DE69112686T2 - Verfahren zur Herstellung einer Polycarbonatschicht oder eines Polycarbonatfilmes mit einer strahlungsbeständigen biegsamen Beschichtung. - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Polycarbonatschicht oder eines Polycarbonatfilmes mit einer strahlungsbeständigen biegsamen Beschichtung.Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Platte oder einer Folie aus einem schlagfesten Polymer, wie Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat, mit einer kratzfesten weichen hochelastischen Oberflächenbeschichtung aus hochtransparentem Polyurethan, durch Auftragen einer eine Isocyanatkomponente und eine Polyolkomponente enthaltenden Reaktionsmischung auf die Platte oder die Folie.
- Es ist bekannt, Platten und Folien aus einem kratzempfindlichen Polyiner mit einer weichen Kratzfestschicht aus einem Polyurethan mit Selbstheileigenschaften zu versehen. Diese weiche Kratzfestschicht kann entweder als vorgefertigte Folie hergestellt und unter Zwischenschaltung einer Kleberschicht auf die Platte oder Folie aufkaschiert werden, oder sie kann durch unmittelbares Auftragen einer zu der Polyurethanschicht ausreagierenden Reaktionsmischung auf die Oberfläche der Platten oder Folien hergestellt werden (DE-OS 20 58 504).
- Wenn diese weichen Polyurethanschichten ihre Funktion als Kratzfestschicht erfüllen sollen, werden an diese Schichten verschiedene Anforderungen bezüglich ihrer Kratzfestigkeit und ihres Gebrauchsverhaltens gestellt. Polyurethanschichten, die bezüglich dieser Eigenschaften die Anforderungen erfüllen, sind bekannt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese bekannten Polyurethan- Zusammensetzungen für die Beschichtung von Polymeren, und insbesondere für die Beschichtung von Platten oder Folien aus Polycarbonat, die beispielsweise zur Herstellung von Verglasungen für Kraftfahrzeuge, Flugzeuge und Schiffe oder von Bauverglasungen verwendet werden sollen, nicht geeignet sind. Insbesondere weisen die bekannten Kratzfestschichten dieser Art den Nachteil auf, daß sie auf dem Polycarbonat schlecht haften. Es ist zwar vorgeschlagen worden, durch Zusatz von anorganischen Chromsalzen die Haftung der weichen Polyurethanschichten auf dem Polycarbonat zu erhöhen, doch hat es sich gezeigt, daß die hierdurch erzielte Haftungsverbesserung unzureichend ist. Außerdem sind Chromsalze toxisch und nur schwer in der Reaktionsmischung zu lösen.
- Besonders hohe Anforderungen an die Haftung zwischen der weichen Kratzfestschicht und der Polycarbonatfolie werden in den Fällen gestellt, in denen eine beschichtete Polycarbonatplatte zur Herstellung einer durchbruch- oder durchschußhemmenden Verbundglasscheibe bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck mit einer Glasscheibe verbunden wird. In diesem Fall wird die Schichtenanordnung bei einem Druck von etwa 10 at einer Temperatur von etwa 140 Grad Celsius ausgesetzt. Bei diesem Verbindeprozeß entstehen erhebliche mechanische Spannungen innerhalb der Schichten. Es hat sich gezeigt, daß die Haftung zwischen der Polycarbonatplatte und der weichen Kratzfestbeschichtung nach dem Stand der Technik bei dieser Wärme-Druck-Behandlung so geschwächt wird, daß sie die nachfolgenden vorgeschriebenen Tests nicht übersteht. Wenn man Kratzfestbeschichtungen auf der Basis von lösemittelhaltigen Systemen verwendet, kommt hinzu, daß bereits bei geringsten Restlösemittelanteilen das Polycarbonat die Erscheinung einer ausgeprägten Spannungsrißkorrosion zeigt.
