in proportions of 0.2 to 1% by weight, based on the prelack A), in the prelack A).
  • Di- and / or polyamines with a primary and a tertiary amino group are used as component B), for example N, N-dialkyldiaminoalkanes, such as e.g. N, N-dimethyl-1,3-diaminopropane, which is obtainable by catalytic hydrogenation of dimethylaminopropionitrile.
  • N, N-dialkyldiaminoalkanes such as e.g. N, N-dimethyl-1,3-diaminopropane, which is obtainable by catalytic hydrogenation of dimethylaminopropionitrile.
  • the preparation of this diamine is described, for example, in Houben-Weyl, Vol 11/1, 1957, p. 565, in EP-A-0 316 761 or in P. Lappe, H.
  • dialkylaminopropanes are N, N-diethyl-1,3-diaminopropane, N, N-di-n-propyl-1,3-diaminopropane, 4-morpholinopropylamine, 3- (N-piperidinyl) propylamine, N, N-diphenyl -1,3-diaminopropane.
  • N, N-dialkyl-1,2-diaminoethane derivatives such as, for example, dimethylaminoethylamine, diethylaminoethylamine, N-beta-aminoethylmorpholine (for production see e.g. Houben
  • N, N-dialkyl-1,5-diamino-pentane derivatives which can be prepared by 1,4-addition of secondary amines to 1-cyanobutadiene 1, 3 with formation of the nitriles and subsequent catalytic hydrogenation (for production see Houben-Weyl, Vol.
  • N, N-dialkyl-1,5-diaminopentane derivatives are dimethylaminopentylamine, diethylaminopentylamine, 4-morpholinopentylamine.
  • N, N-dimethyl-1,3-diaminopropane is particularly preferred as amine component B).
  • the method according to the invention comprises the following stages:
  • the neutralization of the tertiary amino groups of component B) (stage 2) and the setting of the desired application viscosity (stage 3) is carried out in one stage using a dilute aqueous acid.
  • component B) is added to the pre-formulated water-incompatible prelack A) in the liquid phase with stirring, preferably at room temperature.
  • the temperature can rise to about 40 degrees Celsius.
  • the incorporation of component B) can be accelerated by increasing the temperature.
  • REPLACEMENT BUTT (RULE 26)
  • the reaction is generally carried out without a solvent, but solvents can also be used, in particular in order to meter in solid di- and / or polyamines B) as a solution.
  • the solvent can then be removed after Michael addition.
  • polymerization inhibitors are generally added to the reaction mixture in the 1st stage.
  • Suitable polymerization inhibitors include known products, such as substituted phenols, such as 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, hydroquinones, such as methylhydroquinones, and thioethers, such as thiodiglycol or phenothiazine.
  • the mixture of components A) and B) produced in the first stage is converted into a water-thinnable form by neutralization, in particular the tertiary amino groups, with at least one acid with stirring, preferably at room temperature convicted.
  • the acid is preferably used in its aqueous solution.
  • Acids suitable for neutralizing the basic groups are, for example, organic acids, such as lactic acid, acetic acid or formic acid, or mineral acids, such as phosphoric acid or preferably hydrochloric acid.
  • the third stage of the process according to the invention comprises the conversion of the water-soluble lacquer produced in stages 1 and 2 into the aqueous phase and the adjustment of the desired application viscosity with water with stirring, preferably at room temperature.
  • the application viscosities to be set of the resulting aqueous radiation-hardenable lacquers are generally dependent on the particular application. So low viscosities for sprayable paints
  • stage 2 neutralization of the amino groups of component B
  • stage 3 transfer of the water-soluble lacquers produced in stages 1 and 2 into the aqueous phase and the setting of the desired application viscosity with water
  • component B) in the 1st stage, is used in proportions of 0.2 to 5% by weight, preferably 1 to 3% by weight, based on the sum of components (a) to ( d) the prelack A), already in the formulation of the prelack A) from components (a) to (d).
  • This modified first stage is followed by stages 2 (neutralization of the tertiary amino groups of component B) and 3 (transfer of the water-soluble lacquer prepared in stages 1 and 2 into the aqueous phase and adjustment of the washed application viscosity with water) .
  • stages 2 and 3 can also be combined into one level.
  • aqueous, radiation-hardenable lacquers produced by the process according to the invention can be sprayed, rolled, flooded, dipped, knife-coated, brushed on,
  • REPLACEMENT BUTT (RULE 26) preferably on glass, wood, on wood-based materials or on paper.
  • the lacquer films are hardened immediately after application or after the water present has evaporated using UV or electron beams.
  • the facilities and conditions for these hardening methods are known from the literature (see, for example, R. Holmes, UV and EB Curing Formulations for Printing Inks, Coatings and Paints, SITA-Technology, Academic Press, London, United Kingdom 1984, pages 79 to 111 ) and need no further description.
  • lacquers produced by the process according to the invention are also suitable as printing inks.
  • the aqueous, radiation-hardenable lacquers produced by the process according to the invention have excellent storage stability. They are homogeneous, have good radiation hardenability, and after radiation hardening they lead to films with excellent properties.
  • aqueous lacquers according to the invention are particularly suitable as topcoats on glass, wood, paper, plastics or primed substrates of all types and can in particular also be used as priming formulations for glass, wood, paper and plastics.
  • Example 1 Generation of a water-compatible, dull matt lacquer from a water-incompatible Praelack AI
  • the water-incompatible Praelack AI is made by mixing the components:
  • a water-incompatible Praelack AI is prepared according to Example 1, which is then mixed with 26.40 parts of aqueous 3% hydrochloric acid.
  • the result is an inhomogeneous paint, which leads to an uneven coating when applied.
  • the degree of gloss of a 12 micron thick coating with the lacquer according to Comparative Example 1 on PVC substrate according to DIN 67530 at 60 degrees is 40 to 60 units (inhomogeneous).
  • Example 2 Generation of a water-compatible, silk-matt lacquer from a water-incompatible Praelack A2)
  • the water-free Praelack A2) is made by mixing the components:
  • REPLACEMENT BUTT (RULE 26) Following the preparation of the water-incompatible prelack A2), 2.50 parts of N, N-dimethyl-1,3-diaminopropane as component B) are first added in the 1st stage, then the mixture is stirred at 40 ° C. for 3 hours. In stages 2 and 3 combined into one stage, 25.00 parts of an aqueous 3% hydrochloric acid are finally added.
