DE2620541C3 - Bemal- bzw. bestreichbares Plattenmaterial aus Styrolpolymerisat mit einer Schicht aus einem hydrophoben Kunstharz, einem hydrophilen Polymerisat und einem fein pulverisierten anorganischen Füllstoff - Google Patents

Bemal- bzw. bestreichbares Plattenmaterial aus Styrolpolymerisat mit einer Schicht aus einem hydrophoben Kunstharz, einem hydrophilen Polymerisat und einem fein pulverisierten anorganischen Füllstoff

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Shohachi Kashiwa Chiba Masai
Tsugane Musashino Tokio Tanaka
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Description

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Platten aus geschäumtem Polystyrol weisen ein geringes Gewicht auf, sind leicht zu schneiden und von ausreichender Festigkeit, so daß sie sich gut als Ausstellungs-, Anzeige- oder Plakattafeln eignen. Polystyrol hat jedoch den Nachteil einer geringen Lösungsmittelfestigkeit. Wenn derartige Platten mit lösungsmittelhaltigen Anstrichmitteln beschichtet werden bzw. wenn sie mit einem derartigen Anstrichmittel beschriftet oder bemalt werden, so wird die Plattenoberfläche angegriffen, was dazu führt, daß die gewünschte Wirkung beim Bestreichen oder Bemalen nicht erreicht wird. Werden derartige Platten mit einem wäßrigen Anstrichmittel beschichtet oder bemalt, so findet der Anstrich im allgemeinen keinen Halt auf der Oberfläche und läuft weg. Das Ergebnis ist ein ungleichmäßiger Anstrich. Auch wenn das Anstrichmittel auf der Oberfläche einen gewissen Halt findet, ist die Haftung immer noch gering. Dies führt dazu, daß der Übe/ZMg oder die aufgemalten Beschriftungen oder Motive sich leicht ablösen. Es ist somit unmöglich, eine für längere Zeit beständige Beschichtung oder Bemalung auf Styrolharzplatten herzustellen.
Herkömmliche Papierschichtstoffe sind für Ausstellungszwecke ebenfalls nur bedingt geeignet, da sie sehr empfindlich auf Veränderungen der Luftfeuchtigkeit reagieren, sich dabei verziehen und außerdem leicht entflammbar sind. Herkömmliche Unterlagen auf der Basis von Kunsthärzfolien-Schichtstoffen haben den Nachteil, daß aufgetragene wäßrige Anstrichmittel Weglaufen. Somit ergibt sich eine ungleichmäßige Beschichtung bzw. Bemalungj die nicht lange fest an der Oberfläche haftet Ferner kommt es bei längerer Verwendung zu Sprüngen oder zu Abschälungen, da die Affinität des Anstrichmittels zur Kunstharzfolie im Schichtstoff gering ist Aus diesem Grund eignen sich derartige Unterlagen nicht für Ausstellungszwecke.
fn der nicht vorveröffentlichien DT-OS 25 53 157 ist ein nicht wellendes Zeichenmaterial, bestehend aus einem Trägermaterial aus Kunststoff-Folie und einem darauf angeordneten Malgrund beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Träger eine Polystyrolfolie verwendet wird, während der Malgrund neben dem Weißpigment und einem wasserfesten Bindemittel luftgefüllte Mikrokapseln aus Polyvinylidenchlorid enthält
Aufgabe der Erfindung ist es, ein bemal- bzw. bestreichbares Plattenmaterial aus Styrolpolymerisat zur Verfügung zu stellen, das ausgezeichnete Eigenschaften in bezug auf Beständigkeit, feuerhemmende Wirkung und Bemal- bzw. Beschichtbarkeit aufweist Das Plattenmaterial soll bei Verwendung vor·, wäßrigen und lösungsmittelhaltigen Anstrichmitteln nicht die Nachteile herkömmlicher Platten, wie Weglaufen des Anstrichmittels, ungleichmäßige Beschichtung, Beschädigung der Oberfläche durch das Anstrichmittel, Verziehen der Kunstharzplatten und Bildung von Sprüngen, aufweisen.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von bemal- bzw. bestreichbarem Plattenmaterial aus gut bemalbarem bzw. bestreichbarem Styrolpolymerisat mit einer Schicht aus einem hydrophoben Kunstharz, einem hydrophilen Polymerisat und einem fein pulverisierten anorganischen Füllstoff, dadurch gekennzeichnet daß die Schicht zusätzlich ein Isocyanat mit mindestens zwei Isocyanatgruppen im Molekül enthält.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Plattenmaterials wird ein Emulsionsüberzug, der durch Versetzen eines Gemisches aus einem hydrophoben Kunstharz, einem hydrophilen Polymerisat einem fein pulverisierten Füllstoff und Wasser mit einer Lösung eines Isocyanats mit mindestens zwei funktionellen Gruppen in einem hydrophoben Lösungsmittel erhalten worden ist auf eine Polystyrolplatte aufgebracht und unter Bildung einer Oberflächenschicht auf der Platte getrocknet
Der Emulsionsüberzug kann zusätzlich mit einem farbgebenden Mittel, einem feuerhemmenden Mittel, einem Lichtstabilisator oder einem Dispergiermittel versetzt werden.