- Im Bereich der für Kraftfahrzeug-Windschutzscheiben verwendbaren Sicherheitsverglasungen ist aus der die aus einer mit einer Polyurethanschicht überzogenen Glasscheibe besteht, die ihrerseits durch Aufspritzen einer Reaktionsmischung erhalten wird, die so ausgebildet ist, daß man eine Schicht mit energieabsorbierenden Eigenschaften erhält. Diese Polyurethanschicht wird erforderlichenfalls mit einer kratz- und abriebfesten Überzugsschicht aus Polyurethan versehen. Bei dieser Veröffentlichung handelt es sich nicht darum, eine starre Scheibe aus einem schlagfesten Kunststoff wie Polycarbonat mit einem Kratzfestüberzug zu versehen.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für Substrate wie Platten oder Folien aus Polycarbonat oder aus anderen vergleichbaren Polymeren wie Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Cellulosepropionat oder Celluloseacetat geeignete Kratzfestbeschichtung zu schaffen, die sowohl die gewünschten mechanischen und physikalischen Eigenschaften wie hohe Transparenz, geringe Trübung, gutes Rückstellverhalten bzw. Selbstheilvermögen bei Oberflächenbeanspruchungen und ein gutes Gebrauchsverhalten einerseits, als auch andererseits eine hohe Haftung an den Substraten aufweist, die auch extremen Belastungen widersteht.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf die Platte oder die Folie aus Polycarbonat oder aus einem der vorstehend genannten Polymere nacheinander zwei verschiedene Reaktionsmischungen aufgetragen werden, nämlich:
- - zur Bildung einer ersten Polyurethanschicht wird eine erste Reaktionsmischung aufgetragen, die als Isocyanatkomponente wenigstens ein aliphatisches oder cycloaliphatisches Diisocyanat, und als Polyolkomponente eine Mischung aus wenigstens einem langkettigen difunktionellen Polyol mit einem Molekulargewicht von 500 bis 4000 und wenigstens einem Polyol mit einer Funktionalität von größer als 2 enthält, wobei das Verhältnis der NCO-Gruppen zu den OH-Gruppen, NCO/OH, zwischen 0,7 und 1,3 beträgt;
- - und wenn die erste Schicht teilweise polymerisiert ist, wird zur Bildung einer zweiten Polyurethanschicht eine zweite Reaktionsmischung aufgetragen, die als Isocyanatkomponente wenigstens ein aliphatisches trifunktionelles Polyisocyanat, insbesondere aus der Gruppe der Biurete oder der Isocyanurate von 1,6- Hexamethylendiisocyanat, und als Polyolkomponente wenigstens ein trifunktionelles Polyol mit einem Molekulargewicht von 250 bis 4000 aus der Gruppe der Polyetherpolyole oder der Polyesterpolyole (z. B. Polycaprolactenpolyol).
- Gemäß der Erfindung werden also zwei Polyurethanschichten unterschiedlicher Zusammensetzung und mit verschiedenartigen Funktionen aufgebracht. Dabei hat die erste Schicht die Aufgabe, eine gute und dauerhafte Verbindung mit dem Polycarbonat herzustellen, während die zweite Schicht die Anforderungen hinsichtlich der Kratzfestigkeit und hinsichtlich des Gebrauchsverhaltens erfüllen muß, wobei selbstverständlich die beiden Schichten untereinander eine einwandfreie Verbindung miteinander eingehen müssen. Während die zweite Reaktionsmischung den für die Herstellung von weichen Kratzfestschichten bekannten Zusammensetzungen entspricht, handelt es sich bei der ersten Reaktionsmischung um Zusammensetzungen, die in dieser Form für die Herstellung von weichen Kratzfestschichten bisher nicht bekannt sind. Erst durch die Kombination dieser beiden Schichten jedoch wird eine Kratzfestbeschichtung auf Polycarbonat und anderen Polymeren, wie Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Cellulosepropionat und Celluloseacetat, ermöglicht, die den praktischen Anforderungen unter allen wesentlichen Gesichtspunkten genügt.
