DE2003819A1 - Verfahren zum Kunstharzbeschi?nten von Oberflaechen und durch Bestrahlung haertbare Kunstgemische dafuer auf der Grundlage von Polyvinylchlorid - Google Patents

Verfahren zum Kunstharzbeschi?nten von Oberflaechen und durch Bestrahlung haertbare Kunstgemische dafuer auf der Grundlage von Polyvinylchlorid

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DE2003819A1 DE19702003819 DE2003819A DE2003819A1 DE 2003819 A1 DE2003819 A1 DE 2003819A1 DE 19702003819 DE19702003819 DE 19702003819 DE 2003819 A DE2003819 A DE 2003819A DE 2003819 A1 DE2003819 A1 DE 2003819A1
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Description

PATENTANWALT
DR. HANS ULRICH MAY
D 8 MÖNCHEN 2, OTTOSTRASSEIa 2 Ü 0 3 8 1
TELEGRAMME: MAYPATENT MÜNCHEN TELEFON CO8113 OO3682
B.353a.3 JCH München, 28. Januar 1970
Dr.M./raJ
CP 323/816
Commissariat ä 1·Energie Atomique in Paris/Frankreich
Verfahren zum Kunstharzbeschichten von Oberflächen und durch Bestrahlung härtbare Kunstharzgeraische dafür auf der Grundlage
von Polyvinylchlorid
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Oberflächen mit durch Bestrahlung härtbaren Lacken, Farben, Anstrichen und Verputzen auf der Grundlage von Polyvinylchlorid, Kunstharzgemische dafür und die durch Anwendung des Verfahrens erhaltenen Beschichtungen. Nach dem erfindungsgeraäßen Verfahren und mit den erfindungsgemäßen Kunstharzgemischen können Oberflächen sehr verschiedener Art behandelt werden, beispielsweise von Holz, Beton, Mörtel, Gips, Kunststoffen, Papier, Leder, Metallen und Legierungen.
Bestimmte Lacke, Farben und Anstriche verden durch Polymerisations- oder Vernetzungereaktionen in harte, unlösliche Produkte mit einer größeren chemischen Beständigkeit umgewandelt. Im allge-
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meinen werden Zusatzstoffe, vie organische Peroxyde und Katalysatoren» und/oder Wärme benutzt, um diese Reaktionen hervorzurufen oder zu beschleunigen.
Ähnliche Ergebnisse können auch miitels ionisierender Strahlungen, beispielsweise durch die Einwirkung eines Trahls beschleunigter Elektronen, erreicht werden.
Bei der Anvendung von Lacken und Farben ergeben sichzahlreiche Probleme, von denen als Hauptprobiene die folgenden genannt
seien:
die Beseitigung oder Rückgewinnung von Lösungsmitteln (Feuer- und/oder Vergiftungsgefahr);
das Halten und Aufbewahren der Gegenstände vährend des Trocknens (Beschmutzung oder Beschädigung der Beschichtungen im Verlauf der Trocknung);
Bildung von Poren im Oberzug im Verlauf der Verdampfung der Lösungsmittel} Schwierigkeiten wegen begrenzter physikalischer und chemischer Beständigkeit der Lacke und Farben·
Das Verfahren der Vernetzung durch Bestrahlung vermeidet die Benutzung von Lösungsmitteln und löst wegen der praktisch sofortigen Vernetzung bei Raumtemperatur die Probleme des Haltens und Lageras.Außer seiner raschen Wirkung ist das Bestrahlung buk Härten von überzügen benutzende Verfahren auch für Gegenstand· jeder Art geeignet und verhindert nachteilige Veränderungen derselben, besonderes im Fall von Holz, Mörteln, und Anstrichen aus Zement, Beton, Gipsverputzen, Kunststoffen, Papier, Leder, da die Behandlung bei Raumtemperatur erfolgt.
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Das Trocknen der überzüge unter der Einwirkung von Elektronenstrahlen ermöglicht, bei der Oberflächenbeschichtung von einer großen Zahl von Gegenständen gleicher Form und Abmessungen mit Lacken und Farben viel stärker mechanisierte und automatisierte Beschichtungsverfahren einzusetzen.