Das im Emulsionsüberzug verwendete hydrophobe Kunstharz bewirkt als Bindemittel eine feste Verbindung des fein pulverisierten anorgar:schen Füllstoffs, des Pigments und anderer Zusätze. Ferner bewirkt es, daß das Gemisch mit den Bestandteilen des Emulsionsüberzugs während dem Vermischen der mechanischen Beanspruchung standhält daß der erhaltene Emulsionsüberzug ohne Gelbildung stabilisiert wird und sich beispielsweise mit einer Aufwalzvorrichtung auftragen läßt. Schließlich bewirkt es die Bildung einer hinreichend zähen Oberflächenschicht, die flexibel genug ist, daß unter Freiluftbedingungen keine Sprünge auftreten.
Beispiele für verwendbare hydrophobe Kunstharze sind Butadienharze, Acrylharze, Vinylidenchloridharze, Äthylenharze und Vinylacetatharze. Bevorzugt werden Vinylacetatharze, Acrylharze und Butadienharze. Be* sonders bevorzugt sind Vinylacetatharze
Die vorgenannten Kunstharze sind leichter Und billiger in Form von Emulsionen als in Form von Feststoffen zugänglich. Deshalb werden diese Kunstharze vorzugsweise in Form von Emulsionen eingesetzt.
Spezielle Beispiele für verwendbare Butadienharze sind Polymerisate von Butadienen, wie Butadien-1,3, 2-Methylbutadien-l,3 (Isopren), 2,3-Dimethylbutadien-1,3 und Piperidin, sowie Copolymerisate von mindestens einer Butadienverbindung mit anderen polymerisierbaren Verbindungen, die bei der Copolymerisation mit Butadien ein kautschukartiges Copoiymerisat ergeben. Beispiele für derartige mit Butadien copolymerisierbare Verbindungen sind Monoäthylenverbindungen mit einer CH2 = C<-Gruppe, wie Allylolefine, einschließlich Styrol Vmyltoluol, a-Methylsiyrol, Chlorstyrol, Dichlorstyrol und Vinylnaphthalm-a, Methylencarbonsäuren und deren Ester, Nitrile und Amide, wie Acrylsäure, Methylacrylate, Methylmethacrylate, Acrylnitril, Methacrylnitril und Methacrylamid, Vinylpyridine, wie 2-Vinylpyridin und 2-MethyI-5-vinyIpyridin, Methylvinylketone und Vinylidenchlorid.
Spezielle Beispiele für verwendbare Acrylharze sind Polymerisate von Acrylverbindungen, wie Methylacrylat Äthylacrylat Butylacrylat 2-ÄthylhexyIacryIiit Acrylsäure, Glycki/lacrylat 2-Hydroxyäthylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat, Metylmethacrylat, Methacrylsäure, Glycidylmethacrylat, 2-HydroxyäthylmethacryIat, Dimethylaminoäthylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat und Äthylenglykoldimethacrylat sowie Copolymerisate aus mindestens einer der genannten Acrylsäureverbindungen und einem weiteren copolymerisierbaren Äthylenderivat Beispiele für derartige copolymerisierbare Äthylenderivate sind Vinylacetat, Styrol, Acrylnitril, so Butadien und Methylvinylketon.
Spezielle Beispiele für verwendbare Vinylidenchloridharze sind Polymerisate von Vinylidenchlorid und Copolymerisate aus Vinylidenchlorid und mindestens einer anderen copolymerisierbaren monomeren Verbindung, beispielsweise monomeren · .thylenderivaten. Spezielle Beispiele für derartige Äthylenderivate sind Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Acrylsäure, Acrylnitril, Methylacrylat, Äthylacrylat, Butylacrylat, Methylmethacrylat, Vinylacetat, Vinylchlorid und 2-Äthylhexylacrylat.
Spezielle Beispiele für verwendbare Äthylenharze sind Polyäthylen und Copolymerisate aus Äthylen und mindestens einer anderen copolymerisierbaren monomeren Verbindung. Beispiele für derartige copolymerisierbare monomere Verbindungen sind Vinylacetat, Vinylchlorid, Styrol, Äthylacrylat, Propylen und Metallsalze von Acrylsäure, beispielsweise die Natrium- oder Kaliumsalze.
Spezielle Beispiele für verwendbare Vinylacetatharze sind Polymerisate von Vinylacetat und Copolymerisate aus Vinylacetat mit mindestens einer copolymerisierbaren monomeren Verbindung. Spezielle Beispiele für derartige copolymerisierbare monomere Verbindungen sind Methylacrylat, Äthylacrylat, Butylacrylat, 2-Äthylhexylacrylat, Glycidylacrylat, 2-Hydroxyäthylacrylat, Hydro/iypropylacrylat, Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat, Butylmethacrylat, Methacrylsäure, Glycidylmethacrylat, 2-HydroxyäthylmethacryIat, Dimethylaminoäthylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Äthylenglykoldimethacrylat. Styrol, Äthylen, Butadien, Maleinsäure, Fumarsäure und Ester von Fettsäuren, wie Vinylstearat und Vinylpropionat.