- Die geeigneten Diisocyanate, die im Rahmen der Erfindung für die Bildung der ersten Schicht verwendet werden, werden insbesondere unter den folgenden difunktionellen aliphatischen Isocyanaten ausgewählt:
- Hexamethylendiisocyanat (HMDI), 2,2,4-Trimethyl- 1,6-Hexandiisocyanat (TMDI), Bis-4-isocyanatocyclohexylmethan (Hylène W), Bis-3-methyl- 4-isocyanatocyclohexylmethan, 2,2-bis-(4- isocyanatocyclohexyl)propan, 3 isocyanatomethyl-3,5,5- trimethylcyclohexylisocyanat, auch bezeichnet als Isophorondiisocyanat (IPDI), m-Xylylendiisocyanat (XDI), m- und p-Tetramethylxylylendiisocyanat (m- und p-TMXDI), trans-cyclohexan-1,4-diisocyanat (CHDI), 1,3-(Diisocyanatomethyl)-cyclohexan (XDI hydrogene).
- Vorzugsweise verwendet man Isophorondiisocyanat (IPDI), und vorteilhafterweise eine Mischung von IPDI und einem Additionsprodukt von Isocyanat und Harnstoff.
- Die geeigneten langkettigen Polyole für die Bildung der ersten Schicht werden ausgewählt aus den Polyetherdiolen oder den Polyesterdiolen mit einem Molekulargewicht von 500 bis 4000; die Polyesterdiole sind die Veresterungsprodukte einer zweibasischen Säure wie Adipinsäure, Bernsteinsäure, Palmitinsäure, Acelainsäure, Sebazinsäure oder O-Phtalsäure, und eines Diols wie Ethylenglykol, Propandiol-1,3, Butandiol-1,4, Hexandiol-1,6, die Polyetherdiole der allgemeinen Formel: H {O (CH&sub2;)n } m OH mit n = 2 bis 6 und m derart, daß das Molekulargewicht im Bereich zwischen 500 bis 4000 liegt, oder die Polyetherpolyole der allgemeinen Formel:
- H {O H³ - CH2} m OH
- mit m derart, daß das Molekulargewicht ebenfalls im Bereich zwischen 500 bis 4000 liegt. Man kann auch Polycaprolactondiole und Polycarbonatdiole verwenden.
- Als Polyole mit einer Funktionsschicht größer als zwei werden insbesondere monomere aliphatische Triole verwendet, wie Glycerol, Trimethylolpropan, Triole mit Polyetherketten, Triole von Polycaprolacton, wobei das Molekulargewicht dieser Tiole im allgemeinen zwischen 90 und 1000 liegt, sowie gemischte Polyether-Polyester-Polyole mit einer Funktionalität von größer als 2, beispielsweise mit einer Funktionalität zwischen 2 und 3.
- Die bevorzugten Reaktionsmischungen für die erste und für die zweite Schicht gemäß der Erfindung sind die folgenden:
- a) für die erste Schicht eine Reaktionsmischung,
- - deren Isocyanatkomponente ein cycloaliphatisches, ein Additionsprodukt von Isocyanat, Harnstoff und Isophorondiisocyanat enthaltendes Polyisocyanat mit einem Gehalt an NCO-Gruppen von 24 bis 32 Gew.-%, und deren Polyolkomponente ein bifunktionelles Polyesterpolyol mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 2,8 bis 3,5 Gew.-% und ein trifunktionelles Polycaprolacton mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 8,5 bis 11 Gew.-% enthält, und
- b) für die zweite Schicht eine Reaktionsmischung,
- - deren Isocyanatkomponente ein trifunktionelles aliphatisches Polyisocyanat auf der Basis von 1,6-Hexamethylendiisocyanat mit Biuret- oder Isocyanuratstruktur mit einem Gehalt an NCO-Gruppen von 12,6 bis 28 Gew.-%,
- - und deren Polyolkomponente ein Polyetherpolyol mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 9 bis 13 Gew.-% aus einem Kondensationsprodukt aus Propylenoxid mit Trimethylolpropan, oder ein trifunktionelles Polycaprolacton mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 8,5 bis 11 Gew.-% enthält.