Derartige Verfahren gevinnen immer mehr an Bedeutung» da sie die erforderliche Handarbeit verringern, die Produktivität erhöhen und, unter bestimmten Umständen eine wirksame Regelung der Schichtdicke der trockenen Lacküberzüge bei gleichzeitiger Einsparung von Lack oder Farbe ermöglichen. Sie gestatten auch eine Durchführung des Verfalirens in Werkstätten, die mit Klimatisierungseinrichtungen ausgestattet sind, welche den Feuchtigkeitsgehalt und die Temperatur der Luft sowie deren Ventilation regeln.
Die Lacke könne aus makromolekularen Verbindungen, vorpolymerisierten Harzen und/oder Derivaten bestehen, welche durch Modifikation der Lacke mittels Produkten, welche eine oder mehrere olefinische Doppelbindungen und/oder radioaktivierbare Gruppen enthalten, erhalten werden.
Lacke auf der Grundlage von Polyviny!chlorid, die als Beschichtungen auf verschiedenen Unterlagen benutzt werden, müssen im allgemeinen bei einer genügenden Temperatur (177 bis 1900C) gebrannt werden, daß alle Lösungsmittelspuren entfernt und das Harz geschmolzen wird. Dieser Verfahrenschritt erfordert je nach der Unterlage einige Minuten oder auch über eine halbe Stunde.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Beschichtungen auf der Grundlage von Polyvinylchlorid besitzen den Vor-
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teil, daß sie bei Raumtemperatur unter der Wirkung ionisieren*· der Strahlungen innerhalb veniger Sekunden gehärtet werden können·
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Beschichten einer Oberfläche mit Kunstharzen auf der Basis von Polyvinylchlorid zeichnet sich dadurch aus, daß das Kunstharz hergestellt vird, indem zu PoIy-
einem vinylchlorid oder Polyvinylchloridcopolymeren in/Gewichtsanteil
zwischen 10 und 100% ein oder mehrere Vinylmonomeren und ein Gevichtsanteil zwischen 1 und 10% ungesättigte polyfunktionelle Vernetzungsmittel zugesetzt werden, dieses Kunstharz auf die zu P beschichtende Unterlage aufgebracht und die Beschichtung durch Einwirkung einer zwischen 1 und 15 Mrad liegenden Dosis ionisierender BestrahlungGetrocknet wird.
Zur Herstellung des Kunstharzes verwendet ra;.' entweder reines Polyvinylchlorid oder vorzugsweise Copolymeren mit zwei oder mehreren Bestandteilen. Beispielsweise seien als Copolymeren mit zwei Bestandteilen genannt die Copolymeren Vinylchlorid-Vinylacetat, Vinylchlorid-Vlnylidenchlorid, Vinylchlorid-Acrylester und/oder-Methacrylester. Als Beispiele von Copolymeren " mit drei Bestandteilen seien genannt das Copolymer Vinylchlorid-Acrylester-Acrylsäure und das Copolymer Vinylchlorid-Vinyliden· chlorid-Acrylester.
Das Polyvinylchlorid oder die Polyvinylchloridcopolymeren können auch in Form einer Suspension in Weichmachern, wie Hexyl-Äthyl-/ hexyl-oder Diallylphthalat im Gemisch oder für sich benutzt werden. Der Gevichtsanteil des Weichmachers liegt im allgemeinen zwischen 5 und. 30%. Er hängt von der Art des Weichmachers und dem Molekulargewicht des Polyvinylchlorids und der Copolymeren
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des Polyvinylchlorids ab.
Das Molekulargewicht <l&s Polyvinylchlorids oder seiner Copölymeren liegt vorteilhaJcterweise zwischen 10 000 und 100 000.
Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens verwendet man im Geraisch mit den Vinylmonomeren ungesättigte polyfunktiö-* nelle Reagenzien, vie Triallylcyanurat, Diallylphthalat, Divinylbenzol, Äthylenglycoldimethacrylat und -acrylat 1,3-Butandiacrylat, Methylolpropantriacrylat, Trimethylölpropantrimethacrylat, welche als Vernetzungsmittel wirken. Ihre Gewichtskonzentration in den Lacken liegt vorteilhafterweise zwischen 1 und 10%.
Die dem Polyvinylchlorid oder den Copolymeren des Polyvinylchlorids zugesetzten Vinylmonomeren sind beispielsweise Styrol und/ oder Acryl- und Methacrylester.Vinylacetat, Acrylnitril.