Das im Emulsionsüberzug verwendete hydrophile Polymerisat dient dazu, im Anstrichmittel die Affinität für das Lösungsmittel zu gewährleisten, insbesondere im Fall von Anstrichmitteln, die zu einer Bemalung oder Beschriftung des erfindungsgemäßen Plattenmaterials verwendet werden. Dadurch soll sichergestellt werden, daß das Plattenmaterial gut bemalt werden kann, ohne daß Nachteile wie ungleichmäßiges Bemalen oder Weglaufen des Anstrichmittels auftreten. Ferner spielt das hydrophile Polymerisat eine wichtige Rolle als Schutzkolloid, durch das die Emulsion auch nach dem Einverleiben von fein pulverisiertem anorganischem Füllstoff oder ähnlichen Produkten intakt bleibt
Spezielle Beispiele für verwendbare hydrophile Polymerisate sind Proteine, wie Casein, Leim, G&atine und Gluten, Alginate, wie Ammoniumalginat, Kaliumalginat und Natriumalginat hydrophile Polymerisate pflanzlichen Ursprungs, wie Gummi arabicum, Tragant-Gummi, Karaya-Gummi, Pectinsäure und Stärke, hydrophile Polymerisate auf der Basis von Acrylsäure, wi^ Polyammoniumacrylat, Polynatriumacrylat und Polyammoniummethacrylat, Polyvinylalkohol, Cellulosederivate, wie carboxylierte Methylcellulose, Methylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Hydroxyäthylcellulose, Cellulosexanthogenat und carboxylierte Stärke.
Der fein pulverisierte anorganische Füllstoff bewirkt eine Absorption und Austrocknung sowie eine gleichmäßige Ablagerung des Anstrichmittels, mit dem das erfindungsgemäße Plattenmaterial beschriftet bzw. bemalt wird.
Als fein pulverisierte anorganische Füllstoffe können in der Kunststoffverarbeitung übliche Füllstoffe verwendet werden. Spezielle Beispiele sind natürliche und synthetische Füllstoffe, wie Clay, Talcum, Titandioxid, Calciumoxid, »white carbon« und andere Formen von Calciumcarbonat, Silicate, Magnesiumcarbonat, Aluminiumhydroxid, Bariumsulfat Calciumsulfat und Ruß, sowie Gemische dieser Produkte. Diese Produkte liegen in Form von Teilchen mit einem Durchmesser von höchstens 30 μπι vor. Die Verwendung von Füllstoffen mit einem Teilchendurchmesser von mehr als 30 μίτι erweist sich als ungünstig, da die groben Teilchen aus der auf dem Plattenmaterial gebildeten Oberflächenschicht hervorragen, was eine ungleichmäßige Verteilung des Anstrichmittels zur Folge hat
Das verwendete Isocyanat mit mindestens zwei funktionellen Gruppen dient dazu, die Haftung der Oberflächenschicht auf dem Plattenmalerial so zu verstärken, daß ein Abschälen verhindert wird. Ferner dient das Isocyanat dazu, die Oberflächenschicht wasserdicht zu machen, so daß das Plattenmaterial auch für Ausstellungszwecke im Freien verwendet werden kann.
Wie bereits erwähnt, können Isocyanate mit mindestens zwei funktionellen Gruppen, d. h. mit zwei oder mehr Isocyanatgruppen pro Moleküleinheit, verwendet werden. Ferner können Verbindungen verwendet werden, die nach Einwirkung von außen solche Isocyanate freisetzen. Spezielle Beispiele für verwendbare Isocyanate sind Hexamethylendiisocyanat, XyIylendiisocyanat, Toluylendiisocyanat und Diphenylmethandiisocyanat, durch Polymerisation dieser Isocyanate erhaltene Polyisocyanate und Reaktionsprodukte aus Isocyanaten, die unveränderte Isocyanatgruppen enthalten. Das Isocyanat wird zunächst im hydrophoben Lösungsmittel gelöst und in Form der erhaltenen Lösung mit dem Gemisch der anderen Bestandteile vermischt. Dadurch werden die Isocyanatgruppen in der notwendigen Weise geschützt und vor einer Umsetzung mit Wasser bewahrt Wird der Emulsionsüberzug auf die Polystyrolplatte aufgebracht und darauf getrocknet, so reagiert die Isocyanatverbindung in dem aufgebrachten
Emulsionsüberzug nach dem Verdampfen des Lösungsmittels.
Als Lösungsmittel werden beispielsweise aromatische Kohlenwasserstoffe, gegebenenfalls halogenierte Kohlenwasserstoffe, Ketone, aliphatische Lösungsmittel und verschiedene Ester verwendet Beispiele für derartige Lösungsmittel sind Essigsäureäthylester, Toluol, Benzol, Xylol, Methyläthylketon und Methylisobutylketon.
