WO2009074365A1 - Beschichtungsmittel mit doppelter vernetzung - Google Patents

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WO2009074365A1
WO2009074365A1 PCT/EP2008/063232 EP2008063232W WO2009074365A1 WO 2009074365 A1 WO2009074365 A1 WO 2009074365A1 EP 2008063232 W EP2008063232 W EP 2008063232W WO 2009074365 A1 WO2009074365 A1 WO 2009074365A1
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coating
layer
radiation
coating composition
composition according
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PCT/EP2008/063232
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Thomas Morgeneyer
Michael Thomas
Thomas Möller
Helga Garmann
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Henkel Ag & Co. Kgaa
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • 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
    • C09D4/06—Organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond in combination with a macromolecular compound other than an unsaturated polymer of groups C09D159/00 - C09D187/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D123/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D123/26—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T428/31909—Next to second addition polymer from unsaturated monomers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31971—Of carbohydrate
    • Y10T428/31989—Of wood

Definitions

  • the invention relates to a coating agent for coating wood and plastic surfaces. Furthermore, a multiple coating is described, as well as a method for producing a coated wood or plastic surface.
  • DE 10234369 describes radiation-crosslinking pressure-sensitive adhesives which comprise a non-radiation-crosslinkable elastomer, furthermore a compound which contains at least two olefinic double bonds, and tackifying resins.
  • non-radiation-curing elastomers acrylates, ethylene-vinyl acetate polymers, styrene copolymers or ethylene / propylene copolymers are described. These are non-reactive polymers.
  • polymers are described which can be obtained by polymerization of diolefins.
  • Such hot melt adhesives crosslink after application under irradiation, for example UV radiation.
  • UV-reactive hotmelt adhesives which contain, in addition to the radiation-curing constituents, non-radiation-curing polymers with NCO groups. These NCO groups are said to crosslink under moisture after a reaction of the double bonds has occurred.
  • WO 01/10914 describes polymers grafted with silane groups, where the polymer base consists of polyethylene or of ethylene / ⁇ -olefin copolymers with vinylaromatic constituents. From these polymers can be prepared with water-crosslinkable polymer compositions.
  • WO 02/094549 describes sealing compounds for coating veneers, these compositions being polyurethane-based hot melt-crosslinking hot-melt adhesives. This sealant layer contains no further crosslinking polymers.
  • compositions which can crosslink via silane groups are moisture-curing systems, but these react relatively slowly.
  • isocyanate-crosslinking systems are known. These contain reactive isocyanates, by the manufacturing process always those in monomeric form. Such monomeric isocyanates are hazardous to the health of the user during processing. If radiation-crosslinking coating systems are used, they are often thin-viscous. This requires a careful pre-treatment of the substrate for a good surface appearance of the product. In addition, adhesion to different substrate surfaces is often problematic.
  • the coating should react insensitive to different substrate surfaces.
  • the polymer components must be compatible with each other to ensure a stable application in the melt.
  • the object is achieved by a coating agent for wood or plastic surfaces containing from 30 to 80% by weight of a polyolefin having at least two alkoxysilane groups, from 5 to 40% by weight of at least one (meth) acrylic group-containing compound having from 1 to 10 radiation-reactive groups, 0.1 to 6% by weight of catalysts and initiators, and 0 to 50% by weight of auxiliaries selected from resins, adhesion promoters, stabilizers, Pigments / fillers, plasticizers, waxes, thermoplastic polymers and / or water-binding agents, wherein the coating agent is solid at room temperature and is crosslinkable by actinic radiation and by moisture.
  • a coating agent for wood or plastic surfaces containing from 30 to 80% by weight of a polyolefin having at least two alkoxysilane groups, from 5 to 40% by weight of at least one (meth) acrylic group-containing compound having from 1 to 10 radiation-reactive groups, 0.1 to 6% by weight of catalysts and initiators, and 0
  • polyolefins which must have at least two alkoxysilane groups in the polymer
  • polyolefin homo- or copolymers are suitable. It should be solid, meltable polymers that are suitable as base polymers for hot melt adhesives.
  • the silane-functional groups can be copolymerized directly in the preparation, or they are subsequently introduced by grafting reactions.
  • monomers for the polymer backbone for example, ethylene, propylene and / or C 4 to C 12 ⁇ -olefins and similar copolymerizable monomers are suitable.
  • a class of polymers suitable for the invention additionally contains, in the preparation, proportions of unsaturated monomers which can be hydrolyzed and which have silane groups.
  • Another class includes polymers of the above-mentioned monomers, which are subsequently modified by reaction with such silane-functional groups.
  • alkoxysilane-modified polyolefins in particular APAO polymers (atactic poly-alpha-olefins) are suitable. These are copolymers having two, three or more different monomers, for example ethene, propene, butene, pentene, hexene, 4-methylpentene-1, octene-1, decene-1 or other C 4 to C 12 -alpha-olefins. It will be prepared by free radical polymerization olefin copolymers. These copolymers can be grafted in a further reaction step with those alkoxysilanes which additionally contain an unsaturated double bond.
  • APAO polymers atactic poly-alpha-olefins
  • the silanes should contain two or three hydrolyzable C 1 to C 4 -alkoxy groups.
  • Examples of such silanes are vinylthmethoxysilane, vinylthethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, vinyldimethylmethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, (methacryloxymethyl) - trimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, (methacryloxynethyl) methyldiethoxysilane, (methacryloxymethyl) triethoxysilane or 3- (methacryloxypropyl) methyldinnethoxysilane.
  • Such polymers are known in the literature, for example in DE-OS 29 30 108, and also commercially available.
  • Such APAO polymers can be graft with other monomers having a carboxyl group or anhydride group.
  • monomers are, for example, acrylic and methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, aconitic acid, maleic anhydride, fumaric acid and derivatives thereof such.
  • esters half esters or anhydrides.
  • carboxyl group-containing polyolefins also show lowered melt viscosity and improved adhesion to many substrates. These carboxyl groups can be subsequently reacted with alkoxysilanes which additionally have a nucleophilic group.
  • silanes are aminoalkylthalkoxysilanes or aminoalkylmethyldialkoxysilanes, with methanol, ethanol, propanol or butanol as the alkoxy group and C2 to C ⁇ radicals as the alkyl group. Also in this case, suitable silane-substituted polyolefin copolymers are obtained. All carboxyl groups can be reacted, but it is also possible to react only portions of these groups.
  • Another group of base polymers are polyolefins of the above-mentioned copolymerizable monomers prepared by metallocene catalysis. These are in particular also poly- ⁇ -olefins of ethylene, propylene and C 4 to C 12 ⁇ -olefins.
  • the catalysts chosen give particularly favorable molecular weight distributions, so that these polyolefins have a low viscosity.
  • Such polymers can also be post-reacted with the above silane-containing monomers.
  • silane monomers of these modified polymers or of the mixtures of these polymers should be in the range of 1 to 10% by weight, preferably 3-7 wt .-% should be included.
  • These silane-functionalized polymers should be meltable at temperatures above 60 to 150 0 C.
  • the viscosity may be from 1000 to 200,000 mPas at temperatures of 130 to 200 0 C (measured by Brookfield RVT, EN ISO 2555, at specified temperature).
  • the coating composition according to the invention must contain radiation-curable compounds.
  • Compounds which have (meth) acrylic groups are radiation-activatable reaction products of (meth) acrylic acid with alcohols or with low molecular weight compounds containing NCO groups. These are reaction products having a molecular weight of less than 3000 g / mol, in particular less than 2000 g / mol (number average molecular weight, M N , as determined by GPC).
  • acrylate or methacrylate esters include, for example, esters of acrylic acid or methacrylic acid with aromatic, aliphatic or cycloaliphatic polyols or with polyether alcohols.
  • Examples of monofunctional acrylate esters which can be used are esters of (meth) acrylic acid with monohydric alcohols.
  • these are aliphatic and / or aromatic alcohols having an OH group.
  • the number of C atoms can be between 1 and 30 C atoms.
  • examples of such alcohols are methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol, octanol, decanol or their isomers, alkylphenols, such as nonylphenols, monofunctional low molecular weight polyethers, such as unilaterally etherified polyethylene, polypropylene, polybutylene ethers having up to 10 repetitive units.
  • Such alcohols can be reacted with (meth) acrylic acid to give the corresponding esters by methods known to those skilled in the art.
  • examples of such compounds are 2-ethylhexyl acrylate, octyl / decyl acrylate, isobornyl acrylate, 3-methoxybutyl acrylate, 2-phenoxyethyl acrylate, benzyl acrylate or 2-methoxypropyl acrylate.
  • polyols for the preparation of multifunctional (meth) acrylate esters a multiplicity of polyols can be used. For example, these are aliphatic polyols having 2-4 OH groups per molecule and 2 to about 30 C atoms.
  • Suitable aliphatic polyols are, for example, ethylene glycol, propanediol 1, 2 or -1, 3, butanediol 1, 4, butanediol 1, 3, butanediol-2,3, butenediol 1, 4, pentanediol 1, 5, pentene diols, Hexanediol-1, 6, octanediol-1, 8, dodecanediol and higher homologs, isomers and mixtures of such compounds.
  • higher-functional alcohols such as glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol or sugar alcohols, such as sorbitol or glucose, and oligomeric ethers or reaction products with ethylene or propylene oxide.
  • polyether polyols the reaction products of low molecular weight polyfunctional alcohols with alkylene oxides, so-called polyether polyols, are used.