Die Überzüge können nach üblichen Verfahren auf ihre Unterlage (Holz, Kunststoff, Metall, Glas, Papier usw.) aufgebracht werden» beispielsweise mit dem Pinsel, mit der Rolle, durch Besprühen» durch Eintauchen, mit der Spritzpistole, in der Kälte oder Hitze (ohne Druckluft} oder nach dem gegenwärtig als nVorhangverfahren" bezeichneten Verfahren untei4 entsprechender Regelung der Viskosität.
Die Beschichtungen werden vorzugsweise bei Temperaturen zwischen Raumtemperatur und derjenigen, bei der eine zu starke Verdampfung ihres flüchtigsten Bestandteils beginnt, im allgemeinen 70°C# gehärtet.
Die auf ihre Unterlage aufgebrachten überzüge werden unter Be-
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strahlung vernetzt und gehärtet, vorzugsweise mittels eines Elektronenstrahls, dessen Energie zwischen 0,1 und 4 Millionen eV liegt. Die Energie der Elektronen hängt sovohl vom Einfall des Strahls, dem Abstand zvischen ihrem Austritt aus dem Bestrahlungsgerät und der zu härtenden Beschichtung sowie von der Dicke der letzteren ab.
Vorzugsweise wird die Beschichtung auf die Unterlage in einer Schicht mit gleichmäßiger, zvischen 10 und 400 /u liegender Dicke, je nach der Art der Unterlage und den Endverwendungszweck des beschichteten Produkts, aufgebracht.
Die Bestrahlungsstärke liegt im allgemeinen zvischen 0,1 und 100 Mrad/Sek. wobei die Beschichtung eine Gesamtdosis zvischen 0,1 und 100 Krad, vorzugsweise zwischen etwa 1 und 25 Krad, empfängt.
Die hier benutzte Ausdruck "rad" bezeichnet die Strahlungsdosis» die zu einer Energieabsorption von 100 rg/g der die Beschichtung bildenden absorbierenden Substanz führt. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen überzüge besitzen gegenüber den bisher bekannten Überzügen auf Polyesterbasis folgende Vorteilet
sie ermöglichen eine gleichmäßige Fiymerisation über die ganze Schichtdicke hinweg, was zu einer guten Haftung des Überzugs auf seiner Unterlage führt;
sie besitzen eine bessere Vetterfestigkeit.
Im folgenden sind nur zur Erläuterung mehrere Beispiele der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
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Beispiel 1
Man stellt ein Copolymer von Vinylchlorid und Vinylacetat im Verhältnis 86/14 mit einem Molekular gewicht von etva 50 000 her· Die Viskosität wird mit Hilfe von 10% Methylmethacrylat und 10* athylenglycoldimethacrylat eingestellt. Die Lösung wird auf eine metallische Unterlage mit einer Schichtdicke von 40 ax aufgetragen·
Nach Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl einer Energie von 500 KeV bei einer Dosis von 3,3 Mrad bei einer Starke von 0,5 Mrad/Sek. erhält man einen trockenen überzug., der 7O5S. in Tetrahydrofuran Unlösliches enthält.
Beispiel 2
Man stellt durch Emulsions- Copolymerisation bei 50 - 58eC als Kunstharzbindemittel für Farbe ein dreifach-Copolymer auf der Grundlage von Polyvinylchlorid-Methylacrylat-Acrylsäure her. Die Copolymerisation vird abgebrochen, wenn die Konzentration der Emulsion an Copolymer 25% erreicht. Das Polymer wird anschließend ausgefällt, gewaschen und im Vakuum 24 Stunden lang bei einer Temperatur von 60 bis 70 C getrocknet» Seine Viskosität wird mittels- 20% Hethylmethacrylat und 5% Äthylenglycoldimethacrylat eingestellt. Der Färb träger vird auf einer Stahlunterlage in einer Schichtdicke von 25 Mikron abgeschieden. Nach Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl einer Energie von 500 KeV und einer Dosis von 4,5 Mrad bei einer Stärke von 0,3 Mra<3/Sek. erhält man einen trockenen Überzug»
Beispiel 3
Eine Farbe wird aus einem Copolymer von Polyvinylchlorid und
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Vinylacetat im Verhältnis 87-13 hergestellt. Die Zusammensetzung der Grundpaste ist vie folgt*
Indanthren-rot 15% Polyvinylchlorid-Vinylacetatcopolymer 75% Äthylhexylphthalat 10%.