Als Polystyrolplatten können stranggepreßte und geschäumte Platten mit geschlossenen Zellen verwendet werden, die aus Homopolymerisaten von Styrol, a-Methylstyrol oder ähnlichen Styrolderivaten bzw. aus Copolymerisaten von Styrol oder Styrolderivaten mit anderen copolymerisierbaren monomeren Verbindungen hergestellt worden sind. Beispiele für Copolymerisate sind Styrol-Methylmethacrylat-Copolymerisate, Styrol-Acrylnitril-Copolymerisate, Styrol-Butadien-Acryinitril-Copolyrnerisate, Methylmethacrylat-Butadien-StyroI-Copolymerisate und a-Methylstyrol-Methylmethacrylat-Copolymerisate. Vorzugsweise werden Polystyrolplatten verwendet, die durch Schäumen hergestellt sind. Der Schäumungsgrad (iMchtej dieser Polystyrolplatten beträgt vorzugsweise 0,8 bis 0,025 g/cm3. Bei einem Schäumungsgrad unter 0,025 g/cm3 ist die Oberfläche der geschäumten Platten für eine Bemalung zu körnig. Um eine klarere und gleichmäßigere Bemalung zu gewährleisten, weist eine oder beide Oberflächenschichten auf den geschäumten Polystyrolplatten eine erhöhte Dichte auf.
Das Verhältnis der Bestandteile, aus denen die Oberflächenschicht des erfindungsgemäßen Plattenmaterials zusammengesetzt ist, wird vorzugsweise so gewählt, daß die Menge des hydrophoben Kunstharzes 60 bis 95 Gewichtsprozent und die Menge des hydrophilen Polymerisats 40 bis 5 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge an hydrophobem Kunstharz und hydrophilem Polymerisat, beträgt. 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge an hydrophobem Kunstharz und hydrophilem Polymerisat werden vorzugsweise mit 30 bis 500 Gewichtsteilen anorganischem Füllstoff und 2 bis 15 Gewichtsteilen Isocyanat versetzt. Das hydrophobe Lösungsmittel für das Isocyanat wird vorzugsweise in einer Menge, die dem 1 bis 5fachen des Isocyanats entspricht, zugesetzt. Die Menge der nach dem Entfernen von Wasser oder von Wasser und Lösungsmittel gebildeten Oberflächenschicht beträgt vorzugsweise 20 bis 300 g/m2. Beträgt die Menge des hydrophoben Kunstharzes weniger als 60 Gewichtsprozent, so weist die gebildete Oberflächenschicht eine zu geringe Zähigkeit und Dauerhaftigkeit auf und wird leicht abgelöst. Beträgt der Anteil des hydrophoben Kunstharzes mehr als 95 Gewichtsprozent, so wird der Anteil des hydrophilen Polymerisats so gering, daß die gebildete Oberflächenschicht aufgrund ihrer mangelnden Affinität, d. h. der Fähigkeit zur Absorption und gleichmäßigen Dispersion des zur Bemalung bzw. Beschriftung verwendeten Anstrichmittels, keine gute Bemalbarkeit aufweist. Beträgt der Anteil des fein pulverisierten anorganischen Füllstoffes weniger als 30 Gewichtsprozent, so läuft die Farbe auf der gebildeten Oberflächenschicht Weg, oder es ergibt sich eine ungleichmäßige Bemalung, Bei einer Füllstoffmenge über 500 Gewichtsteilen wird die gebildete Oberflächenschicht spröde und weist nicht die nötige Festigkeit und Dauerhaftigkeit aiii. Bei einem lsocyanatanteil unter 2 Gewichtsprozent leistet das Isocyanat nicht den erwarteter,- Beitrag zur Erhöhung der Haftung zwischen der Oberflächenschicht und der Polystyrolplatte. Bei einem Anteil über 15 Gewichtsprozent verringert sich die erwartete Dispersion zwischen der Isocyanatlösung im Lösungsmittel und dem Wasser, da die Umsetzung des Isocyanats mit Wasser gefördert wird, was bewirkt, daß die Emulsion zerstört und die Gebrauchsdauer der Lösung verkürzt wird. Die Menge des Lösungsmittels für das Isocyanat wird vorzugsweise in einem Bereich, der dem 1 ■ bis 5fachen der Isocyanatmenge entspricht, gewählt Unterhalb dieiies
ίο Bereichs bringt der Lösungsmittelzusatz nicht die erwartete Wirkung. Oberhalb dieses Bereichs wird die Geschwindigkeit, mit der das Lösungsmittel abgedampft wird, niedriger als die Geschwindigkeit mit der der aufgebrachte Emulsionsüberzug trocknet, was dazu führt, daß das Lösungsmittel teilweise verbleibt und zu einer Korrosion der Polystyrolplatte führt. Dadurch wird die Festigkeit der Platte beeinträchtigt Beträgt das Gewicht der Oberflächenschicht weniger als 20 g/m2, so wird die zur Absorption des aufgebrachten Anstrichmit-
>f> tels notwendige Affinität und 'omit die vorteilhafte Wirkung der Erfindung nur bedingt erreicht. Bei einem Gewicht über 300 g/m2 weist die Oberflächenschicht eine sehr gute Bemalbarkeit auf. Jedoch ist ein derartiges Produkt teuer und benötigt eine lange Herstellungszeit.