  • the alkylene oxides preferably have from two to about four carbon atoms.
  • Suitable examples are the reaction products of ethylene glycol, propylene glycol, glycerol, trimethylolethane or trimethylolpropane, pentaerythritol with ethylene oxide, propylene oxide or butylene oxide or mixtures thereof.
  • Examples of such (meth) acrylate esters are neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,8-octanediol di (meth) acrylate, butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, thymethylolpropane (meth) acrylate, pentaerythritol tetra ( meth) acrylate, and (meth) acrylate esters of sorbitol and other sugar alcohols, ethylene oxide-modified neopentyl glycol di (meth) acrylates, propylene oxide-modified neopentyl glycol di (meth) acrylates, ethylene oxide-modified 1,6-hexanediol di (meth) acrylates or propylene oxide modified 1,6-hexanediol di (meth) acrylates, polyethylene glycol di (
  • M N molecular weight
  • polyurethane (meth) acrylates are polyurethane (meth) acrylates. These are reaction products of alcohols, in particular monoalcohols, diols and / or triols with di- or th-isocyanate compounds. The proportions are chosen so that terminally NCO-functionalized oligomers are obtained.
  • the prepolymers are intended to be linear, i. are produced predominantly from monoalcohols or diols and diisocyanates. An additional use of small amounts of trifunctional polyols or isocyanates is possible.
  • Such PU oligomers can then be reacted with OH-reactive (meth) acrylic compounds to form suitable functionalized PU oligomers.
  • the starting compound used may be the monomeric di- or triisocyanates known for adhesive application.
  • suitable monomeric polyisocyanates are 1,5-naphthylene diisocyanate, 2,2 ' -, 2,4- and / or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), hydrogenated MDI (H12MDI), xylylene diisocyanate (XDI), tetramethylxylylene diisocyanate ( TMXDI), 4,4'-diphenyldimethylmethane diisocyanate, 4,4'-dibenzyldiisocyanate, 1, 3-phenylenediisocyanate, 1, 4-phenylenediisocyanate, tolylenediisocyanate (TDI), 1-methyl-2,4-diisocyanatocyclohexane, 1, 6-diisocyanato-2,2,4-thmethylhexane, 1,6-diisocyanato-2,
  • Suitable for use as polyol for such PU oligomers are, for example, low molecular weight oligomers selected from polyester, polyether, Polycarbonate, polyacetal polyols having terminal OH groups, or aliphatic or aromatic monohydric to trihydric alcohols, having a molecular weight (M N ) of about 200 to 2000 g / mol (number average molecular weight, M N , as by GPC determinable), in particular up to 1000 g / mol.
  • M N molecular weight
  • Such polyols are known to those skilled in the art and are commercially available.
  • Examples of these are ethanol, propanol, butanol, hexanol, octanol and higher homologs, alkylphenols, ethylene glycol, propanediol, butanediol and higher homologs, polyethylene glycol or polypropylene glycol.
  • the reaction of the polyols with the polyisocyanates can be carried out in a known manner, for example in the presence of solvents, but preference is given to working in a solvent-free form.
  • the temperature is usually raised, for example from 40 to 80 ° C.
  • conventional catalysts can be added to the reaction mixture to accelerate the reaction in polyurethane chemistry.
  • esters of ⁇ -.beta.-unsaturated carboxylic acids with low molecular weight, in particular aliphatic, alcohols which carry a further OH group in the alkyl radical are, for example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylamide, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylamide, N-hydroxyethyl (meth) acrylamide, reaction products of glycidyl ethers or esters with acrylic or methacrylic acid, partial transesterification of polyalcohols, such as pentaerythritol, glycerol or trimethylolpropane, with (meth) acrylic acid.
  • Suitable radiation-reactive compounds are polymers or oligomers which may contain up to 10 radiation-reactive groups, but preferably 2
  • Wax, resins, adhesion promoters, catalyst, stabilizers, photoinitiators, leveling agents, pigments or other known auxiliaries may be contained as additives.
  • the radiation-crosslinkable coating composition preferably additionally contains photoreactive substances. From 0 to 6% by weight of at least one photoinitiator, photosensitizer and / or regulator molecule can be added. For electron beam crosslinking, no initiator is necessary. In the preferred case of irradiation with UV radiation, at least one photoinitiator in the amount of 0.1 wt .-% to 5 wt .-%, preferably 0.5 wt .-% to 3 wt .-%, in the coating composition of the invention contain. In the context of the present invention, in principle all commercial photoinitiators are suitable which are compatible with the coating composition according to the invention, i. H. give largely homogeneous mixtures.
  • the photoinitiators are substances or mixtures of substances which can initiate free-radical or ionic polymerizations on exposure to radiation, in particular under UV radiation of 200 to 400 nm. Radical polymerizations are obtained, for example, by the decomposition of peroxides, disulphides, benzoin derivatives and triggered aliphatic ketones.
  • photoinitiators are suitable from the group of benzoin and derivatives, phenylhydroxyalkanone and thioxanthone derivatives, for example benzophenone, 2,4,6-trimethylbenzophenone, 4-methylbenzophenone or mixtures of alkylbenzophenone, camphorquinone or other commercially available initiators.
  • amine-free and hydroxy-free initiators such as oxy-phenyl-acetic acid 2- [2-oxo-2-phenyl-acetoxy-ethoxy] -ethyl ester; Oxy-phenyl-acetic acid 2- [2-hydroxyethoxy] ethyl ester; Bis (2,4,6-thmethylbenzoyl) phenylphosphine oxide; 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone; 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one; 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide or phenyl glyoxylic acid methyl ester.
  • amine-free and hydroxy-free initiators such as oxy-phenyl-acetic acid 2- [2-oxo-2-phenyl-acetoxy-ethoxy] -ethyl ester; Oxy-phenyl-acetic acid 2- [2-hydroxyethoxy] ethyl ester; Bis (2,4,6
  • Suitable catalysts for the moisture-sensitive crosslinking of the silane groups are organometallic catalysts. These can be lead, titanium, iron, zinc or tin compounds. Tin (II) or tin (IV) compounds are preferred, in particular salts of organic carboxylic acids.
  • Examples are stannous acetate, zinc acetate, zinc octoate, lead phenyl ethyl dithiocarbamate, iron acetylacetonate, iron octoate, di-n-octyl tin mercaptide, dibutyltin maleate, diethyl hexoate, di-dilaurate, dibutyltin diketonate, dibutyltin diacetylacetonate or corresponding dioctyltin compounds.
  • the amount may be from 0.01 to 3 wt .-%, in particular from 0.1 to 1 wt .-%.
  • Added resins cause additional stickiness and improve the compatibility of the components. They are used in an amount of 0 to 40% by weight, preferably up to 20% by weight.
  • Examples are aliphatic or alicyclic petroleum hydrocarbon resins and hydrogenated derivatives, hydroabietyl alcohol and its esters, especially its esters with aromatic carboxylic acids such as terephthalic acid and phthalic acid, modified natural resins such as rosin resin resinous resins, tall resin or root resin, e.g. fully saponified gum rosin or alkyl esters of optionally partially hydrogenated rosin with low softening points, e.g.
  • waxes can be added to the coating agent.
  • the amount should be from 0 to 30% by weight, in particular from 1 to 15% by weight.
  • the wax may be natural, chemically modified or synthetic. It can be nonpolar vegetable waxes, mineral waxes, petrochemical waxes, Sasol waxes are used. Examples thereof are polyalkylene waxes, petrolatum, paraffin waxes, microwaxes, in particular polyethylene, polypropylene or Fischer-Tropsch waxes.
  • the melting point of the waxes should be from 60 to 140 ° C., in particular from 100 to 130 ° C. (measured by DSC).
  • Softener could also be included.
  • the amount is up to 20 wt .-%, preferably from 0 to 10 wt .-%.
  • Suitable plasticizers are medicinal white oils, naphthenic mineral oils, phthalates, adipates, polypropylene, polybutene, polyisoprene oligomers, hydrogenated polyisoprene and / or polybutadiene oligomers, benzoate esters, vegetable or animal oils and derivatives thereof.
  • Suitable fillers and / or pigments are non-reactive, finely divided inorganic minerals, which may be ground, precipitated or treated on their surface. Examples are chalk, coated chalk, limestone, calcium magnesium carbonates, aluminum oxides and hydroxides, precipitated silica, titanium dioxide, barium sulfate, sodium or aluminum silicates, zeolites, bentonites, glass, hollow spheres, ground minerals, as far as they are present as powder.
  • the grain size should be between 1 to 200 microns, in particular between 3 to 50 microns. Added zeolites can simultaneously act as drying agents.
  • Nanoscale fillers for example based on SiO 2 or TiO 2, can also be used. Since moisture-reactive groups are present in the coating agent, the pigments and fillers should be dry. Selection and quantity should be such that the necessary radiation-induced reaction is not impaired.
  • Stabilizers which can be used as additives in the context of the invention, in particular UV stabilizers, or antioxidants, include phosphites, phenols, highly hindered phenols of high molecular weight, polyfunctional phenols, sulfur and phosphorus-containing phenols or amines. In small amounts up to a maximum of 10% by weight, it is also possible to add further non-reactive thermoplastic polymers to the coating composition according to the invention. These other polymers can affect properties of the coating agent, such as cohesion, viscosity, adhesion, elasticity. They may be polymers known to the person skilled in the art, such as ethylene-vinyl acetate copolymers, styrene-olefin block copolymers, polyacrylates or non-reactive polyolefins.