  • the result is a homogeneous lacquer, which results in a uniform coating when applied.
  • the degree of gloss of a 12 micron thick coating with the lacquer according to Example 2 on PVC substrate (polyvinyl chloride) according to DIN 67530 at 60 degrees is 28 units
  • a water-incompatible prelack A2) according to Example 1 is prepared, which is then mixed with 27.50 parts of aqueous 3% hydrochloric acid.
  • the result is an inhomogeneous, flaky paint, which leads to an uneven coating when applied.
  • the degree of gloss of a 12 micron thick coating with the lacquer according to Comparative Example 2 on PVC substrate according to DIN 67530 at 60 degrees is 75 units (inhomogeneous).
  • the water-free Praelack A3) is produced by mixing the components:
  • a water-incompatible Prelack A3) is produced according to Example 3, which is then mixed with 26.50 parts of aqueous 3% hydrochloric acid.
  • the result is an inhomogeneous paint, which leads to an uneven coating when applied.
  • the degree of gloss of a 12 micron thick coating with the lacquer according to Comparative Example 3 on PVC substrate according to DIN 67530 at 60 degrees is 72 units (inhomogeneous).

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung wäßriger strahlenhärtbarer Lacke aus wasserunverträglichen strahlenhärtbaren Praelacken A), enthaltend (a) 40 bis 100 Gew.-% mindestens eines oligomeren und/oder polymeren wasserunverträglichen Bindemittels mit mindestens zwei ethylenisch ungesättigten Doppelbindungen pro Molekül, (b) 0 bis 40 Gew.-% Füllstoffe und/oder Pigmente, (c) 0 bis 6 Gew.-% Photoinitiatoren sowie (d) 0 bis 20 Gew.-% weitere Hilfsmittel und/oder Additive, dadurch gekennzeichnet, daß als aufeinanderfolgende Verfahrensstufen umfaßt sind: 1) Versetzen des wasserunverträglichen Praelacks A) mit 0,2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Praelack A), eines Di- und/oder Polyamins B) mit mindestens einer primären und mindestens einer tertiären Aminogruppe, 2) Neutralisation der Aminogruppen der Komponente B) mit einer Säure, sowie, 3) Überführung des in den Stufen 1) und 2) hergestellten wasserlöslichen Lacks in die wäßrige Phase und Einstellen der gewünschten Applikationsviskosität durch Zugabe von Wasser.

Description

Verfahren zur Herstellung wäßriger strahlenhärtbarer Lacke
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wäßriger strahlenhartbarer Lacke aus wasserunvertrag¬ lichen strahlenhartbaren Praelacken A) , die (a) min¬ destens ein oligomeres und/oder polymeres wasserunver- tragliches Bindemittel mit mindestens zwei ethylenisch ungesättigten Gruppen pro Molekül, (b) gegebenenfalls Füllstoffe und/oder Pigmente, (c) gegebenenfalls Photo¬ initiatoren und (d) gegebenenfalls weitere Hilfsmittel und/oder Additive enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß der wasserunvertragliche strahlenhartbare Praelack A) in einer 1. Stufe mit 0,2 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf den Lack, mindestens eines Di- und/oder Polyamins B) mit mindestens einer primären und/oder sekundären und mindestens einer tertiären Ami- nogruppe, umgesetzt wird, in einer 2. Stufe die Amino¬ gruppen der Komponente B) mit einer Saure neutralisiert werden und in einer 3. abschließenden Stufe der in den Stufen 1 und 2 hergestellte wasserlösliche Lack mit Wasser in die wäßrige Phase überfuhrt wird, wobei gleichzeitig die Applikationsviskositat eingestellt wird.
Stand der Technik
Strahlenhartbare Beschichtungsmittel auf der Basis von Acrylsaureestern sind bekannt.
Aus der DE-PS 26 25 538 sind photopolymerisierbare Überzugsmassen bekannt, die als Reduktionsmittel bzw. kettenubertragende Verbindungen Amine enthalten. Die
ERSATZBLAπ(REGEL26) Verwendung eines solches freien Amins hat den Nachteil, daß dieses als Weichmacher wirken kann sowie zu einem unerwünschten Belag auf der Oberflache und zu Geruchs¬ beiastigungen fuhrt.
Durch Einbau der Aminogruppe in ein Molekül, das noch polymerisationsfahige Gruppen enthält, wird ein bei der Härtung einpolymerisiertes Amin erhalten, das die obengenannten Nachteile nicht aufweist. Eine bekannte Methode des Einbaus ist die Addition von Aminen an dop¬ pelbindungsreiche Moleküle, die analog einer Michael- Addition verlauft und die beispielsweise in F. Moller, Houben-Weyl, Bd. 11/1 (1957), Seiten 277 bis 280, beschrieben ist. Die US-PS 2,759,913 lehrt die Anlage- rung von Aminen an aktivierte, olefinisch ungesättigte Verbindungen, wie Acrylate, in äquimolaren Mengen, die zur vollständigen Umsetzung der aktivierten ethyleni- schen Doppelbindungen fuhrt. Systematische Untersu¬ chungen über die Anlagerung von Aminoalkoholen an Acrylate wurden von N. Ogata und T. Asahara, Bull.
Chem. Soc. Jap. J3_9, Seiten 1486 bis 1490, 1966, durch¬ geführt.
Aus der EP-A-0 280 222 sind Additionsprodukte aus Estern der Acryl- oder Methacrylsäure und mehrwertigen Alkoholen mit primären Monoaminen bekannt, wobei das Molverhaltnis von Monoamin zu (meth)acrylischer Doppel¬ bindung des Esters 0,05 : 1 bis 0,4 : 1 betragt. Die Additionsprodukte gemäß der EP-A-0 280 222 werden in strahlungshartbaren Massen eingesetzt, die an der
Luft ausharten. Die Lagerstabilitat der aus der EP-A-0 280 222 bekannten Produkte ist jedoch unzureichend. So ist bei Lagerung der Additionsprodukte ein deutlicher Viskositatsanstieg zu verzeichnen. Weiterhin treten Vertraglichkeitsprobleme bei Additionsprodukten aus vierwertigen Polyolen mit den primären Monoaminen auf. Derartige Produkte sind trübe bzw. haben ein milchig¬ weißes Aussehen. Nachteilig ist außerdem bei den in der EP-A-0 280 222 beschriebenen aminmodifizierten Massen, daß ein relativ hoher Anteil an Monoamin notwendig ist, um in den erhaltenen Additionsprodukten für beispiels¬ weise mit Benzophenon initiierte Systeme ausreichend hohe Stickstoffgehalte zu gewahrleisten. Ausreichend hohe Stickstoffgehalte sind notig, um bei üblicher Strahlendosis für eine in der Praxis ausreichende und vollständig verlaufende Phσtopolymerisation zu sorgen.