Man stellt die Viskosität der Farbe ein, indem man zu 70 wichtsteilen des obigen Gemisches 20 Gewichtsteile Methylmethacrylat und 5 Gewichtsteile Äthylenglycoldimethacrylat gibt· Eine 60 Mikron dicke Beschichtung auf Holz, die unter den Bedingungen des Bospiels 2 bestrahlt wurde, liefert einen trockenen überzug mit sehr guter Haftung.
Beispiel 4
Eine Farbe vird aus einem Copolymer Polyvinylchlorid-Vinylidenchlorid-Methylacrylat (Zusammensetzung 8O/17/3) hergestellt. Die Grundpaste wird aus den folgenden Produkten hergestellt!
Titanoxyd 20%
Antiraonoxyd 5%
Copolymer 75%.
Die Viskosität der Farbe wird eingestellt! indem zu 75% des obigen Gemisches 25% eines Gemisches von Methylmethacrylat-Äthylacrylat im Verhältnis 50/50 gegeben wird. Man bringt auf Oberflächen von Beton und Mörtel oder Gips Anstriche auf, um eine Beschichtung von 80 Mikron Dicke zu erhalten. Nach Bestrahlung unter den Bedingungen des Beispiels 2 erhält nan einen trockenen überzug mit einer sehr guten Haftung.
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Claims (7)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Beschichten von Oberflächen mit durch Bestrahlung hartbaren Lacken, Farben, Anstrichen auf der Grundlage von Polyvinylchlorid, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kunstharz hergestellt wird, indem au Polyvinylchlorid oder Copolymeren von Polyvinylchlorid ein oder mehrere Vinylmonomere in einem ' Gewichtsverhältnis zwischen 10 und 1OQ# und ungesättigte polyfunktionelle Vernetzungsmittel in einem Gewichtsverhältnis zwischen 1 und 1O£ gegeben werden, das Kunstharz auf die zu überziehende Unterlage aufgebracht und die Beschichtung durch Einwirkung einer zwischen 1 und 15 Mrad liegender Dosis ionisie-... render Strahlungen getrocknet wird.
Z» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Copolymere solche von Polyvinylchlorid und einem der folgenden Stoffe: Vinylacetat, Vinylidenchlorid, Acryleeter, Methaerylester verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Copolymere Vinylchlorid-Acrylester-Acrylsäure«oder Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Acrylester-Copolymere verwendet verden.
4.. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyvinylchlorid oder die Polyvinylchlorid^- polymeren ein Molekulargewicht zwischen 10 000 und 100 000 besitsr.en.
009832/ 1 366 BADORIQiNAL
5. Verfahren nach einem der Anprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vinylmonomer Methylacrylat, Methyldi methacrylate Styrol, ein Acrylsäureester oder ein Methacrylsäureester vinylacetat oder Acrylnitril ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als ungesättigtes polyfunktionelles Vernetzungsmittel eines aus der Gruppe Triallylcyanurat, Diallylphthalat, Divinylbenzol, Äthylenglycol imethacrylat und racrylat, it3Butandiacrylat, Methylolpropantriacrylat
h und Trimethylolpropantrimethacrylat verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyvinylchlorid oder die Polyvinylchloridcopolymeren in Form einer Suspension in Weichmachern verwendet werden.
S. Verfahren nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet« daß als Weichmacher Hexyl-, Hexyläthyl- oder Diallylphthalat Verwendet werden.
) 9 Anstrichmittel in Form von Lacken, Farben und Anstrichen bestehend aus einer filmbilcu.:aden Lösung eines olefinische Doppelbindungen besitzenden Kunstharzes in einem oder mehreren Vinylmonomeren, die unter der Einwirkung ionisierender Strahlung copolymerisierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz ein Kunstharz auf der Grundlage von Polyvinylchlorid oder seinen Copolymeren ist.
1 . Anstrichmittel nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, daß die Copolymeren Copolymeren von Vinylchlorid und Vinyl-
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acetat oder Vinylidenchlorid oder Acrylestern oder Methacrylestern sind.
11, Anstrichmittel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Copolymeren solche von Vinylchlorid-Acrylestern-Acrylsäure oder Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Acrylestern sind.
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