  • a vinylsilane which is bifunctional, so that a radiation-activatable crosslinking via the vinyl group and a moisture-sensitive crosslinking via the silane group is possible.
  • suitable compounds are vinyl-ths (2-methoxyethoxy) silane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, vinyldimethylmethoxysilane; Vinyltriacetoxysilane, (methacryloxymethyl) methyldimethoxysilane; (Methacryloxymethyl) thmethoxysilane, (methacryloxymethyl) methyl-diethoxysilane or (meth) acryloxymethyltriethoxysilane.
  • trimethoxy or thethoxyvinylsilane should be from 0.5 to 10 wt .-%, preferably from 3 to 7 wt .-%.
  • a coating agent of the present invention can be prepared by known methods.
  • the functionalized polyolefin is usually melted and then the other components are added. Since moisture-sensitive substances are added, it is expedient to pay attention to a low water content of the raw materials used. After cooling, a solid hot melt adhesive is obtained at room temperature, which can then be compounded.
  • the constituents are selected such that the coating composition has a viscosity of from 1000 to 100,000 mPas at a temperature of 140 ° C., in particular from 3,000 to 50,000 mPas. This is storage stable in the absence of moisture.
  • the coating agent has the physical form of a hot melt adhesive, so it can be processed by the known methods.
  • Wood and plastic substrates can be used as substrates. These can be dimensionally stable shaped bodies, and may in particular also be flexible substrates, such as veneers or edge banding. These may consist of wood, wood-based materials, such as chipboard or MDF boards, fiberboard, foil foils, plastics or plastic films. It may also be multi-layer substrates.
  • the coating composition of the invention can be used as a surface coating for substrates of wood-based materials or plastic substrates.
  • the coating methods for such substrates are known.
  • the coating composition of the invention is melted and applied to the surface by known methods. This can be done for example by extrusion through a slot die, by spray application, by roller application or by doctor.
  • the applied layer may also be possible for the applied layer to be additionally smoothed. This can be done by known measures, such as rollers or shoes. Another possible procedure achieves a flow of the surface of the coating agent through a brief heating of the surface, for example by IR radiation.
  • the pretreatment of the substrate surface is not necessary. This only has to be free of dust-like particles and free of grease. Possible unevenness, pores or voids need not be removed or covered with a primer.
  • the layer thickness of the coating should be up to 250 .mu.m, in particular of 5 up to 100 ⁇ m. If necessary, the coating can be crosslinked by actinic radiation.
  • a preferred embodiment still applies a radiation-curable liquid coating agent to the uncrosslinked coating.
  • These may be the radiation-curing coating compositions known in the industry, which may be formulated on the basis of unsaturated compounds, photoinitiators and other auxiliaries. Examples of such radiation-curing coating compositions are described in DE 2838691 and DE 4439350. These are, in particular, coating agents which are liquid at the application temperature. For example, low-viscosity coating agents can be used at room temperature. These are usually colorless or at least translucent.
  • coating compositions known to the person skilled in the art are applied in the customary processes, for example by rolling, rolling, printing, spraying or flooding.
  • the layer thickness can vary within wide limits, for example from 5 to 250 .mu.m, in particular up to 100 microns.
  • both layers are crosslinked together.
  • actinic radiation may, for example, be electron radiation, but in particular UV rays are suitable.
  • the term radiation-crosslinkable is understood to mean the initiation of a polymerization reaction under the influence of radiation. Radiation is to be understood here as meaning any type of radiation which causes irreversible crosslinking in the crosslinkable layer to be irradiated. In the context of this invention, crosslinking by UV radiation is preferred.
  • the irradiation of the coating composition according to the invention with UV light takes place at a wavelength in the range from 100 nm to 380 nm. The generation of the UV rays is carried out by known devices.
  • a substrate After crosslinking by the irradiation, a substrate is obtained which has a mechanically stable surface coating. This substrate can then be further processed, finished or further processed.
  • the lower layer of the coating agent crosslinks. In this case, atmospheric moisture is absorbed from the environment or from the substrate, this moisture leads to crosslinking of the hydrolyzable alkoxysilane groups.
  • the additional crosslinking leads to an increased mechanical stability of the coating. The adhesion to the ground is improved.
  • the two different networking mechanisms create two different networks that interpenetrate. Dismembering or migrating components is made more difficult. In the embodiment containing additional compounds containing radically crosslinkable groups and water-reactive silane groups, it is possible to join these two networks if necessary.
  • the coating composition of the invention By coating moldings based on wood and / or plastic substrates with the coating composition of the invention, an improvement in the processing process is achieved.
  • the pretreatment of the surfaces can be kept to a minimum. Furthermore, it is ensured by the rapid curing by radiation-curing polymers that a sufficient mechanical stability of the surface coating is given.
  • the coated substrate can then be immediately forwarded to further processing.
  • the final curing of the coating is carried out by a subsequent second crosslinking reaction.
  • a polymer having hydrolyzable silane groups the adhesion of the coating agent to the adjacent layers, such as substrate and further lacquer layer, is further increased. They are also used during storage or under load Moisture no delamination observed.
  • a common crosslinking system between coating agent and further coating agent it is ensured that both layers adhere well to one another. There are no delaminations observed at this boundary layer either.
  • the use of a melting coating agent can compensate for unevenness and pores in the substrate.
  • the coating has a high mechanical stability against pressure. Due to the low viscosity at application temperature, a well-running, smooth surface of the coating agent can be achieved.
  • Another advantage is that, in principle, two different networks are built up in the hardening coating. As a result, an increased elasticity is obtained which leads to better results even in the subsequent further processing and deformation of the coated substrates, for example of veneer substrates.
  • the modified APAO is melted with the hydrocarbon resin and mixed and then the other ingredients are added and stirred.
  • the viscosity is 30,000 mPas at 140 0 C.
  • a veneer is coated on a heated roll at a temperature of 140 to 150 0 C. It should be achieved a coating weight of 70 g / m 2 .
  • the coating is coated with a UV-curable commercial acrylate paint at 30 g / m 2 and then crosslinked with a UV lamp (25 / min, 200 W / cm).
  • the modified APAO is melted together with the hydrocarbon resin and mixed, then the other ingredients are mixed.
  • the mixing temperature is about 130 to 140 ° C.
  • the viscosity is 25,000 mPas at 140 0 C.
  • the mixture is crosslinked for seven days at humidity. It shows a strength of 3 MPa.
  • the tensile strength is 5.5 MPa.
  • a veneer is coated with a slot die at a temperature of 130 to 140 ° C.
  • the coating weight is 60 g / m 2 .
  • a UV-crosslinkable acrylate varnish (30 g / m 2 ). It is cured analogously to experiment 1 with a UV lamp.
  • the ingredients are mixed according to the procedure described above. They are storage-stable in the absence of moisture.
  • the viscosity is 18,000 mPas at 140 0 C.
  • a test specimen of this mixture shows a mechanical tensile strength after crosslinking with atmospheric humidity of 3.3 MPa, after additional previous U V crosslinking of about 6 MPa.
  • a coating is applied to a substrate with a roller bar nozzle at a temperature of 120 to 130 0 C.
  • the coating weight is 50 g / m 2 .
  • a coated and cross-linked planar substrate is performed with a grid cross-section.
  • An adhesive tape is applied to the scratched coating and pulled off jerkily perpendicular to the surface. The detachment phenomena are visually assessed.
  • test specimens are prepared and crosslinked according to the examples.
  • the tensile strength is determined according to EN ISO 527.
  • the experiments show that the strength of the coating agent increases due to the additional crosslinking.
  • the coating is considered to be mechanically harder. Furthermore, a high elasticity is given even at elevated temperature.

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Abstract

Beschichtungsmittel für Holz-oder Kunststoffoberflächen enthaltend 30 bis 80 Gew.-% eines mindestens zwei Alkoxysilangruppen aufweisenden Polyolefins, 5 bis 40 Gew.-% mindestens einer (Meth)acrylgruppen aufweisenden Verbindung mit 1 bis 10strahlenreaktiven Gruppen,0,1 bis 6 Gew.-% Katalysatoren und Initiatoren, 0 bis 50 Gew.-% Hilfsstoffe, ausgewählt aus Harzen, Haftvermittlern, Stabilisatoren, Pigmenten/Füllstoffen, Weichmachern, Wachsen, thermoplastischen Polymeren oder Wasser-bindende Mittel, wobei das Beschichtungsmittel bei Raumtemperatur fest ist und durch aktinische Strahlung und durch Feuchtigkeit vernetzbar ist.

Description

„Beschichtungsmittel mit doppelter Vernetzung"
Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsmittel zum Beschichten von Holz- und Kunstoffoberflächen. Weiterhin wird eine Mehrfachbeschichtung beschrieben, sowie ein Verfahren zum Herstellen einer beschichteten Holz- oder Kunststoffoberfläche.
Die DE 10234369 beschreibt Strahlungsvernetzende Haftklebstoffe, die ein nicht strahlungsvernetzbares Elastomer enthalten, weiterhin eine Verbindung, die mindestens zwei olefinische Doppelbindungen enthält, sowie klebrigmachende Harze. Als nicht strahlenvernetzende Elastomere werden Acrylate, Ethylen- Vinylacetat-Polymere, Styrolcopolymere oder Ethylen/ Propylen- Copolymere beschreiben. Es handelt sich dabei um nicht reaktive Polymere. Als Verbindung mit mindestens zwei olefinischen Doppelbindungen werden Polymere beschrieben, die durch Polymerisation von Diolefinen erhalten werden können. Solche Schmelzklebstoffe vernetzen nach dem Auftragen unter Bestrahlung, beispielsweise UV-Strahlung.