Aus den US-Patentschriften Nr. 4,547,562 und 4,675,374 sind strahlenhartbare losungsmittelfreie Zusammen¬ setzungen bekannt auf Basis von Polyacrylaten und Mono-, Di- oder Polyaminen. Als geeignete Di- und
Polyamine werden Spezies mit mehr als einer primären Aminogruppe genannt. Bei Verwendung dieser Polyamine werden hochvernetzte, hohermolekulare und damit hoher- viskose Überzugsmassen erhalten, die ohne Zusatz von Reaktiwerdunnern und Losungsmitteln eine zu hohe App- likationsviskositat aufweisen oder sogar zu festen Produkten fuhren.
Die US-PS 4,045,416 und US-PS 3,845,056 betreffen strahlenhartbare Uberzugsmittel auf Basis von Amin- acrylaten, welche erhalten werden durch Umsetzung von Polyacrylaten mit Aminen mit mindestens einem Amin-Was- serstoff. Als geeignete Amine werden primäre und sekun¬ däre Monoamine sowie Polyamine genannt. Gemäß den US- Patenten werden als Polyaminkomponenten Polyamine mit mehr als einer primären Aminogruppe, Polyamine mit aus¬ schließlich sekundären Aminogruppen oder Polyamine mit sekundären und tertiären Aminogruppen genannt. Bei Ver¬ wendung von Polyaminen mit mehr als einer primären Ami- nogruppe werden inhomogene Additionsprodukte mit gerin¬ ger Lagerstabilitat erhalten, die Verwendung von Poly- aminen mit ausschließlich sekundären Aminogruppen, wie beispielsweise Piperazin, fuhrt zu inhomogenen Gemi¬ schen auf Grund ungenügender Reaktivitäten oder von Unverträglichkeiten. Die Verwendung von Polyaminen mit sekundären und tertiären Aminogruppen fuhrt nur zu einer Verminderung der Acrylsäure- bzw. Methacrylsaure- esterfunktionalitat des Moleküls.
In neuerer Zeit ist ein starkes Bedürfnis nach strah- lenhartbaren Beschichtungsmitteln entstanden, die losemittelfrei sind und die gleichzeitig gute Reaktivi¬ tät und eine gute Verarbeitungsviskσsitat aufweisen, möglichst in Abwesenheit von Reaktivverdunnern.
Aufgabe und Lösung
Die daraus resultierende Aufgabe bestand daher darin, die zuvor beschriebenen Nachteile zu überwinden und losemittelfreie strahlenhartbare Lacke zur Verfugung zu stellen, die eine ausreichende Lagerstabilitat, eine gute Reaktivität, eine niedrige Viskosität und ver¬ gleichweise gute resultierende Filmeigenschaften, wie insbesondere Filmharte, aufweisen. Weiterhin sollte, insbesondere aus ökologischen Grün¬ den, auf die Verwendung von Monomerzusatzen, oder soge¬ nannten Reaktivverdunnern, ebenso wie auf die Zugabe von organischen Losemitteln weitgehend verzichtet werden. Die resultierende Beschichtung sollte eine gute Haf¬ tung, auf den Untergründen, insbesondere auf kritischen Untergründen, wie beispielsweise folienbeschichteten Preßholzern oder auf Kunststoffen, wie Polyvinylchlorid oder Polypropylen, aufweisen.
4
ERSATZBUTT(REGEL26) Überraschenderweise wurde gefunden, daß übliche wasser- unvertragliche, im allgemeinen hochviskose strahlen¬ hartbare Praelacke A) , enthaltend
(a) 40 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 50 bis 95 Gew.-%, min¬ destens eines wasserunvertraglichen oligomeren und/oder polymeren Bindemittels mit mindestens zwei ethylenisch ungesättigten Gruppen pro Molekül,
(b) 0 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 30 Gew.-%, Füll¬ stoffe und/oder Pigmente,
(c) 0 bis 6 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 5 Gew.-%, Photo¬ initiatoren in UV-Anwendungen, sowie
(d) 0 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 15 Gew.-%, weitere Hilfsmittel und/oder Additive,
in wäßrige strahlenhartbare Lacke mit hervorragenden Eigenschaften überfuhrt werden können.
Das erfindungsgemaße Verfahren umfaßt folgende aufein¬ anderfolgende Stufen:
1. Versetzen des vorformulierten wasserunvertraglichen Praelacks A) mit 0,2 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf den Praelack A) , eines Di- und/oder Polyamins B) mit mindestens einer primären und mindestens .einer tertiären Aminogruppe,
2. Neutralisation der Aminogruppen der Komponente B) mit einer Saure, sowie
3. Überführung des in den Stufen 1 und 2 hergestellten wasserlöslichen Lacks in die wäßrige Phase und
ERSATZBUTT(REGEL26) Einstellen der gewünschten Applikationsviskositat durch Zugabe von Wasser.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird in der 1. Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens der was- serunvertragliche Praelack A) aus den Komponenten (a) bis (d) formuliert bei gleichzeitiger Zugabe von 0,2 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf den Praelack A) , der Komponente B) .
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Neutralisation der Aminogruppen (Stufe 2) und das Einstellen der gewünschten Applikationsvisko¬ sität (Stufe 3) in einer Stufe unter Verwendung einer verdünnten wäßrigen Saure.
Bevorzugt sind als Di- und/oder Polyamine B) Diamine mit einer primären und tertiären Aminogruppe.