Bei Einhaltung der vorgenannten Bedingungen ergibt sich keine ungleichmäßige Verteilung oder ein Weglaufen des Anstrichmittels, und die gebildete Oberflächenschicht haftet so gut, daß sie beim Kratzen und Reiben
in nicht abgelöst wird. Auch beim Befeuchten mit Wasser und anschließendem Kratzen löst sich die Oberflächenschicht nicht ab. Wird die bemalte Oberflächenschicht längere Zeit dem Sonnenlicht ausgesetzt so entstehen weder Sprünge und Beschädigungen noch ergibt sich ein leichtes Ablösen. Zusätzlich zu ihrer guten Bemalbarkeit sind die erfindungsgemäß hergestellten Kunstharzplatten feuerhemmend und werfen sich nicht.
Die Beispiele erläutern die Erfindung. Teilangaben
beziehen sich auf das Gewicht. Die Viskosität wird mit einem Blockfield-Viskosimeter bestimmt.
Beispiel 1
138 Teile einer Emulsion von Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat (Feststoffgehalt 55%, pH-Wert 4,5 bis 6,5, Viskosität 200 bis 700 cP bei 2S0C), 102 Teile einer 23,6prozentigen wäßrigen Lösung von Methylcellulose (Viskosität 200OcP und 440 Teile fein pulverisiertes natürliches Talcum (flockenförmige Teilchen mit einer Größe von 0,8 bis 3 μηι, pH-Wert 9 bis 9,5) werden gleichmäßig vermischt, wobei Vorkehrungen getroffen werden, um eine Ausfällung und Gelbildung zu vermeiden. Das erhaltene Gemisch wird mit 16 Teilen eines roten Pigments, anschließend mit einer Lösung mit einem Gehalt an 6,7 Teilen eines Polymerisats von Hexamethylendiisocyanat (Feststoffgehait 74 bis 76%, Viskosität unterhalb Gardener W, - NCO-Gehalt 12 bis 13%) in 20 Teilen Methyläthylketon und schließlich mit 10 Teilen eines flammhemmenden Mittels (Perchiornentacyclodecan in Form eines weißen Pulvers, F. 4850C,
bo spezifisches Gewicht 2,02 g/cm3. Molekulargewicht 545,6, Chlorgehalt 78,3%) versetzt und gleichmäßig unter Bildung eines Emulsionsübi'.rzugs vermischt. Dieser Emulsionsüberzug wird mit einer Walzvorriditung aus Metall auf eine Seite einer 2 mm starken schlagfesten Fiatte aus Styrol-Copolymerisat aufgebracht. Die beschichtete Platte wird in einem Heißluft-Zirkulationstrockner 15 Sekunden bei 900C getrocknet. Es entsteht eine Kunstharzplatte mit einer Oberflächen-
schicht von einem Gewicht von 80 g/m2. Die Haftung zwischen der Oberflächenschicht und der Kunstharzplatte ist so stark, daß durch Einwirkung von Fingernägeln keine Kratzer entstehen. Zur Untersuchung der Abschälfestigkeit werden mit einem Messer auf der Oberflächenschicht Querschnitte (Abstände 2 mm) vorgenommen. Sodann wird ein Cellöphäfi-Klebeband von 18 mm Breite auf die eingeschnittene Oberfläche aufgedrückt. Beim Abtrennen des Bands werden weniger als 5% der Oberflächenschicht abgelöst Die Platte erweist sich beim Flammtest gemäß JISA9511 als annehmbar. Die Platte wird durch Einwirkung von Sonnenlicht nicht verfärbt und entwickelt keinen Geruch. Die Oberflächenschicht ^dieser Kunstharzplatte wird mit verschiedenen Plakat- !farben, wäßrigen Anstrichmitteln und chinesischer Schreibtusche beschriftet und bemalt. Die Schriftzeichen und Figuren lassen sich problemlos auftragen, j^hne oslQ sich eine ungleichmäßige Färbun™ ciisr ein Weglaufen der Farbe ergibt. Die so bemalte und beschriftete Platte wird 3 Monate im Frühjahr in einem dem Sonnenlicht ausgesetzten Fenster stehengelassen. Es ergeben sich keine Anzeichen für ein Quellen, Springen oder Ablösen der Schriftzeichen und Figuren.