Die DE 19937341 beschreibt die Verwendung von UV-reaktiven Schmelzklebstoffen, die zusätzlich zu den strahlenhärtenden Bestandteilen nicht strahlenhärtende Polymere mit NCO-Gruppen enthalten. Diese NCO-Gruppen sollen unter Feuchtigkeit vernetzen, nachdem eine Reaktion der Doppelbindungen erfolgt ist.
Die WO 01/10914 beschreibt mit Silangruppen gepfropfte Polymere, wobei die Polymerbasis aus Polyethylen oder aus Ethlyen/α-Olefin-Copolymeren mit vinylaromatischen Bestandteilen besteht. Aus diesen Polymeren können mit Wasser vernetzbare Polymermassen hergestellt werden. Die WO 02/094549 beschreibt Versiegelungsmassen zum Beschichten von Furnieren, wobei es sich bei diesen Massen um mit Luftfeuchtigkeit vernetzende Schmelzklebstoffe auf Polyurethanbasis handelt. Diese Versiegelungsschicht enthält keine weiteren vernetzenden Polymere.
In dem Stand der Technik werden verschiedene Zusammensetzungen beschrieben, die über Silangruppen vernetzen können. Es sind feuchtig keitsvernetzende Systeme, diese reagieren aber relativ langsam. Auf der anderen Seite sind isocyanatvernetzende Systeme bekannt. Diese enthalten reaktive Isocyanate, durch den Herstellungsprozess auch immer solche in monomerer Form. Solche monomeren Isocyanate sind bei der Verarbeitung für den Anwender gesundheitsschädlich. Werden strahlenvernetzende Beschichtungssysteme eingesetzt, so sind diese häufig dünnviskos. Das erfordert für eine gute Oberflächenoptik des Produkts eine sorgfältige Vorbehandlung des Untergrunds. Außerdem ist eine Haftung zu unterschiedlichen Substratoberflächen in vielen Fällen problematisch.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deswegen ein Beschichtungssystem zur Verfügung zu stellen, das eine schnelle Vernetzung gewährleistet, um eine weitere Verarbeitung der beschichteten Teile zu ermöglichen. Weiterhin soll über eine zweite Vernetzungsreaktion eine gute Haftung zu den benachbarten Schichten sowie eine hohe Elastizität sichergestellt werden. Die Beschichtung soll unempfindlich auf unterschiedliche Substratoberflächen reagieren. Außerdem müssen die Polymerkomponenten miteinander verträglich sein, um eine stabile Applikation in der Schmelze sicherzustellen.
Die Aufgabe wird durch ein Beschichtungsmittel für Holz- oder Kunststoffoberflächen gelöst, enthaltend 30 bis 80 Gew.-% eines mindestens zwei Alkoxysilangruppen aufweisenden Polyolefins, 5 bis 40 Gew.-% mindestens einer (Meth)acrylgruppen aufweisenden Verbindung mit 1 bis 10 strahlungsreaktiven Gruppen, 0,1 bis 6 Gew.-% Katalysatoren und Initiatoren, sowie 0 bis 50 Gew.-% Hilfsstoffe, ausgewählt aus Harzen, Haftvermittlern, Stabilisatoren, Pigmenten/Füllstoffen, Weichmachern, Wachsen, thermoplastischen Polymeren und/oder Wasser-bindenden Mitteln, wobei das Beschichtungsmittel bei Raumtemperatur fest ist und durch aktinische Strahlung und durch Feuchtigkeit vernetzbar ist.
Als Polyolefine, die mindestens zwei Alkoxysilangruppen im Polymer aufweisen müssen, sind Polyolefinhomo- oder -copolymere geeignet. Es soll sich dabei um feste, schmelzbare Polymere handeln, die als Basispolymere für Schmelzklebstoffe geeignet sind. Dabei können die Silan-funktionellen Gruppen direkt bei der Herstellung einpolymerisiert werden, oder sie werden nachträglich durch Pfropfungsreaktionen eingeführt. Als Monomere für das Polymerrückgrat sind beispielsweise Ethylen, Propylen und/oder C4 bis Ci2-α-Olefine und ähnliche copolymerisierbare Monomere geeignet. Eine für die Erfindung geeignete Klasse von Polymeren enthält bei der Herstellung zusätzlich Anteile von ungesättigten, hydrolisierbare Silangruppen aufweisenden Monomeren. Diese werden dann in die Polymerkette eingebaut und ergeben Silan-funktionalisierte Copolymere. Bei Verwendung geeigneter Copolymerisationstechnik ist es möglich, auch Polymere mit einer Silan-Endgruppen zu erhalten. Eine andere Klasse umfasst Polymere aus den oben genannten Monomeren, die nachträglich durch Umsetzung mit solchen Silan-funktionellen Gruppen modifiziert werden.
Als Alkoxysilan-modifizierte Polyolefine sind insbesondere APAO-Polymere (ataktische Poly-alpha-Olefine) geeignet. Es handelt sich dabei um Copolymere mit zwei, drei und mehr unterschiedlichen Monomeren, beispielsweise Ethen, Propen, Buten, Penten, Hexen, 4-Methylpenten-1 , Octen-1 , Decen-1 oder andere C4 bis Ci2-α-Olefine. Es werden daraus durch radikalische Polymerisation Olefincopolymere hergestellt. Diese Copolymere können in einem weiteren Reaktionsschritt mit solchen Alkoxysilanen gepfropft werden, die zusätzlich eine ungesättigte Doppelbindung enthalten. Dabei sollen die Silane zwei oder drei hydrolisierbare Ci bis C4-Alkoxygruppen enthalten. Beispiele für solche Silane sind Vinylthmethoxysilan, Vinylthethoxysilan, Vinyl-tris(2-methoxy-ethoxy)silan, Vinyldimethylmethoxysilan, Vinyltriacetoxysilan, (Methacryloxymethyl)- trimethoxysilan, 3-Methacryloxypropyltriethoxysilan, 3-Methacryloxypropyl- trimethoxysilan, (Methacryloxynnethyl)nnethyl-diethoxysilan, (Methacryloxymethyl)- triethoxysilan oder 3-(Methacryloxypropyl)methyldinnethoxysilan. Solche Polymere sind in der Literatur bekannt, z.B. in der DE-OS 29 30 108, und auch kommerziell erhältlich.
Es ist ebenfalls möglich solche APAO-Polymere mit anderen Monomeren zu pfropfen, die eine Carboxylgruppe oder Anhydridgruppe aufweisen. Solche Monomere sind beispielsweise Acryl- und Methacrylsäure, Itaconsäure, Croton- säure, Aconitsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure und deren Derivate wie z. B. Ester, Halbester oder Anhydride. Solche Carboxylgruppen-haltigen Polyolefine zeigen außerdem eine erniedrigte Schmelzviskosität und eine verbesserte Adhäsion gegenüber vielen Substraten. Diese Carboxylgruppen können nachträglich mit Alkoxysilanen umgesetzt werden, die zusätzlich eine nucleophile Gruppe aufweisen. Beispiele für solche Silane sind Aminoalkylthalkoxysilane oder Aminoalkylmethyldialkoxysilane, mit Methanol, Ethanol, Propanol oder Butanol als Alkoxygruppe und C2 bis Cβ-Resten als Alkylgruppe. Auch in diesem Fall erhält man geeignete Silan-substituierte Polyolefincopolymere. Dabei können alle Carboxylgruppen umgesetzt werden, es ist aber auch möglich, nur Anteile dieser Gruppen umzusetzen.
Eine weitere Gruppe von Basispolymeren sind Polyolefinen aus den oben genannten copolymehsierbaren Monomeren, die durch Metallocene-Katalyse hergestellt werden. Es handelt sich dabei insbesondere auch um Poly-α-Olefine aus Ethylen, Propylen und C4 bis C12- α-Olefinen. Durch die gewählten Katalysatoren werden besonders günstige Molekulargewichtsverteilungen erhalten, sodass diese Polyolefine eine niedrige Viskosität aufweisen. Solche Polymere können ebenfalls mit den oben genannten Silan-haltigen Monomeren nachträglich umgesetzt werden.
Der Gehalt an Silanmonomeren dieser modifizierten Polymere oder der Mischungen dieser Polymere soll im Bereich von 1 -10 Gew.-% liegen, vorzugsweise sollten 3-7 Gew.-% enthalten sein. Bevorzugt sollen 2 oder mehr, bis ca. 20 Silangruppen, insbesondere bis ca. 10 Silangruppen, in der Polymerkette enthalten sein. Diese Silan-funktionalisierten Polymere sollen bei Temperaturen über 60 bis 1500C aufschmelzbar sein. Die Viskosität kann dabei von 1000 bis 200000 mPas betragen bei Temperaturen von 130 bis 2000C (gemessen mit Brookfield RVT, EN ISO 2555, bei angegebener Temperatur).
Das Beschichtungsmittel muss erfindungsgemäß strahlenhärtbare Verbindungen enthalten. Als (Meth)acrylgruppen aufweisende Verbindungen sind Strahlen- aktivierbare Umsetzungsprodukte von (Meth)Acrylsäure mit Alkoholen oder mit NCO-Gruppen-haltigen niedermolekularen Verbindungen geeignet. Es handelt sich dabei um Umsetzungsprodukte mit einem Molekulargewicht von unter 3000 g/mol, insbesondere unter 2000 g/mol ( zahlenmittleres Molekulargewicht, MN, wie durch GPC bestimmbar ).