Durchführung der Erfindung
Die Komponenten des wasserunvertraglichen Praelacks λ)
Die Wasserunvertraglichkeit des Praelacks A) ist durch eine Löslichkeit des Praelacks A) , insbesondere des wasserunverträglichen Bindemittels (a) , bei Raumtempe¬ ratur in Wasser von < 10 Gew.-%, bevorzugt < 5 Gew.-%, bezogen auf die wäßrige Formulierung, definiert.
Die oligomeren und/oder polymeren wasserunverträglichen Bindemittel (a) sind in Anteilen zwischen 40 und 100 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 50 und 95 Gew.-%, bezogen auf den Praelack A) , im Praelack A) enthalten. Oligomere wasserunvertragliche Bindemittel (a) sind beispielsweise die Ester der Acrylsäure und/oder der
6 ERSATZBUTT(REGEL26) Methacrylsäure mit zweiwertigen aliphatischen Alkoho¬ len, wie Ethylenglykol, Propylenglykol-1,2 und -1,3, Butandiol-1,4, Pentandiol-1,2, Neopentylglykol, Hexan- diol-1,6, 2-Methylpentandiol-l,5, 2-Ethylbutandiol-l,4, Dimethylolcyclohexan und Diethylenglykol, vorzugsweise mit dreiwertigen Alkoholen, wie Glycerin, Trimethylol- ethan, Trimethylolpropan und Trimethylolbutan, vorzugs¬ weise mit vierwertigen Alkoholen, wie Pentaerythrit, sowie vorzugsweise mit hoherwertigen Alkoholen, wie Di(trimethylolpropan) , Di(pentaerythrit) und Sorbitol. Weiterhin sind mehrwertige cycloaliphatische Alkohole, wie beispielsweise 1,4-Bis-(hydroxymethyl)-cyclohexan, mehrwertige araliphatische Alkohole, wie 1,3-Xylylen- diol sowie mehrwertige Phenole wie 2,2-Bis-(4-hydroxy- phenyl)-propan (Bisphenol-A) geeignet.
Bevorzugte polymere wasserunvertragliche Bindemittel (a) werden beispielsweise erhalten durch die Umsetzung der oben aufgeführten mehrwertigen Alkohole vor der Veresterung mit Acrylsäure oder Methacrylsäure durch Alkoxylierung mit z.B. Ethylenoxid oder Propylenoxid in hohermolekulare Polyetheralkohole überfuhrt. Die hydroxylgruppenhaltigen Polyether, die mit Acryl¬ säure und/oder Methacrylsäure verestert werden, werden durch Umsetzung von zwei- und/oder mehrwertigen Alkoho- len mit verschiedenen Mengen an Ethylenoxid und/oder Propylenoxid nach gut bekannten Methoden (vgl. z.B. Houben-Weyl, Band XIV, 2, Makromolekulare Stoffe II, (1963)) erhalten. Einsetzbar sind auch Polymerisa¬ tionsprodukte des Tetrahydrofurans oder Butylenoxids. Als polymere wasserunvertragliche Bindemittel (a) kommen auch Polyesteracrylate und/oder Polyestermetha- crylate in Frage. Zur Herstellung der Polyester(meth)- acrylate werden als mehrwertige Alkohole hydroxylgrup- penhaltige Polyester (Polyesterpolyole) eingesetzt. Diese können durch Veresterung von Dicarbonsäuren mit Diolen und Triolen nach gut bekannten Methoden (vgl.
7 ERSATZBUTT(REGEL26) z.B. P.J. Flory, J. Am. Chem. Soc. 58, 1877 (1936) und J. Am. Chem. Soc. 63, 3083 (1953) hergestellt werden.Die Herstellung von Polyetheracrylaten und Polyesteracrylaten ist beispielsweise beschrieben in der DE-A-38 36 370.
Als Bindemittel (a) geeignete Polyether- oder Poly- esteracrylate sind beispielsweise die im Handel erhaltliehen wasserunvertraglichen Laromer® -Typen der BASF AG. Neben den beschriebenen Polyether- und Polyesteracryla¬ ten können als Bindemittel (a) beispielsweise in oligo- und/oder polymerer Form eingesetzt werden: wasserunver¬ tragliche Urethanacrylate, deren Herstellung beispiels¬ weise in der EP-B-0 167 199 und in der EP-B-0 204 161 beschrieben ist, wasserunvertragliche Epoxidacrylate, die durch Anlagerung von (Meth)acrylsäure an Epoxid¬ harze erhalten werden können und im Handel erhaltlich sind, sowie wasserunvertragliche ethylenisch ungesät¬ tigte, bevorzugt acryloylgruppenhaltige Acrylatcopoly- merisate, die durch Umsetzung eines (Meth)acrylatco- polymerisats erhalten werden, das funktionelle Gruppen, wie beispielsweise Hydroxyl-, Carboxyl-, Amino-, Thiol-, Epoxid- und/oder Isocyanatgruppen aufweist, mit Verbindungen, die mindestens eine ethylenisch ungesat- tigte Doppelbindung sowie eine gegenüber den funktionellen Gruppen des (Meth)acrylatcopolymerisats reaktionsfähige Gruppe aufweisen.
Die in den wasserunvertraglichen Praelacken A) gegebe- nenfalls in Mengen von 0 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 30 Gew.-%, bezogen auf den Praelack A) , anwesenden Füllstoffe und/oder Pigmente (b) , können anorganische und/oder organische Materialien sein. Beispielhaft für anorganische Füllstoffe und/oder Pigmente seien genannt: Titandioxide, Sulfate, wie bei¬ spielsweise Bariumsulfate (Schwerspat) oder Kaliumsul-
ERSATZBUπ(REGEL26) fate (Leichtspat) oder Silikate, wie beispielsweise Kaoline, Glimmer oder Quarzmehl. Bei den anorganischen Füllstoffen und/oder Pigmenten (d) ist zu berücksich¬ tigen, daß die begriffliche Unterscheidung zwischen "Füllstoff" und "Pigment" oftmals nur schwer möglich ist, da Stoffe, wie beispielsweise Bariumsulfat oder Titandioxid, gleichzeitig als Füllstoff und Pigment wirken. Als organische Füllstoffe und/oder Pigmente seien bei- spielhaft und stellvertretend für viele genannt: Ruße, Azofarbstoff-Pigmente oder Phthalocyaninfarbstoff- Pigmente.