Beispiel 2
50 Teile Wasser, die sich in einem Mischer befinden, werden gleichzeitig mit 330 Teilen synthetischem Siücat »white carbon« (Pulver mit kugelförmigen Teilchen von etwa 0,016 μηι Durchmesser, pH-Wert 5,8 bis 6,8) und 4 Teilen einer lOgewichtsprozentigen Natriumhexametaphosphat- Lösung als Dispergiermittel versetzt Unter Rühren werden das Wasser und die anderen Bestandteile allmählich mit 5 Teilen blauem Pigment versetzt und gründlich dispergiert Anschließend werden 127 Teile einer Ammoniumacrylatlösung (Viskosität 170 cP, Feststoffgehalt 22%) allmählich zugesetzt und gleichmäßig darin verteilt. Das erhaltene Gemisch wird mit 144 Teilen Butylacrylat-Emulsion (Feststoffgehalt 50%, pH-Wert 6 bis 8, Viskosität 200 bis 40OcP bei 300C) versetzt und gründlich gerührt Anschließend wird eine Lösung von 8 Teilen Xylylendiisocyanat in 25 Teilen Essigsäureäthylester (Molekulargewicht 188,19, Siedepunkt 15rC/6mmHg, Viskosität 3,6 cP bei 2O0C, Dichte 1,2 g/cm3, Oberflächenspannung 37,4dyn/cm2) allmählich zugegeben und gleichmäßig dispergiert. Der erhaltene Emulsionsüberzug wird auf beide Seiten einer geschäumten Polystyrolplatte (nicht entflammbar, 14 mm stark, Schäumungsgrad 16, Oberflächenschicht 0,1 bis 0,5 mm) mit einer Messer-Walzenauftragmaschine aufgetragen, vodurch eine Platte mit beidseitig beschichteter Oberfläche entsteht Eine wäßrige Farbe wird mit Wasser auf 40% verdünnt und in angemessener Dicke auf die Oberfläche der Polystyrolplatte aufgebracht Die aufgebrachte Farbe verteilt sich gleichmäßig und läuft nicht weg. Die beschichtete Platte zeigt eine ausgezeichnete Lichtfestigkeit und eine hohe Dauerhaftigkeit Die Haftungseigenschaften sind so gut, daß beim Ablösetest mit Querschnitten keine Schwierigkeiten auftreten.
Beispiel 3
100 Teile einer Neopren-Emulsion (Feststoffgehalt 50%, pH-Wert 12, spezifisches Gewicht 1,10, Viskosität 39 cP bei 23° C) und 175 Teile einer 20gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol werden vermischt Das Gemisch wird mit 450 Teilen handelsüblichem Ton versetzt und vermischt, wobei Vorkehrungen getroffen werden, daß keine Ausfällung und Gelbildung eintritt Das erhaltene Gemisch wird anschließend mit 12 Teilen rotem Pigment und sodann mit einer Lösung von 7 Teilen Toluylendiisocyanat in 28 Teilen Toluol versetzt Der erhaltene Emulsionsüberzug wird beidseitig auf eine geschäumte Polystyrolplatte mit einer Walzenaufträgvorrichtung aufgebracht und in einem Heißluft-Zirkulationstrockner getrocknet Auf die auf diese Weise erhaltene beschichtete Platte lassen sich Schriftzeichen und Figuren mit Plakatfarben gleichmäßig auftragen, ohne daß sich eine ungleichmäßige Beschichtung oder ein Weglaufen der Farbe ergibt Läßt man die Platte einen Monat an einer sonnigen Stelle stehen, so lösen sich die Schriftzeichen und Figuren auf der Oberfläche nicht ab, und es entstehen keine Sprünge. Somit läßt sich die Platte gut bemalen bzw. bedrucken.
Beispiel 4
Durch gleichmäßiges Vermischen von 135 Teilen natürlichem Calciumcarbonat (Teilchen von 1 bis 10 μπι Durchmesser, pH-Wert 9,2), 210 Teilen Titandioxid (Rutil), 3 Teilen einer Lösung eines Dispergiermittels (lOgewichtsprozentige wäßrige Lösung von Natriumhexametaphosphat), 127 Teilen einer 20gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung von Methoxycellulose und 20 Teilen eines roten Pigments wird eine Pigmentpaste hergestei'S. Diese Pigmentpaste wird gleichmäßig mit einer Emulsion vermischt, die aus 50 Teilen einer nichtmodifizierten Styrol-Butadien-Emulsion (Feststoffgehalt 48 Gewichtsprozent Viskosität etwa 300 cP bei 230C1 pH-Wert 10,5, Oberflächenspannung 29 bis 39dyn/cm2) und 100 Gewichtsteilen eines Vinylidenchlorid-CopoIymerisats (Feststoffgehalt 48 Gewichtsprozent pH-Wert 3 bis 6, Oberflächenspannung 45 dyn/cm2), besteht Der auf diese Weise erhaltene Emulsionsüberzug wird auf eine Seite einer geschäumten Polystyrolplatte (Stärke 2,5 mm, Format 640 χ 910 cm) aufgetragen und getrocknet Man erhält eine Platte von hoher Oberflächenweiße, ausgezeichneter Wetterbeständigkeit und einer ausgezeichneten wasserbeständigen Haftung (bestimmt durch einen Abschältest an Querschnitten nach Befeuchten der Oberfläche mit Wassertropfen und anschließendem 6stündigem Trocknen bei 6O0C). Beim Beschriften oder Bemalen mit wäßrigen Farben lösen sich die aufgebrachten Farben nicht ab.