Es kann sich beispielsweise mono-, di- oder höherfunktionelle Acrylat- oder Methacrylatester handeln. Solche Acrylat- oder Methacrylatester umfassen beispielsweise Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen Polyolen oder mit Polyetheralkoholen.
Als monofunktioneller Acrylatester können beispielsweise Ester der (Meth)acryl- säure mit einwertigen Alkoholen eingesetzt werden. Beispielsweise handelt es sich dabei um aliphatische und/oder aromatische Alkohole mit einer OH-Gruppe. Die Anzahl der C-Atome kann zwischen 1 bis 30 C-Atome betragen. Beispiele für solche Alkohole sind Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Hexanol, Octanol, Decanol oder ihre Isomere, Alkylphenole, wie Nonylphenole, monofunktionelle niedermolekulare Polyether, wie einseitig veretherte Polyethylen, Polypropylen, Polybutylenether mit bis zu 10 repetetiven Einheiten. Solche Alkohole können nach dem Fachmann bekannten Verfahren mit (Meth)acrylsäure zu den entsprechenden Estern umgesetzt werden. Beispiele für solche Verbindungen sind 2-Ethylhexylacrylat, Octyl-/Decylacrylat, Isobornylacrylat, 3-Methoxybutyl- acrylat, 2-Phenoxyethylacrylat, Benzylacrylat oder 2-Methoxypropylacrylat. Als Polyole zur Herstellung von multifunktionellen (Meth)acrylatestern können eine Vielzahl von Polyolen eingesetzt werden. Beispielsweise sind dieses aliphatische Polyole mit 2-4 OH-Gruppen pro Molekül und 2 bis etwa 30 C-Atomen. Geeignete aliphatische Polyole sind beispielsweise Ethylenglykol, Propandiol-1 ,2 oder -1 ,3, Butandiol-1 ,4, Butandiol-1 ,3, Butandiol-2,3, Butendiol-1 ,4, Pentandiol-1 ,5, Pentendiole, Hexandiol-1 ,6, Octandiol-1 ,8, Dodecandiol und höhere Homologe, Isomere und Gemische solcher Verbindungen. Ebenfalls geeignet sind höherfunktionelle Alkohole wie beispielsweise Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit oder Zuckeralkohole, wie Sorbit oder Glucose, sowie oligomere Ether oder Umsetzungsprodukte mit Ethylen- oder Propylenoxid. Weiterhin können als Polyolkomponente zur Herstellung der (Meth)acrylatester die Umsetzungsprodukte niedermolekularer, polyfunktioneller Alkohole mit Alkylen- oxiden, sogenannte Polyetherpolyole, eingesetzt werden. Die Alkylenoxide weisen vorzugsweise zwei bis etwa vier C-Atome auf. Geeignet sind beispielsweise die Umsetzungsprodukte von Ethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin, Trimethyl- olethan oder Trimethylolpropan, Pentaerythrit mit Ethylenoxid, Propylenoxid oder Butylenoxid oder Gemischen davon.
Beispiele für solche (Meth)acrylatester sind Neopentylglykoldi(meth)acrylat, 1 ,8- Octandioldi(meth)acrylat, Butandioldi(meth)acrylat, 1 ,6-Hexandioldi(meth)acrylat, Thmethylolpropanth(meth)acrylat, Pentaerythrit-tetra(meth)acrylat, sowie (Meth)- acrylatester des Sorbits und anderer Zuckeralkohole, Ethylenoxid-modifizierte Neopentylglykoldi(meth)acrylate, Propylenoxid-modifizierte Neopentylglykoldi- (meth)acrylate, Ethylenoxid-modifizierte 1 ,6-Hexandioldi(meth)acrylate oder Propylenoxid-modifizierte 1 ,6-Hexandioldi(meth)acrylate, Polyethylenglykoldi- (meth)acrylate, Polypropylenglykoldi(meth)acrylate Pentaerythhtoltri(meth)acrylat, Dipentaerythhtol-tetra(meth)acrylat Ths[(meth)acryloxyethyl]-isocyanurat, Polyethylenglykoldi(meth)acrylate oder Gemische davon.
Besonders geeignet sind Umsetzungsprodukte auf Basis von Polyetherpolyolen oder Polyalkylendiolen mit (Meth)acrylestern mit einem Molekulargewicht (MN) von 200 bis 3000 g/mol, vorzugsweise von 300 bis 2000 g/mol, insbesondere bis etwa 1000 g/mol.
Ein weitere Gruppe von geeigneten (Meth)acrylgruppen aufweisenden Verbindungen sind Polyurethan(meth)acrylate. Es handelt sich dabei um Umsetzungsprodukte von Alkoholen, insbesondere Monoalkoholen, Diolen und/oder Triolen mit Di- oder Th-lsocyanatverbindungen. Dabei werden die Mengenverhältnisse so gewählt, dass endständig NCO-funktionalisierte Oligomere erhalten werden. Insbesondere sollen die Prepolymere linear sein, d.h. überwiegend aus Monoalkoholen oder Diolen und Diisocyanaten hergestellt werden. Eine zusätzliche Verwendung von geringen Anteilen an trifunktionellen Polyolen oder Isocyanaten ist möglich. Solche PU-Oligomere können dann mit OH-reaktiven (Meth)acrylverbindungen zu geeigneten funktionalisierten PU- Oligomeren umgesetzt werden.
Als Ausgangsverbindung können die für Klebstoffanwendung bekannten monomeren Di- oder Triisocyanate eingesetzt werden. Beispiele für geeignete monomere Polyisocyanate sind 1 ,5-Naphthylendiisocyanat, 2,2'-, 2,4- und/oder 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), hydriertes MDI (H12MDI), Xylylendiiso- cyanat (XDI), Tetramethylxylylendiisocyanat (TMXDI), 4,4'-Diphenyldimethyl- methandiisocyanat, 4,4'-Dibenzyldiisocyanat, 1 ,3-Phenylendiisocyanat, 1 ,4- Phenylendiisocyanat, Toluylendiisocyanats (TDI), 1 -Methyl-2,4-diisocyanato- cyclohexan, 1 ,6-Diisocyanato-2,2,4-thmethylhexan, 1 ,6-Diisocyanato-2,4,4- trimethylhexan, 1 -lsocyanatomethyl-3-isocyanato-1 ,5,5-thmethylcyclohexan (IPDI), Tetramethoxybutan-1 ,4-diisocyanat, Hexan-1 ,6-diisocyanat (HDI), Dicyclohexyl- methandiisocyanat, Cyclohexan-1 ,4-diisocyanat, Ethylendiisocyanat, Trimethyl- hexamethylendiisocyanat, 1 ,4-Diisocyanatobutan, 1 ,12-Diisocyanatododecan, Dimerfettsäurediisocyanat, oder Uretdion-, Biuret- oder Isocyanurate von Diisocyanaten.
Zur Verwendung als Polyol für solche PU-Oligomere geeignet sind beispielsweise niedermolekulare Oligomere, ausgewählt aus Polyester-, Polyether-, Polycarbonat-, Polyacetal-polyolen, die terminale OH-Gruppen aufweisen, oder aliphatische oder aromatische 1- bis 3-wertige Alkohohole, mit einem Molekulargewicht (MN) von etwa 200 bis 2000 g/mol (zahlenmittleres Molekulargewicht, MN, wie durch GPC bestimmbar), insbesondere bis 1000 g/mol. Solche Polyole sind dem Fachmann bekannt und kommerziell erhältlich. Beispiele dafür sind Ethanol, Propanol, Butanol, Hexanol, Octanol und höhere Homologe, Alkylphenole, Ethylenglycol, Propandiol, Butandiol und höhere Homologe, Polyethylenglykol oder Polypropylenglykol.
Die Umsetzung der Polyole mit den Polyisocyanaten kann in bekannter Weise beispielsweise in Gegenwart von Lösemitteln erfolgen, bevorzugt wird jedoch in lösemittelfreier Form gearbeitet. Zur Beschleunigung der Reaktion wird üblicherweise die Temperatur erhöht, beispielsweise von 40 bis 80°C. Gegebenenfalls können zur Beschleunigung der Reaktion in der Polyurethanchemie übliche Katalysatoren zum Reaktionsgemisch zugesetzt werden,
In einer weiteren Reaktion werden alle NCO-Gruppen anschließend mit Verbindungen umgesetzt, die eine funktionelle Gruppe tragen, die mit Isocyanaten reagieren kann und als weitere funktionelle Gruppe eine durch radikalische Polymerisation vernetzbare Doppelbindung aufweist. Diese habe üblicherweise ein Molekulargewicht von weniger als 1000 g/mol.
Beispiele für solche Verbindungen sind Ester von α-ß-ungesättigten Carbonsäuren mit niedermolekularen, insbesondere aliphatischen, Alkoholen, die im Alkylrest noch eine weitere OH-Gruppe tragen. Entsprechende OH-Gruppen tragende Ester sind beispielsweise 2-Hydroxyethyl(meth)acrylamid, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 3-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 3-Hydroxy- propyl(meth)acrylamid, N-Hydroxyethyl(meth)acrylamid, Umsetzungsprodukte von Glycidylethern oder -estern mit Acryl- oder Methacrylsäure, partielle Umesterungsprodukte von Polyalkoholen, wie Pentaerythrit, Glycerin oder Trimethylolpropan, mit (Meth)acrylsäure. Als strahlungsreaktive Verbindung sind Polymere oder Oligomere geeignet, die bis zu 10 strahlungsreaktive Gruppen enthalten können, es sollen aber bevorzugt 2 bis 5 reaktive Gruppen tragende Oligomere vorliegen, ggf. auch als Gemisch.