Bevorzugter Bestandteil der Komponente (b) sind Mattie¬ rungsmittel. Als Mattierungsmittel werden im allgemeinen Teilchen mit hoher Dimensionsstabilitat, vorzugsweise mit einer Teilchengroße von zwischen 1 und 15 Mikrometer, nicht jedoch über 50 Mikrometer, und einer vergleichsweise engen Teilchengroßenverteilung, da größere Teilchen zu Unregelmäßigkeiten in der Lackoberflache fuhren, sowie mit einer relativ niedrigen Dichte, die zum Aufschwim¬ men der Mattierungsmittel wahrend des Filmbildungspro¬ zesses beim Lackieren fuhrt, eingesetzt. Bevorzugt werden als Mattierungsmittel poröse Schicht- silikate mit einem großen Porenvolumen und einer ent¬ sprechend niedrigen Dichte eingesetzt. Beispielhaft für solche Schichtsilikate seien die Syloid® -Typen der Firma Grace genannt, die mittlere Teilchengroßen von vorzugsweise zwischen 1 und 10 Mikrometern aufweisen. Weiterhin können als Mattierungsmittel Kunststoffteil¬ chen, die den oben genannten Anforderungen genügen, eingesetzt werden. Bevorzugt werden Polyamid-Teilchen verwendet, wie z.B. Orgasol® -Typen der Firma Atochem, die Teilchengroßen zwischen 1 und 10 Mikrometern, eine hohe Glastemperatur zur Gewährleistung der Dimensions¬ stabilitat sowie ein großes Porenvolumen aufweisen.
9 ERSATZBUTT(REGEL26) Bevorzugt werden gemeinsam mit dem Mattierungsmittel Paraffinwachse eingesetzt, die vor dem Einarbeiten des Mattierungsmittels in die wäßrige Lackformulierung dieser zugesetzt werden und/oder gemeinsam mit dem Mattierungsmittel in die Lackformulierung eingearbeitet werden. Solche Paraffinwachse belegen vorzugsweise die Oberfläche der Mattierungsmittel-Teilchen, was zu einer nochmaligen Verringerung der Dichte der Teilchen und zu einer Hydrophobierung der Teilchen fuhrt.
Die wasserunverträglichen Praelacke A) enthalten gege¬ benenfalls als Komponente (c) in Anteilen von 0 bis 6 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Prae¬ lack (A) , übliche in strahlenhärtbaren Überzugsmitteln eingesetzte Photoinitiatoren, beispielsweise Benzophe¬ none, Benzoine oder Benzoinether, bevorzugt Benzophenon in UV-Zubereitungen. Auf die Verwendung von Synergisten kann verzichtet werden, da die in den Praelacken A) eingesetzten Bindemittel (a) gemäß dem erfindungsge- mäßen Verfahren aminmodifiziert sind und damit eine synergistische Wirkung aufweisen.
Weiterhin enthalten die wasserunverträglichen Praelacke A) gegebenenfalls in Mengen von 0 bis 20 Gew.-%, bevor- zugt von 0 bis 15 Gew.-%, bezogen auf den Praelack (A) , übliche Hilfsmittel und/oder Additive (d) , beispiels¬ weise Entschäumer, Verlaufsmittel, filmbildende Hilfsmittel, z.B. Cellulose-Derivate, Gleitmittel, sowie in untergeordneten Mengen von bis zu 10 Gew.-% Lösemittel, bezogen auf den Praelack A) , wie beispiels¬ weise Methoxypropanol. Die Gleitmittel können bei¬ spielsweise in Anteilen von 0,5 bis 3 Gew.-%, die Verlaufsmittel in Anteilen von 0,2 bis 1 Gew.-%, bezo¬ gen auf den Praelack A) , im Praelack A) anwesend sein.
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ERSATZBUTT(REGEL26) Die Komponente B)
Als Komponente B) werden Di- und/oder Polyamine mit einer primären und einer tertiären Aminogruppe einge- setzt, beispielsweise N,N-Dialkyldiaminoalkane, wie z.B. N,N-Dimethyl-1,3-diaminopropan, welches durch katalytische Hydrierung von Dimethylaminopropionitril erhaltlich ist. Die Herstellung dieses Diamins ist bei¬ spielsweise beschrieben in Houben-Weyl, Bd 11/1, 1957, S. 565, in der EP-A-0 316 761 oder in P. Lappe, H.
Springer und J. Weber, Chem.-Ztg. 111(4) , Seiten 117 bis 125 (1987) .
Weitere geeignete Dialkylaminopropane sind N,N-Diethyl- 1,3-diaminopropan, N,N-Di-n-propyl-l,3-diaminopropan, 4-Morpholinopropylamin, 3-(N-Piperidinyl)propylamin, N,N-Diphenyl-1,3-diaminopropan.
Als Komponente B) kommen weiterhin in Frage: N,N-Dial- kyl-1,2-diaminoethan-Derivate, wie beispielsweise Dimethylaminoethylamin, Diethylaminoethylamin, N-beta- Aminoethylmorpholin (Herstellung siehe z.B. Houben
Weyl, Bd. 11/1, 1957, S. 563), N,N-Dialkyl-1,5-diami- nopentan-Derivate, die herstellbar sind durch 1,4-Ad¬ dition von sekundären Aminen an 1-Cyanbutadien-l,3 unter Bildung der Nitrile und anschließender katalyti- scher Hydrierung (Herstellung siehe Houben-Weyl, Bd.
11/1, 1957, S. 276). Beispiele für geeignete N,N-Dial- kyl-1,5-diaminopentan-Derivate sind Dimethylamino- pentylamin, Diethylaminopentylamin, 4-Morpholinopentyl- amin. Besonders bevorzugt als Aminkomponente B) ist N,N-Di- methyl-1,3-diaminopropan.
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ERSATZBUTT(REGEL26) Das erfindungsgemäße Verfahren
Das erfindungsgemaße Verfahren umfaßt die aufeinander¬ folgende Stufen:
1. Versetzen des vorformulierten wasserunvertraglichen Praelacks A) mit 0,2 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf den Lack A) , der Komponente B) ,
2. Neutralisation der Aminogruppen der Komponente B) mit einer Saure, sowie
3. Überführung des in den Stufen 1 und 2 hergestellten wasserlöslichen Lacks in die wäßrige Phase und Ein- stellen der gewünschten Applikationsviskositat durch Zugabe von Wasser.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Neutralisation der tertiären Aminogruppen der Komponente B) (Stufe 2) und die Einstellung der gewünschten Applikationsviskositat (Stufe 3) in einer Stufe unter Verwendung einer verdünnten wäßrigen Saure.