Beispiel 5
Ein Emulsionsüberzug wird hergestellt, indem man 98 Teile Siliciumdioxid (»white carbon«; Aerosil, Teilutendurchmesser 0,01 bis 0,04 μητ, pH-Wert 3,6 bis 4,2) and 130 Teile Calciumcarbonat (amorphes Pulver mit einem Teilchendurchmesser von 0,5 bis 3,6 μΐη, pH-Wert 8 bis 9) mit 100 Teilen einer wäßrigen, 20gewichtsprozentigen, vollständig verseiften Lösung von Polyvinylalkohol (flüchtige Bestandteile 5%, Verseifungsgrad 99,9%, Viskosität 25 cP bei 20° C in einer 4prozentigen wäßrigen Lösung) gleichmäßig vermischt und das erhaltene Gemisch mit 33 Teilen einer Emulsion eines nichtcarboxylierten Styrol-Butadien-Copolymerisats (Feststoffgehalt 45,5 Gewichtsprozent, spezifisches Gewicht 0,99, Viskosißt 2OcP bei 25° C), 108 Teilen einer Emulsion eines Chloropren-Polymerisats (Feststoffgehalt 60%, pH-Wert größer als 10, spezifisches Gewicht der Latex 1,14, Viskosität 200 bis 400 cP bei 23° C, Oberflächenspannung 33 dyn/cm2) und 8 Teilen eines gelben Pigments in einem Mischer gleichmäßig
809 681/436
ίο
verrührt. Unmittelbar vor dem Auftragen wird diese Emulsion gleichmäßig mit einer Lösung von 12 Teilen eines Isocyanats (75prozentige Lösung in Essigsäureäthylester, -NCU-Gehalt 13%, spezifisches Gewicht 1,17 g/cm3, Viskosität 1500 bis 2500 cP bei 200C) in 25 ί Teilen Essigsäureäthylester gleichmäßig verrührt. Der erhaltene Emulsionsüberzug wird mit einer Sprühvorrichtung auf eine Seite einer geschäumten Polystyrolplatte (Schäumungsgrad 8, Stärke 9 mm, Format 1080 χ 740 cm, mit Oberflächenschicht) aufgebracht ι ο und in einem Heißluft-Umlufttrockner 20 Sekunden bei 85° C getrocknet Man erhält eine Platte mit einer Oberflächenschicht, deren Gewicht 120 g/m2 beträgt. Diese Platte läßt sich leicht stanzen. Für Ausstellungsund Werbungszwecke ist sie herkömmlichen Platten auf Papierbasis weit überlegen, da sie weniger leicht entflammbar und besser bearbeitbar ist Beim Beschriften oder Bemalen mit einem Anstrichmittel auf Lösurigsmitteibasis weist die Flaue nicht die geringe Lösungsmittelfestigkeit von üblichem geschäumtem Polystyrol auf. Die Schriftzeichen und Figuren treten auf der Platte klar hervor, und es ergibt sich eine hohe Affinität der Platte zur Farbe. Ein Ablösen der Schriftzeichen und Figuren von der Oberfläche läßt sich nicht beobachten. Die gleiche Wirkung ergibt sich auch bei Verwendung von wäßrigen Farben, wie Plakatfarben. Beim Abschältest zur Untersuchung der Haftung der Farbe ergibt sich kein Ablösen der Farbe und der .Oberflächenschicht Wird die Platte durch 4monatiges Stehen in einem Fenster der Sonne ausgesetzt, so ergibt jich keine Verfärbung an der Oberflächenschicht Führt man einen Abschältest durch 24stündiges Erwärmen auf 6O0C durch, wobei man die Oberfläche mit einem Messer in Abständen von 2 mm mit Querschnitten versieht, ein Cellophan-KIebeband auf die zerschnittene Oberfläche aufbringt und das Band von der Oberfläche abreißt so ergibt sich eine Ablösung von weniger als 4%. Beim Befeuchten der Platte mit Wassertropfen und
Tabelle I
anschließendem Berühren mit den Fingerspitzen ergibt sich ebenfalls kein Abschälen. Die Platte ist somit sehr beständig und gut zu beschriften bzw. zu bemalen.
Beispiele 6bis 10
Emulsionsüberzüge werden hergestellt, indem man Polyvinylalkohol, eine Emulsion eines nicht carboxylierten Styrol-Butadien-Copolymerisats (vgl. Beispiel 5), eine Emulsion eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisats (vgl. Beispiel 1), fein pulverisiertes natürliches Talcum, (vgl. Beispiel 1) und Wasser gleichmäßig vermischt. Das erhaltene Gemisch wird allmählich mit einer Lösung von 8 Gewichtsteilen Xylylendiisocyanat (vgl. Beispiel 2) in 25 Gewichtsteilen Essigsäureälhylester versetzt und gleichmäßig dispergiert. Die Zusammensetzung der jeweiligen Emulsionsüberzüge ist in nachstehender Tabelle angegeben.