Als Additive können Wachs, Harze, Haftvermittler, Katalysator, Stabilisatoren, Photoinitiatoren, Verlaufsvermittler, Pigmente oder andere bekannte Hilfsstoffe enthalten sein.
In dem strahlungsvernetzbaren Beschichtungsmittel sind bevorzugt zusätzlich photoreaktive Stoffe enthalten. Es können dabei 0 bis 6 Gew.-% wenigstens eines Photoinitiators, Photosensibilisators und/oder Reglermoleküls zugesetzt werden. Für Elektronenstrahlvernetzung ist kein Initiator notwendig. Im bevorzugten Falle der Bestrahlung mit UV-Strahlung ist mindestens ein Photoinitiator in der Menge von 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,5 Gew.-% bis 3 Gew.-%, in dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel enthalten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind grundsätzlich alle handelsüblichen Photoinitiatoren geeignet, die mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel kompatibel sind, d. h. weitgehend homogene Gemische ergeben.
Bei den Photoinitiatoren handelt es sich um Stoffe oder Stoffgemische, die bei Einwirkung von Strahlung radikalische oder ionische Polymerisationen auslösen können, insbesondere unter UV-Strahlung von 200 bis 400 nm. Radikalische Polymerisationen werden beispielsweise durch den Zerfall von Peroxiden, Disulfiden, Benzoin-Dehvaten und aliphatischen Ketonen ausgelöst. Beispielsweise sind Photoinitiatoren geeignet aus der Gruppe Benzoin und Derivate, Phenylhydroxy- alkanon- und Thioxanthon-Dehvate, beispielsweise Benzophenon, 2,4,6-Trimethyl- benzophenon, 4-Methylbenzophenon oder Gemische aus Alkyl-Benzophenon, Campherchinon oder andere handelüblich Initiatoren. Insbesondere geeignet sind auch aminfreie und hydroxyfreie Initiatoren wie z.B. Oxy-phenyl-acetic acid 2-[2-oxo- 2-phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethyl ester; Oxy-phenyl-acetic acid 2-[2-hydroxy-ethoxy]- ethyl ester; Bis (2,4,6-thmethylbenzoyl]-phenylphosphineoxid; 1-Hydroxy-cyclohexyl- phenyl-keton; 2,2-Dimethoxy-1 ,2-diphenylethan-1-on; 2,4,6-Trimethylbenzoyl- diphenyl-phosphineoxid oder Phenyl-glyoxylsäuremethylester. Als Katalysatoren für die feuchtigkeitssensitive Vernetzung der Silangruppen sind metallorganische Katalysatoren geeignet. Das können Blei, Titan, Eisen, Zink oder Zinn-verbindungen sein. Bevorzugt sind dabei Zinn(ll)- oder Zinn(IV)- verbindungen, insbesondere Salze von organischen Carbonsäuren. Beispiele sind Zinn-ll-acetat, Zinkacetat, Zinkoctoat, Blei-phenyl-ethyl-dithiocarbaminat, Eisenacetylacetonat, Eisenoctoat, Di-n-octyl-Zinn-mercaptid, Dibutylzinn-maleat, -diethyl-hexoat, , -dilaurat, Dibutylzinndiketonat, Dibutylzinndiacetylacetonat oder entsprechende Dioctylzinn-Verbindungen. Die Menge kann von 0,01 bis 3 Gew.-% betragen insbesondere von 0,1 bis 1 Gew.-%.
Zugesetzte Harze bewirken eine zusätzliche Klebrigkeit und verbessern die Verträglichkeit der Komponenten. Sie werden in einer Menge von 0 bis 40 Gew.- %, bevorzugt bis 20 Gew.-%, eingesetzt. Beispiele sind aliphatische oder alicyclische Petroleum-Kohlenwasser-stoffharze und hydrierte Derivate, Hydroabietylalkohol und seine Ester, insbesondere seine Ester mit aromatischen Carbonsäuren wie Terephthalsäure und Phthalsäure, modifizierte Naturharze wie Harzsäuren aus Balsamharz, Tallharz oder Wurzelharz, z.B. vollverseiftes Balsamharz oder Alkylester von gegebenenfalls teilhydriertem Kolophonium mit niedrigen Erweichungspunkten wie z.B. Methyl-, Diethylenglykol-, Glycerin- und Pentaerythrit-Ester, Terpen-Harze, insbesondere Terpolymere oder Copolymere des Terpens, wie Styrol-Terpene, Alpha-Methyl-Styrol-Terpene, Phenolmodifizierte Terpenharze sowie hydrierte Derivate davon; Acrylsäure- Copolymerisate, vorzugsweise Styrol-Acrylsäure-Copolymere und Harze auf Basis funktioneller Kohlenwasserstoffharze. Bevorzugt werden aromatische, aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoff-Harze, sowie modifizierte oder hydrierte Versionen davon eingesetzt.
Gegebenenfalls können dem Beschichtungsmittel Wachse zugesetzt werden Die Menge soll von 0 bis 30 Gew.-% betragen, insbesondere von 1 bis 15 Gew.-%. Das Wachs kann natürlichen, chemisch modifizierten oder synthetischen Ursprungs sein. Es können unpolare pflanzliche Wachse, Mineralwachse, petrochemische Wachse, Sasolwachse eingesetzt werden. Beispiele dafür sind Polyalkylenwachse, Petrolatum, Paraffinwachse, Mikrowachse, insbesondere Polyethylen-, Polypropylen- oder Fischer-Tropsch- Wachse. Der Schmelzpunkt der Wachse soll von 60 und 140 0C betragen insbesondere von 100 bis 130 0C (gemessen mit DSC).
Weichmacher könne ebenfalls enthalten sein. Die Menge beträgt bis 20 Gew.-%, vorzugsweise von 0 bis 10 Gew.-%. Geeignete Weichmacher sind medizinische Weißöle, naphtenische Mineralöle, Phthalate, Adipate, Polypropylen-, Polybuten-, Polyisopren-Oligomere, hydrierte Polyisopren- und/oder Polybutadien-Oligomere, Benzoatester, pflanzliche oder tierische Öle und deren Derivate.
Als Füllstoffe und/oder Pigmente geeignet sind nicht reaktive, feinteilige anorganische Mineralien, diese können gemahlen, gefällt oder an ihrer Oberfläche behandelt sein. Beispiele sind Kreide, beschichtete Kreide, Kalkmehl, Calcium- Magnesium-Carbonate, Aluminiumoxide und -hydroxide, gefällte Kieselsäure, Titandioxid, Bariumsulfat, Natrium- oder Aluminiumsilikate, Zeolithe, Bentonite, Glas, Hohlkugeln, gemahlene Mineralien, soweit diese als Pulver vorliegen. Die Korngröße soll zwischen 1 bis 200 μm betragen, insbesondere zwischen 3 bis 50 μm. Zugesetzte Zeolithe können gleichzeitig als Trocknungsmittel wirken. Auch nano-skalige Füllstoffe, beispielsweise auf Siθ2 oder Tiθ2-Basis, können eingesetzt werden. Da feuchtigkeitsreaktive Gruppen im Beschichtungsmittel vorhanden sind, sollen die Pigmente und Füllstoffe trocken sein. Auswahl und Menge sind so zu bemessen, dass die notwendige strahlungsinduzierte Reaktion nicht beeinträchtigt wird.
Zu im Rahmen der Erfindung als Zusatzstoffe einsetzbaren Stabilisatoren, insbesondere UV-Stabilisatoren, oder Antioxidantien, zählen Phosphite, Phenole, stehsch gehinderte Phenole hohen Molekulargewichts, polyfunktionelle Phenole, Schwefel- und phosphorhaltige Phenole oder Amine. In geringen Mengen bis maximal 10 Gew.-% können dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel auch weitere nicht reaktive thermoplastische Polymere zugesetzt werden. Diese weiteren Polymere können Eigenschaften des Beschichtungsmittels beeinflussen, wie Kohäsion, Viskosität, Haftung, Elastizität. Es kann sich um dem Fachmann bekannte Poylmere handeln, wie Ethylenvinylacetat- copolymere, Styrol-Olefin-Blockcopolymere, Polyacrylate oder nicht reaktive Polyolefine.
In einer besonderen Ausführungsform kann dem Beschichtungsmittel zusätzlich auch ein Vinylsilan zugefügt werden, welches bifunktionell ist, so dass über die Vinylgruppe eine strahlen-aktivierbare Vernetzung und über die Silangruppe eine feuchtigkeitssensitive Vernetzung möglich ist. Beispiele für geeignete Verbindungen sind Vinyl-ths(2-methoxy-ethoxy)silan, 3-Methacryloxypropyl- trimethoxysilan, 3,-Methacryloxypropyltriethoxysilan, Vinyldimethylmethoxysilan; Vinyltriacetoxysilan, (Methacryloxymethyl) methyl-dimethoxysilan; (Methacryloxymethyl)thmethoxysilan, (Methacryloxymethyl)methyl-diethoxysilan oder (Meth)acryloxymethyltriethoxysilan. Bevorzugt sind Trimethoxy- oder Thethoxyvinylsilan. Der Gehalt an diesen Silanen sollte von 0,5 bis 10 Gew.-% liegen, bevorzugt von 3 bis 7 Gew.-%.