In Stufe 1 des erfindungsgemaßen Verfahrens wird die Zugabe der Komponente B) zum vorformulierten wasserun¬ vertraglichen Praelack A) in flussiger Phase unter Ruh¬ ren vorzugsweise bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Temperatur kann dabei auf etwa 40 Grad C ansteigen. Durch Erhöhung der Temperatur kann die Einarbeitung der Komponente B) beschleunigt werden.
Wegen der Reproduzierbarkeit sollte die Einarbeitung möglichst vollständig ablaufen, was bei Temperaturen über 40 Grad C innerhalb weniger Stunden erreicht wird. Die Viskosität der erhaltenen Mischung aus A) und B) ist dann zeitlich konstant.
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ERSATZBUTT(REGEL26) Die Umsetzung wird im allgemeinen ohne Losemittel durchgeführt, aber es können auch Losemittel angewandt werden, insbesondere um feste Di- und/oder Polyamine B) als Losung zuzudosieren. Das Losemittel kann dann nach erfolgter Michael-Addition entfernt werden.
Damit bei der Additionsreaktion keine unerwünschte Polymerisation stattfindet, werden dem Reaktionsgemisch in der 1. Stufe im allgemeinen Polymerisationsin¬ hibitoren zugesetzt. Zu den geeigneten Polymerisations- inhibitoren gehören bekannte Produkte, wie substi¬ tuierte Phenole, wie 2,6-Di-tert.-butyl-p-kresol, Hydrochinone, wie Methylhydrochinone, und Thioether, wie Thiodiglykol oder Phenothiazin.
In der 2. Stufe der erfindungsgemaßen Verfahrens wird das in der 1. Stufe hergestellte Gemisch aus den Kompo¬ nenten A) und B) durch Neutralisation, insbesondere der tertiären Aminogruppen, mit mindestens einer Saure unter Ruhren, vorzugsweise bei Raumtemperatur, in eine wasserverdunnbare Form überfuhrt. Bevorzugt wird die Saure in ihrer wäßrigen Losung eingesetzt. Zur Neutralisation der basischen Gruppen geeignete Sau¬ ren sind beispielsweise organische Sauren, wie Milch¬ saure, Essigsaure oder Ameisensaure, oder mineralische Sauren, wie Phosphorsaure oder bevorzugt Salzsaure.
Die 3. Stufe des erfindungsgemaßen Verfahrens umfaßt die Überführung des in den Stufen 1 und 2 hergestellten wasserlöslichen Lacks in die wäßrige Phase und das Einstellen der gewünschten Applikationsviskositat mit Wasser unter Ruhren, vorzugsweise bei Raumtemperatur. Die einzustellenden Applikationsviskositaten der resul¬ tierenden wäßrigen strahlenhartbaren Lacke sind im allgemeinen von der jeweiligen Anwendung abhangig. So können niedrige Viskositäten für spritzfahige Lacke
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ERSATZBUTT(REGEL26) ebenso realisiert werden, wie höhere Viskositäten, die zur Walzapplikation des Lacks benotigt werden.
In einer Variante des erfindungsgemaßen Verfahren werden die Stufe 2 (Neutralisation der Aminogruppen der Komponente B) ) und die Stufe 3 (Überführung der in den Stufen 1 und 2 hergestellten wasserlöslichen Lacke in die wäßrige Phase sowie das Einstellen der gewünschten Applikationsviskositat mit Wasser) durch die Verwendung geeigneter Verdünnungen der Sauren mit Wasser in einer Stufe zusammengefaßt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird in der 1. Stufe die Komponente B) in Anteilen von 0,2 bis 5 Gew.-%, bevorzugt von 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf die Summe der Bestandteile (a) bis (d) des Praelacks A) , schon bei der Formulierung des Praelacks A) aus den Komponenten (a) bis (d) zugegeben.
Dieser modifizierten 1. Stufe schließen sich die schon beschriebenen Stufen 2 (Neutralisation der tertiären Aminogruppen der Komponente B) ) und 3 (Überführung des in den Stufen 1 und 2 hergestellten wasserlöslichen Lacks in die wäßrige Phase sowie das Einstellen der gewuschten Applikationsviskositat mit Wasser) an. Wie oben beschrieben können die Stufen 2 und 3 auch hier zu einer Stufe zusammengefaßt werden.
Die Anwendung der nach dem erfindungsgemaßen Verfahren hergestellten wäßrigen/ strahlenhärtbaren Lacke
Die nach dem erfindungsgemaßen Verfahren hergestellten wäßrigen, strahlenhartbaren Lacke können durch Spritzen, Walzen, Fluten, Tauchen, Rakeln, Streichen,
Gießen oder durch Vakumat-Applikation auf das Substrat,
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ERSATZBUTT(REGEL26) vorzugsweise auf Glas, Holz, auf Holzwerkstoffe oder auf Papier, aufgebracht werden.
Die Härtung der Lackfilme erfolgt direkt nach dem Auf- tragen oder nach dem Verdunsten des anwesenden Wassers mittels UV- oder Elektronenstrahlen. Die Anlagen und Bedingungen für diese Hartungsmethoden sind aus der Literatur bekannt (vgl. z.B. R. Holmes, U.V. and E.B. Curing Formulations for Printing Inks, Coatings and Paints, SITA-Technology, Academic Press, London, United Kingdom 1984, Seiten 79 bis 111) und bedürfen keiner weiteren Beschreibung.
Die nach dem erfindungsgemaßen Verfahren hergestellten Lacke eignen sich auch als Druckfarben.
Die nach dem erfindungsgemaßen Verfahren hergestellten wäßrigen, strahlenhartbaren Lacke weisen eine ausge¬ zeichnete Lagerstabilitat auf. Sie sind homogen, haben eine gute Strahlenhartbarkeit, und sie fuhren nach der Strahlenhartung zu Filmen mit ausgezeichneten Eigen¬ schaften.