Die EinuisiünSüuefzügc wcfuefi aiii eine Seile einer
2 mm starken schlagfesten Platte aus Styrol-Copolymerisat aufgetragen. Die Haftung zwischen der Oberflächenschicht und der Kunstharzplatte wird gemäß Beispiel 1 bestimmt. Ferner wird gemäß Beispiel 4 die wasserfeste Haftung bestimmt.
Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle zusammengestellt
Auf die Oberflächenschicht der Platte werden Schriftzeichen und Figuren mit Plakatfarbe aufgetragen. Die Bemalbarkeit bzw. Beschriftbarkeit der Platten ist ebenfalls in nachstehender Tabelle angegeben.
Vergleichsbeispiele 1 bis 10
Nach den Beispielen 6 bis 10 werden beschichtete Platten hergestellt, jedoch wird kein Isocyanat verwendet. In einigen Fällen werden außerdem einige der restlichen Komponenten des Überzugs weggelassen. Die Eigenschaften der erhaltenen Platten sind in Tabelle I zusammengestellt
Beispiele 5 7 10 8 15 9 15 10 Vergleichsbeispiele 10 2 15 3 15 4 15 5 20 6 30 7 — S 9 _ 10
6 17 16 10 60 1 16 15 20 40 14 12 18 100
Zusammensetzung 78 74 75 25 74 70 65 45 66 58 82
(Teile) 30 100 _
Polyvinylalkohol 396 39.6 396 396 12 396 3P6 396 396 396 396 396 — 396 —
Styrol-Butadien-
Copolymerisat
Äthylen-Vinylacetat-		 228 228 228 228 58 228 228 228 228 228 228 228 228 100
Copolymerisat 8 8 8 8 — — — — — — — —
Talcum 396 396 396
Wasser 5 5 5 5 228 5 5 5 3 3 3 5 228 3 228
Xylylendiisocyanat 4 5 5 3 8 3 3 3 3 2 2 5 — 2 —
Haftung
Trocken B A A A 5 A A A B A A C 1 C 5
V/asserfest B A A A 4 A A A A A A B 1 A 4
Bemalbarkeit 4 5 5 4 4 4 3 3 3 3 2 2
Gleichmäßigkeit A A C
Sprünge B A C
Haftung 4 1 2
Die Bewertungen in vorstehender Tabelle haben folgende Bedeutungen:
Haftung:
5: weniger als 5 Prozent Abschälung
4: weniger als 20 Prozent Abschälung
3: weniger als 40 Prozent Abschälung
2; weniger als 60 Prozent Abschälung
1: weniger als 100 Prozent Abschälung
Gleichmäßigkeit (uberschlagsmäßige
Bestimmung):
A: gleichmäßige Bemalung
B: teilweise ungleichmäßige Bemalung
C: ungleichmäßige Bemalung Sprünge (uberschlagsmäßige
Bestimmung):
A: im wesentlichen keine Sprünge
B: teilweises Auftreten von Sprengen
C: zahlreiche Sprünge

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Bemal- bzw. bestreichbares Plattenmaterial aus Styrolpolymerisat mit einer Schicht aus einem hydrophoben Kunstharz, einem hydrophilen Polymerisat und einem fein pulverisierten anorganischen Füllstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht zusätzlich ein Isocyanat mit mindestens zwei Isocyanatgruppen im Molekül enthält
2. Plattenmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus geschäumtem Styrolpolymerisat besteht
3. Plattenmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das geschäumte Styrolpolymerisat eine Dichte von 0,025 bis 0,8 g/cm3 aufweist
4. Plattenmaterial nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht 60 bis 95 Gewichtsprozent hydrophobes Kunstharz, 40 bis 5 Gewichtsprozent hydrophiles Polymerisat, sowie hierzu 30 bis 500 Gewichtsprozent fein pulverisierten anorganischen Füllstoff und 2 bis 15 Gewichtsprozent Isocyanat beide bezogen auf die Summe an hydrophobem Kunstharz und hydrophilem Polymerisat, enthält
5. Plattenmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht zusätzlich ein farbgebendes und/oder feuerhemmendes Mittel, einen Lichtstabilisator oder ein Dispergiermittel enthält
io
DE2620541A 1975-05-10 1976-05-10 Bemal- bzw. bestreichbares Plattenmaterial aus Styrolpolymerisat mit einer Schicht aus einem hydrophoben Kunstharz, einem hydrophilen Polymerisat und einem fein pulverisierten anorganischen Füllstoff Expired DE2620541C3 (de)

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JP50055237A JPS5834504B2 (ja) 1975-05-10 1975-05-10 シヨシヤセイニスグレタ ケイリヨウバンノセイゾウホウ
JP4426976A JPS52127975A (en) 1976-04-19 1976-04-19 Method of manufacture of resin plate of styrene series * having superior writing and printing ability

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Publication Number Publication Date
DE2620541A1 DE2620541A1 (de) 1976-11-25
DE2620541B2 DE2620541B2 (de) 1978-04-27
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DE2620541A1 (de) 1976-11-25
FR2310859B1 (de) 1979-07-20
FR2310859A1 (fr) 1976-12-10
DE2620541B2 (de) 1978-04-27

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