Aus den oben genannten Bestandteilen kann ein erfindungsgemäßes Beschichtungsmittel durch bekannte Verfahren hergestellt werden. Dabei wird üblicherweise das funktionalieseirte Polyolefin aufgeschmolzen und danach die weiteren Komponenten zugemischt. Da feuchtigkeitsempfindliche Substanzen zugegeben werden, ist es zweckmäßig auf einen geringen Wassergehalt der verwendeten Rohstoffe zu achten. Nach dem Abkühlen wird an bei Raumtemperatur fester Schmelzklebstoff erhalten, der dann konfektioniert werden kann.
Die Bestandteile werden so ausgewählt, dass das Beschichtungsmittel eine Viskosität von 1000 bis 100000 mPas aufweist bei einer Temperatur von 1400C, insbesondere von 3000 bis 50000 mPas. Dieses ist in Abwesenheit von Feuchtigkeit lagerstabil. Das Beschichtungsmittel hat die physikalische Form eines Schmelzklebstoffs, kann also nach der bekannten Methoden verarbeitet werden. Als Substrate können Holz- und Kunststoffsubstrate eingesetzt werden. Das können formstabile Formkörper sein, es kann sich insbesondere auch um flexible Substrate, wie Furniere oder Kantenumleimer, handeln. Diese können aus Holz, Holzwerkstoffen, wie Spanplatten oder MDF-Platten, Faserplatten, Furierfolien, Kunststoffen oder Kunststofffolien, bestehen. Es können auch Mehrschichtsubstrate sein.
Das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel kann als Oberflächenbeschichtung für Substrate aus Holzwerkstoffen oder Kunststoffsubstrate eingesetzt werden. Dabei sind die Beschichtungsverfahren für solche Substrate bekannt. Das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel wird aufgeschmolzen und mit bekannten Verfahren auf die Oberfläche aufgetragen. Das kann beispielsweise durch Extrusion durch eine Schlitzdüse, durch Sprühauftrag, durch Walzenauftrag oder durch Rakel geschehen.
Unmittelbar nach dem Auftragen ist es gegebenenfalls auch möglich, dass die aufgetragene Schicht zusätzlich geglättet wird. Das kann durch bekannte Maßnahmen, wie Walzen oder Gleitschuhe, geschehen. Eine andere mögliche Verfahrensweise erzielt ein Verfließen der Oberfläche des Beschichtungsmittels durch eine kurzzeitige Erwärmung der Oberfläche, beispielsweise durch IR- Strahlung.
Die Vorbehandlung der Substratoberfläche ist nicht notwendig. Diese muss lediglich frei vom staubförmigen Partikel und fettfrei sein. Mögliche Unebenheiten, Poren oder Lunker müssen nicht beseitigt werden oder mit einem Primer abgedeckt werden.
Nach dem Abkühlen der Beschichtung wird eine nicht vernetzte, glatte Oberfläche erhalten. Möglich Unebenheiten des Untergrundes werden abgedeckt. Die Schichtdicke der Beschichtung soll bis zu 250 μm betragen, insbesondere von 5 bis zu 100 μm. Die Beschichtung kann ggf. durch aktinische Strahlung vernetzt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsweise trägt auf die nicht vernetzte Beschichtung jedoch noch ein strahlenhärtbares flüssiges Überzugsmittel auf. Es kann sich dabei um die in der Industrie bekannten strahlenhärtenden Überzugsmittel handeln, die auf Basis von ungesättigten Verbindungen, Fotoinitiatoren, sowie weiteren Hilfsstoffen formuliert werden können. Beispiele für solche strahlenhärtenden Überzugsmittel sind in der DE 2838691 und in der DE 4439350 beschrieben. Es handelt sich dabei insbesondere um bei Applikationstemperatur flüssige Überzugsmittel. Beispielsweise können bei Raumtemperatur niedrigviskose Überzugsmittel eingesetzt werden. Diese sind meist farblos oder zumindest durchscheinend.
Diese dem Fachmann bekannten Überzugsmittel werden in den üblichen Verfahren aufgetragen, beispielsweise durch Walzen, Rollen, Drucken, Sprühen oder Fluten. Dabei kann die Schichtdicke in weiten Grenzen variieren, beispielsweise von 5 bis 250 μm, insbesondere bis 100 μm.
Nach dem Auftragen des Beschichtungsmittels und des zweiten strahlenhärtbaren Überzugsmittel werden beide Schichten gemeinsam vernetzt. Das ist durch Einwirkung von aktinischer Strahlung auf die Beschichtung möglich. Es kann sich beispielsweise um Elektronenstrahlung handeln, insbesondere sind jedoch UV- Strahlen geeignet.
Unter dem Begriff strahlungsvernetzbar wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung das Auslösen einer Polymerisationsreaktion unter Einfluss von Strahlung verstanden. Unter Strahlung soll hierbei jede Art von Strahlung verstanden werden, die in der zu bestrahlenden vernetzbaren Schicht eine irreversible Vernetzung hervorruft. Im Rahmen dieser Erfindung ist die Vernetzung durch UV-Strahlung bevorzugt. Die Bestrahlung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels mit UV-Licht findet bei einer Wellenlänge im Bereich von 100 nm bis 380 nm statt. Die Erzeugung der UV-Strahlen erfolgt durch bekannte Vorrichtungen.
Nach der Vernetzung durch die Bestrahlung wird ein Substrat erhalten, dass eine mechanisch stabile Oberflächenbeschichtung aufweist. Dieses Substrat kann dann weiter bearbeitet, konfektioniert oder weiterverarbeitet werden. Bei einer Lagerung unter üblichen Bedingungen vernetzt die untere Schicht aus dem Beschichtungsmittels nach. Dabei wird Luftfeuchtigkeit aus der Umgebung aufgenommen oder aus dem Substrat, diese Feuchtigkeit führt zu einer Vernetzung der hydrolisierbaren Alkoxysilangruppen. Die zusätzliche Vernetzung führt zu einer erhöhten mechanischen Stabilität der Beschichtung. Die Haftung auf dem Untergrund wird verbessert. Durch die zwei unterschiedlichen Vernetzungsmechanismen entstehen zwei unterschiedliche Netzwerke, die sich durchdringen. Ein Entmischen oder ein Migrieren von Bestandteilen wird dadurch erschwert. In der Ausführungsform, das zusätzliche Verbindungen enthalten sind, die strahlen- vernetzbare Gruppen und mit Wasser reaktive Silangruppen enthalten, ist es möglich, diese beiden Netzwerke ggf. zu verbinden.
Durch die Beschichtung von Formteilen auf Basis von Holz- und/oder Kunststoffsubstraten mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel wird eine Verbesserung im Verarbeitungsprozess erreicht. Die Vorbehandlung der Oberflächen kann auf ein Minimum beschränkt werden. Weiterhin wird durch die schnelle Aushärtung durch strahlenhärtende Polymere sichergestellt, dass eine ausreichende mechanische Stabilität der Oberflächenbeschichtung gegeben ist. Das beschichtete Substrat kann danach unmittelbar einer Weiterverarbeitung zugeführt werden. Das endgültige Aushärten der Beschichtung erfolgt durch eine spätere zweite Vernetzungsreaktion. Durch die Auswahl eines Polymeren, das hydrolysierbare Silangruppen aufweist, wird weiterhin die Haftung des Beschichtungsmittels zu den benachbarten Schichten, wie Substrat und weitere Lackschicht, erhöht. Es werden auch bei Lagerung oder bei Belastung durch Feuchtigkeit keine Delaminierung beobachtet. Durch die Auswahl eines gemeinsamen Vernetzungssystems zwischen Beschichtungsmittel und weiterem Überzugsmittel wird sichergestellt, dass beide Schichten gut miteinander haften. Es werden auch an dieser Grenzschicht keine Delaminierungen beobachtet.
Durch die Verwendung eines aufschmelzenden Beschichtungsmittels können Unebenheiten und Poren im Untergrund ausgeglichen werden. Die Beschichtung weist eine hohe mechanische Stabilität gegen Druck auf. Durch die niedrige Viskosität bei Applikationstemperatur kann eine gut verlaufende, glatte Oberfläche des Beschichtungsmittels erreicht werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich, dass im Prinzip zwei unterschiedliche Netzwerke in der ausgehärtenden Beschichtung aufgebaut werden. Dadurch wird eine erhöhte Elastizität erhalten, die auch bei der späteren Weiterverarbeitung und Verformung der beschichteten Substrate, beispielsweise von Furniersubstraten, zu besseren Ergebnissen führt.
Beispiele
Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)
60 Teile silanmodifiziertes APAO (Vestoplast 209, Degussa)
30 T C5-Kohlenwasserstoffharz, (Escorez 1102, Exxon )
9 T PE-Wachs ( Licowax PE 130 , Clariant ) 0,95 T Aminosilan
0,05 T DBTL
Das modifizierte APAO wird mit dem Kohlenwasserstoffharz aufgeschmolzen und gemischt und danach die anderen Bestandteile zugefügt und untergerührt. Die Viskosität beträgt 30000 mPas bei 1400C.
Aus der Mischung wird über eine beheizte Walze ein Furnier bei einer Temperatur von 140 bis 1500C beschichtet. Es soll ein Auftragsgewicht von 70 g/m2 erzielt werden.