Die erfindungsgemaßen wäßrigen Lacke sind besonders als Decklacke auf Glas, Holz, Papier, Kunststoffen oder grundierten Substraten aller Art geeignet und können insbesondere auch als grundierende Formulierungen für Glas, Holz, Papier und Kunststoff verwendet werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausfuhrungs- beispielen naher erläutert. Teile bedeuten Gewichts¬ teile, sofern nichts anderes angegeben wird.
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ERSATZBUπ(REGEL26) Beispiele:
Beispiel l: Erzeugung eines wasserverträglichen stumpf¬ matten Lacks aus einem wasserunverträgli- chen Praelack AI)
Der wasserunvertragliche Praelack AI) wird hergestellt durch Mischen der Komponenten:
(a):58,00 Teile Polyetheracrylat (Laromer® P033F der
Firma BASF AG) , (b):12,00 Teile Schichtsilikat Syloid® ED 50 der Firma
Grace als Mattierungmittel, (c) : 3,00 Teile Benzophenon (Irgacure® 500 der Firma Ciba) , sowie
(d) : 2,00 Teile Oberflachenhilfsmittel (Lanco Wax®
1362D der Firma Langer & Co . ) , 0,30 Teile Entschaumungsmittel (Byk® 022 der Firma Byk) und 0,30 Teile Entschaumungsmittel (Byk® 024 der Firma
Byk) .
Anschließend an die Herstellung des wasserunvertragli¬ chen Praelacks AI) werden in der 1. Stufe zunächst 2,00 Teile N,N-Dimethyl-1,3-diaminopropan als Komponente B) zugegeben, dann 3 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. In den zu einer Stufe zusammengefaßten Stufen 2 und 3 werden abschließend 24,40 Teile einer wäßrigen 3 %igen Salzsaure zugesetzt. Es resultiert ein homogener Lack, der beim Auftrag zu einer gleichmaßigen Beschichtung führt. Der Glanzgrad einer 12 Mikrometer starken Beschichtung mit dem Lack gemäß Beispiel 1 auf PVC-Substrat (Polyvinylchlorid) nach DIN 67530 bei einem Winkel von 60 Grad betragt 10 Einheiten.
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ERSATZBUTT(REGEL26) Vergleichsbeispiel l: Dispergierung des wasserunver¬ träglichen Praelacks AI) in wä߬ riger 3 %iger Salzsäure ohne Erzeugung der Wasserverträglich¬ keit durch Zugabe der Komponente B)
Zunächst wird ein wasserunvertraglicher Praelack AI) gemäß Beispiel 1 hergestellt, der anschließend mit 26,40 Teilen wäßriger 3 %iger Salzsäure versetzt wird. Es resultiert ein inhomogener Lack, der beim Auftrag zu einer ungleichmäßigen Beschichtung fuhrt. Der Glanzgrad einer 12 Mikrometer starken Beschichtung mit dem Lack gemäß Vergleichsbeispiel 1 auf PVC-Substrat nach DIN 67530 bei 60 Grad betragt 40 bis 60 Einheiten (inhomogen) .
Beispiel 2: Erzeugung eines wasserverträglichen seiden- matten Lacks aus einem wasserunverträgli¬ chen Praelack A2)
Der wasserunvertragliche Praelack A2) wird hergestellt durch Mischen der Komponenten:
(a):64,00 Teile Polyetheracrylat (Laromer® P083F der
Firma BASF AG) , (b) : 6,00 Teile Schichtsilikat Syloid® ED 50 der Firma
Grace als Mattierungmittel, (c) : 3,00 Teile Benzophenon (Irgacure® 500 der Firma
Ciba) , sowie (d) : 1,00 Teile Oberflachenhilfsmittel (Lanco Wax®
1362D der Firma Langer & Co.) und 1,00 Teile Entschaumungsmittel (Byk® 325 der Firma Byk) .
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ERSATZBUTT (REGEL 26) Anschließend an die Herstellung des wasserunvertragli¬ chen Praelacks A2) werden in der 1. Stufe zunächst 2,50 Teile N,N-Dimethyl-l,3-diaminopropan als Komponente B) zugegeben, dann 3 Stunden bei 40 Grad C gerührt. In den zu einer Stufe zusammengefaßten Stufen 2 und 3 werden abschließend 25,00 Teile einer wäßrigen 3 %igen Salz¬ saure zugesetzt.
Es resultiert ein homogener Lack, der beim Auftrag zu einer gleichmaßigen Beschichtung fuhrt. Der Glanzgrad einer 12 Mikrometer starken Beschichtung mit dem Lack gemäß Beispiel 2 auf PVC-Substrat (Polyvinylchlorid) nach DIN 67530 bei 60 Grad betragt 28 Einheiten
Vergleichsbeispiel 2: Dispergierung des wasserunver¬ träglichen Praelacks A2) in wä߬ riger 3 %iger Salzsäure ohne Erzeugung der Wasserverträglich¬ keit durch Zugabe der Komponente B)
Zunächst wird ein wasserunvertraglicher Praelack A2) gemäß Beispiel 1 hergestellt, der anschließend mit 27,50 Teilen wäßriger 3 %iger Salzsaure versetzt wird. Es resultiert ein inhomogener, flockiger Lack, der beim Auftrag zu einer ungleichmäßigen Beschichtung fuhrt. Der Glanzgrad einer 12 Mikrometer starken Beschichtung mit dem Lack gemäß Vergleichsbeispiel 2 auf PVC- Substrat nach DIN 67530 bei 60 Grad betragt 75 Einhei- ten (inhomogen).
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ERSATZBUTT (REGEL 26) Beispiel 3: Erzeugung eines wasserverträglichen Glanz¬ lacks aus einem wasserunverträglichen Prae¬ lack A3)
Der wasserunvertragliche Praelack A3) wird hergestellt durch Mischen der Komponenten:
(a):70,00 Teile Polyetheracrylat (Laromer® P084F der
Firma BASF AG) , (c) : 4,00 Teile Benzophenon (Irgacure® 500 der Firma
Ciba) , sowie (d) : 1,00 Teile Oberflachenhilfsmittel (Lanco Wax®
1362D der Firma Langer & Co.) und 1,00 Teile Entschaumungsmittel (Byk® 325 der Firma Byk) .
Anschließend an die Herstellung des wasserunvertragli¬ chen Praelacks A3) werden in der 1. Stufe zunächst 2,50 Teile N,N-Dimethyl-1,3-diaminopropan als Komponente B) zugegeben, dann 3 Stunden bei 40 Grad C gerührt. In den zu einer Stufe zusammengefaßten Stufen 2 und 3 werden abschließend 24,00 Teile einer wäßrigen 3 %igen Salz¬ saure zugesetzt. Es resultiert ein homogener Lack, der beim Auftrag zu einer gleichmaßigen Beschichtung fuhrt. Der Glanzgrad einer 12 Mikrometer starken Beschichtung mit dem Lack gemäß Beispiel 3 auf PVC-Substrat (Polyvinylchlorid) nach DIN 67530 bei 60 Grad betragt 78 Einheiten
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ERSATZBUπ (REGEL 26) Vergleichsbeispiel 3: Dispergierung des wasserunver¬ träglichen Praelacks A3) in wä߬ riger 3 %igβr Salzsäure ohne Erzeugung der Wasserverträglich- keit durch Zugabe der Komponente
B)
Zunächst wird ein wasserunverträglicher Praelack A3) gemäß Beispiel 3 hergestellt, der anschließend mit 26,50 Teilen wäßriger 3 %iger Salzsäure versetzt wird. Es resultiert ein inhomogener Lack, der beim Auftrag zu einer ungleichmäßigen Beschichtung führt. Der Glanzgrad einer 12 Mikrometer starken Beschichtung mit dem Lack gemäß Vergleichsbeispiel 3 auf PVC-Substrat nach DIN 67530 bei 60 Grad betragt 72 Einheiten (inhomogen) .
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ERSATZBUTT(REGEL26)

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung wäßriger strahlenhartbarer Lacke aus wasserunvertraglichen strahlenhartbaren Praelacken A) , enthaltend
(a) 40 bis 100 Gew.-% mindestens eines oligomeren und/oder polymeren wasserunvertraglichen Binde¬ mittels mit mindestens zwei ethylenisch ungesat- tigten Doppelbindungen pro Molekül,
(b) 0 bis 40 Gew.-% Füllstoffe und/oder Pigmente,
(c) 0 bis 6 Gew.-% Photoinitiatoren, sowie
(d) 0 bis 20 Gew.-% weitere Hilfsmittel und/oder Additive,
dadurch gekennzeichnet, daß als aufeinanderfolgende Verfahrensstufen umfaßt sind:
1. Versetzen des vorformulierten wasserunvertragli¬ chen Praelacks A) mit 0,2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Praelack A) , eines Di- und/oder Poly- amins B) mit mindestens einer primären und min¬ destens einer tertiären Aminogruppe,
2. Neutralisation der Aminogruppen der Komponente B) mit einer Saure, sowie
Überführung des in den Stufen 1 und 2 hergestell¬ ten wasserlöslichen Lacks in die wäßrige Phase und Einstellen der gewünschten Applikationsviskositat durch Zugabe von Wasser.
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ERSATZBUTT(REGEL26) 2. Verfahren zur Herstellung wäßriger strahlenhartbarer Lacke aus wasserunvertraglichen strahlenhartbaren Praelacken A) , enthaltend
(a) 40 bis 100 Gew.-% mindestens eines oligomeren und/oder polymeren wasserunvertraglichen Binde¬ mittels mit mindestens zwei ethylenisch ungesät¬ tigten Doppelbindungen pro Molekül,
(b) 0 bis 40 Gew.-% Füllstoffe und/oder Pigmente,
(c) 0 bis 6 Gew.-% Photoinitiatoren, sowie
(d) 0 bis 20 Gew.-% weitere Hilfsmittel und/oder Additive,
dadurch gekennzeichnet, daß als aufeinanderfolgende Verfahrensstufen umfaßt sind:
1. Formulierung des Praelacks A) aus den Komponenten (a) bis (d) bei gleichzeitiger Zugabe von 0,2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Praelack A) , eines Di- und/oder Polyamins B) mit mindestens einer primä¬ ren und mindestens einer tertiären Aminogruppe,
2. Neutralisation der Aminogruppen der Komponente B) mit einer Saure, sowie
3. Überführung des in den Stufen 1 und 2 hergestell- ten wasserlöslichen Lacks in die wäßrige Phase und Einstellen der gewünschten Applikationsviskositat durch Zugabe von Wasser.
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ERSATZBUTT (REGEL 26) 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wasserunvertragliche Praelack A)
50 bis 95 Gew.-% der Komponente (a) ,
0 bis 30 Gew.-% der Komponente (b) ,
3 bis 5 Gew.-% der Komponente (c) und
0 bis 20 Gew.-% der Komponente (d)
enthält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrenstufen 2 und 3 zu einer Verfahrensstufe zusammengefaßt sind, wobei sich diese Verfahrensstufe an die Verfahrens¬ stufe 1 anschließt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der 1. Verfahrensstu¬ fe 1 bis 3 Gew.-% der Komponente B) , bezogen auf den wasserunverträglichen Praelack A) eingesetzt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (B) ein Diamin mit einer primären und einer tertiären Amino¬ gruppe ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (B) ein N,N-Dialkylaminoalkylamin ist.
23
ERSATZBUTT (REGEL 26)
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (B) N,N- Dimethyl-l,3-diaminopropan ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserunvertragli- ches Bindemittel (a) Oligomere und/oder Polymere mit mindestens zwei Acrylsaureester- und/oder Meth- acrylsaureestergruppen pro Molekül als Einheiten mit ethylenisch ungesättigten Doppelbindungen eingesetzt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserunvertragli- ches oligomeres Bindemittel (a) Ester aus Acrylsäu¬ re und/oder Methacrylsäure und drei- bis vierwerti- gen Alkoholen eingesetzt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserunvertragli- ches polymeres Bindemittel (a) Polyetheracrylat, Polyesteracrylat, Polyethermethacrylat und/oder Polyestermethacrylat eingesetzt wird.
12. Wäßrige, strahlenhartbare Lacke, die gemäß dem Ver- fahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 herge¬ stellt wurden.
13. Verwendung der wäßrigen, strahlenhartbaren Lacke gemäß Anspruch 12 zur grundierenden und/oder
24
ERSATZBUTT(REGEL26) deckenden Lackierung von Glas, Holz, Papier und Kunststoff.
25
ERSATZBUTT(REGEL26)
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