Die Beschichtung wird mit einem UV-härtbaren handelsüblichen Acrylatlack mit 30 g/m2 beschichtet und danach mit einem UV-Strahler (25/min, 200 W/cm) vernetzt.
Beispiel 2
60 T silanmodifiziertes APAO (Vestoplast EP 2412, Degussa)
10 T Cg-Kohlenwasserstoffharz, (Arkon P 125, Arkema )
5 T PE-Wachs ( Licowax PE 130 , Clariant )
7 T C2/C8-Olefin ( Exact 8230, Exxon )
15 T ethoxiliertes Trimethylolpropantriacrylat
2 T UV-initiator (Irgacure 819)
0,5 T Aliminiumsilikat
0,4 T Aminosilan
0,1 T DBTL
Das modifizierte APAO wird zusammen mit dem Kohlenwasserstoffharz aufgeschmolzen und gemischt, danach werden die anderen Bestandteile untergemischt. Die Mischtemperatur beträgt ca. ungefähr 130 bis 140°C. Die Viskosität beträgt 25000 mPas bei 1400C. Die Mischung wird sieben Tage bei Luftfeuchtigkeit vernetzt. Sie zeigt eine Festigkeit von 3 MPa.
Nach UV-Bestrahlung und analoger Feuchtigkeitshärtung liegt die Zugfestigkeit bei 5,5 MPa.
Aus der unvernetzten Masse wird mit einer Schlitzdüse ein Furnier beschichtet bei einer Temperatur von 130 bis 1400C. Das Auftragsgewicht beträgt 60 g/m2. Auf die Beschichtung wird ein UV-vernetzbarer Acrylatlack (30 g/m2). Es wird analog Versuch 1 mit einem UV-Strahler ausgehärtet.
Beispiel 3
54 T silanmodifiziertes APAO ( Vestoplast EP 2412, Degussa)
10 T hydriertes KW-Harz (Arkon P 100, Arkema )
5 T PE-Wachs ( Licowax PE 130 , Clariant )
7 T C2/C8-Copolymer ( Exact 8230, Exxon )
13 T ethoxyliertes Trimethylolpropanthacrylat
3 T UV-Initiator (Irgacure 754)
6,85 T Vinylthethoxysilan
0,15 T DBTAA
1 T Aluminiumsilikat
Die Bestandteile werden nach dem oben beschriebenen Verfahren gemischt. Sie sind unter Ausschluss von Feuchtigkeit lagerstabil. Die Viskosität beträgt 18000 mPas bei 1400C.
Ein Prüfkörper aus dieser Mischung zeigt eine mechanische Zugfestigkeit nach Vernetzung mit Luftfeuchtigkeit von 3,3 MPa, nach zusätzlicher vorhergehender U V- Vernetzung von ca. 6 MPa. Aus dieser Mischung wird auf ein Substrat mit einer Rollstabdüse eine Beschichtung aufgetragen bei einer Temperatur von 120 bis 1300C. Das Schichtgewicht beträgt 50 g/m2.
Unmittelbar danach wird auf diese Schicht ein UV-vernetzbarer Acrylatlack (30 gg//mm22)) aauuffggeettrraaggeenn. Beide Beschichtungen werden zusammen mit einem UV- Strahler vernetzt.
Die Kennwerte der Beispiele 1 - 3 sind der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen:
Figure imgf000020_0001
Verbundhaftung:
Ein beschichtetes und vernetztes ebenes Substrat wird mit einem Gitterkreuzschnitt durchgeführt. Auf die geritzte Beschichtung wird ein Klebeband aufgetragen und ruckartig senkrecht zur Fläche abgezogen. Die Ablöseerscheinungen werden optisch beurteilt.
Zugfestigkeit:
Aus den vernetzbaren Zusammensetzungen werden Prüfkörper hergestellt und gemäß den Beispielen vernetzt.
Es wird die Zugfestigkeit gemäß EN ISO 527 bestimmt.
DMA- Zugversuch
Es wird die mechanische Längenausdehnung eines Films unter
Temperatureinwirkung und der Einwirkung einer konstanten Kraft gemessen.
Gerät TA - Instruments, DMA 2980:
• Oszillation mit Zugklemme,
• Anfangstemperatur 300C,
• Isotherme Wartezeit vor Meßbeginn 10 min,
• Messung bis Probenriß,
• Heizrate 2 K/min,
• Amplitude 50μm,
• Frequenz 10 Hz,
• Statische Kraft von 0,2 N/0,3 mm Filmdicke, (0,066 MPa)
• 10 mm Filmbreite,
• 12,6 mm freie Länge des Prüfkörpers
Die Versuche zeigen, dass die Festigkeit des Beschichtungsmittels durch die zusätzliche Vernetzung steigt. Die Beschichtung ist als mechanisch härter. Weiterhin ist auch bei erhöhter Temperatur eine hohe Elastizität gegeben.

Claims

Patentansprüche
1. Beschichtungsmittel für Holz- oder Kunststoffoberflächen enthaltend
30 bis 80 Gew.-% eines mindestens zwei Alkoxysilangruppen aufweisenden Polyolefins,
5 bis 40 Gew.-% mindestens einer (Meth)acrylgruppen aufweisenden
Verbindung mit 1 bis 10 strahlenreaktiven Gruppen,
0,1 bis 6 Gew.-% Katalysatoren und Initiatoren,
0 bis 50 Gew.-% Hilfsstoffe, ausgewählt aus Harzen, Haftvermittlern,
Stabilisatoren, Pigmenten/Füllstoffen, Weichmachern, Wachsen, thermoplastischen Polymeren oder Wasser-bindende Mittel, wobei das Beschichtungsmittel bei Raumtemperatur fest ist und durch aktinische Strahlung und durch Feuchtigkeit vernetzbar ist.
2. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Polyolefin ausgewählt wird aus modifizierten Polymeren auf Basis Ethylen-, Propylen-, Butenmonomeren und/oder C4-Ci2-α-Olefinen, insbesondere APAO oder metallocene-hergestellten Poly-α-olefinen.
3. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyolefin 1 bis 10 Gew.-% anreagierte Alkoxysilanmonomere enthält, insbesondere gepfropfte Alkoxysilanmonomere.
4. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die (Meth)acrylgruppen aufweisende Verbindung 1 bis 5 strahlenreaktive Gruppen enthält.
5. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittel zusätzlich bis zu 10 Gew.-% niedermolekulare Verbindungen mit mindestens einer Alkoxysilangruppe und mindestens einer ungesättigten Doppelbindung enthält.
6. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittel 0,1 bis 5 Gew.-% Initiatoren und 0,01 bis 1 Gew.-% Katalysatoren enthält.
7. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittel besteht aus 40 bis 60 Gew.-% des Alkoxysilangruppen-haltigen Polyolefins, 10 bis 25 Gew.-% der (Meth)acrylguppen- aufweisenden Verbindung, 0,5 bis 3 Gew.-% Katalysatoren und Initiatoren, 5 bis 20 Gew.-% Harzen, sowie bis zu 30 Gew.-% weiteren Hilfsstoffen.
8. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittel wasserbindende Additive enthält.
9. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittel thermoplastisch aufschmelzbar ist und bei 140 0C eine Viskosität von 1000 bis 100000 mPas aufweist.
10.Zwei-Schicht Überzug für Holz- oder Kunststoffsubstrate, wobei eine
Beschichtung mit einem Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufgebracht wird, auf diese Schicht eine weitere Beschichtung mit einem strahlenhärtenden Überzugsmittel aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass beide Schichten gemeinsam unter UV-Strahlung vernetzt werden.
11.Zwei-Schicht Überzug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht nachträglich durch Feuchtigkeit vernetzbar ist.
12. Zwei-Schicht Überzug nach einem der Ansprüche 10 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der ersten Schicht von 5 bis 250 μm beträgt
13. Zwei-Schicht Überzug nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Beschichtungsmittel pigmentiert ist.
14. Zwei-Schicht Überzug nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als strahlenhärtendes Überzugsmittel ein flüssiges, lösemittelfreies, durch radikalische Polymerisation härtendes Überzugsmittel eingesetzt wird.
15. Zwei-Schicht Überzug nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Substrat flexible Holz- oder Kunststoffsubstrate eingesetzt werden.
16. Verfahren zum Herstellen eines Zwei-Schicht-Überzugs auf Substraten aus Holz- oder Kunststoffwerkstoffen, wobei eine erste Schicht mit einem Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufgetragen wird, diese Schicht physikalisch härtet, danach eine zweite Schicht mit einem ausschließlich strahlenhärtenden Überzugsmittel aufgetragen wird, und beide Schichten gemeinsam durch aktinische Strahlung vernetzt werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht bei einer Temperatur von 100 bis 150 0C aufgetragen wird und die zweite Schicht bei einer Temperatur von 20 bis 80 0C.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass beide Schichten unmittelbar nacheinander aufgetragen werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass durch UV-Strahlung vernetzt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht nach der Strahlenvernetzung mit Wasser ein zweites Netzwerk ausbildet.
21. Verwendung eines Beschichtungsmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Beschichten von Substraten aus Holz- oder Kunststoffwerkstoffen.
22. Verwendung nach Anspruch 21 zum Beschichten von flexiblen Substraten, wie Furnieroberflächen.
23. Verwendung nach Anspruch 21 oder 22 zum Beschichten von Foliensubstraten.
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