- Vorzugsweise verwendet man für die erste Reaktionsmischung ein Polyisocyanat mit einem Gehalt an NCO-Radikalen von 27 bis 29 Gew.-%, vorzugsweise von 28 Gew.-%, ein bifunktionelles Polyesterpolyol mit einem Gehalt an OH-Radikalen von 3,2 bis 3,4 Gew.-%, vorzugsweise von 3,3 Gew.-%, und ein trifunktionelles Polycaprolacton mit einem Gehalt an OH-Radikalen von 9,5 bis 9,7 Gew.-%, vorzugsweise von 9,6 Gew.-%.
- Für die zweite Reaktionsmischung wird vorzugsweise ein trifunktionelles aliphatisches Polysiocyanat mit einem Gehalt an NCO-Radikalen von 22 bis 24 Gew.-%, und vorzugsweise von 23 Gew.-%, verwendet, sowie ein Polyetherpolyol mit einem Gehalt an OH-Radikalen von 11,7 bis 11,9 Gew.-%, vorzugsweise von 11,8 Gew.-%, und ein trifunktionelles Polycaprolacton mit einem Gehalt an OH-Radikalen von 9,5 bis 9,7 Gew.-%, vorzugsweise von 9,6 Gew.-%.
- Beiden Reaktionsmischungen werden vorzugsweise verschiedene Zusätze beigemischt, wie z. B. Dibutylzinndilaurat in einer Menge bis 0,5 % als Katalysator, modifizierte Polysiloxancopolymere oder fluorierte Alkylester in einer Menge von 0,05 bis 0,5 Gew.-% als Verlaufsmittel, Bis(1,2,2,6,6,-pentamethyl-4-piperidyl)sebazat in einer Menge von 0,5 bis 2 Gew.-% als Lichtschutzmittel, und gegebenenfalls UV-Absorptionsmittel wie substituierte Benzotriazole in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%.
- Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es keine besondere voraufgehende Behandlung des Substrats vor dem Auftrag der ersten Polyurethanschicht erfordert. Insbesondere ist es nicht nötig, einen Primer auf die Substratoberfläche aufzutragen oder sie mit chemischen Zusammensetzungen zu behandeln, die im allgemeinen mit dem Nachteil verbunden sind, daß dadurch die mechanischen Eigenschaften des Substrats beeinflußt werden.
- Die beiden erfindungsgemäßen Schichten werden vorteilhafterweise durch Aufspritzen der Reaktionsmischungen aufgetragen.
- Nach einer Ausführungsform zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schichten wird die erste Schicht auf dem Substrat nach dem Spritzverfahren aufgetragen, und dann erst vor dem Auftragen der zweiten Schicht nach dem Spritzverfahren teilweise polymerisiert. Wenn man so vorgeht, erhält man eine sehr gute Verbindung zwischen den beiden Schichten, und die gesamte Polymerisationsdauer der beiden Schichten wird verringert. Der Polymerisationsgrad der ersten Schicht vor dem Auftragen der zweiten Schicht beträgt vorzugsweise 40 bis 80 %.
- Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
- Es wird eine 3 mm dicke Platte aus Polycarbonat (Produkt MAKROLON der Firma BAYER oder LEXAN der Firma GENERAL ELECTRIC) nach dem Stand der Technik mit einer 0,3 mm dicken weichen Kratzfestschicht versehen. Zu diesem Zweck wird eine lösemittelfreie Reaktionsmischung aus
- - 100 g trifunktionellem aliphatischem Polyisocyanat auf der Basis von 1,6-Hexamethylendiisocyanat mit Biuetstruktur und einem Gehalt an NCO-Gruppen von 23 Gew.-%, (Produkt DESMODUR N 3200 der Firma BAYER)
- - 100 g Polyätherpolyol mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 11,8 Gew.-%,
- - 0,3 g Dibutylzinnilaurat,
- - 0,1 g fluorierter Alkylester,
- - 0,1 g Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)sebazat
- hergestellt und mit Hilfe einer Spritzdüse in einer gleichmäßig dicken Schicht auf die Polycarbonatplatte aufgesprüht. Die Schicht läßt man 20 Minuten lang bei 120 Grad Celsius aushärten.
- Die mit der ausgehärteten Polyurethanschicht versehene Polycarbonatplatte wird einem Temperaturzyklus unterworfen, der dem Temperaturzyklus eines Autoklavprozesses zum Herstellen von Verbundglasscheiben entspricht, das heißt langsames Aufheizen auf 140 Grad Celsius, 1 Stunde Halten bei 140 Grad Celsius und anschließend langsames Abkühlen auf Raumtemperatur.
- Anschließend wird die Haftung der Polyurethanschicht auf der Polycarbonatplatte nach dem sogenannten Peel-Test bestimmt. Dieser Peel-Test besteht darin, daß man bei einem beispielsweise 5 cm breiten Streifen des beschichteten Substrats die Beschichtung unter einem Winkel von 90 Grad von dem Substrat abzieht und dabei die hierfür nötige Kraft mißt und registriert.
- Während die Haftungswerte vor der Durchführung des Wärmezyklus so hoch sind, daß eine Trennung beider Materialien nicht möglich ist (Haftung nicht messbar), sinken die Haftungswerte nach Durchführung des Wärmezyklus auf einen Wert von 11 (N/cm). Die Haftungswerte sinken weiter ab auf 5 (N/cm), wenn sich an den Wärmezyklus noch der "Humidity Test" anschließt, bei dem die beschichtete Folie 14 Tage lang bei 50 Grad Celsius einer relativen Luftfeuchtigkeit von 95 bis 98 % ausgesetzt wird. Eine derart beschichtete Polycarbonatplatte ist also für den praktischen Einsatz nicht brauchbar.
- Eine 3 mm dicke Platte aus Polycarbonat (MAKROLON) wird mit einer 200 um dicken Schicht einer lösemittelfreien Reaktionsmischung folgender Zusammensetzung mit Hilfe einer Spritzdüse beschichtet:
- - 33,3 g cycloaliphatisches in Isophorondiisocyanat gelöstes Isocyanatharnstoffaddukt enthaltendes Polyisocyanat mit einem Gehalt an NCO-Gruppen von 28 Gew.-% (Produkt Polyisocyanat IPDI-H 2921 der Firma HÜLS AG),
- - 80 g bifunktioneller hydroxylgruppenhaltiger Polyester mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 3,3 Gew.-% (Produkt Oxyester T 1136 der Firma HÜLS AG),
- - 20 g lösemittelfreies trifunktionelles Polycaprolacton mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 9,6 Gew.-% (Produkt Tone 305 der Firma UNION CARBIDE),
- - 0,06 g Dibutylzinndilaurat,
- - 0,1 g fluorierter Alkylester.
- Nach 10 bis 12 Stunden bei Raumtemperatur ist die Schicht zu etwa 90 Prozent ausgehärtet. In diesem Zustand weist sie wegen noch nicht abgebundener Restisocyanatgruppen eine gewisse Klebrigkeit an der Oberfläche auf, die nach vollständiger Aushärtung unter dem Einfluß der Luftfeuchtigkeit nach 1 bis 2 Tagen nicht mehr vorhanden ist. Diese Oberflächenaktivität stört jedoch nicht beim Aufbringen der zweiten Schicht.
- Zum Herstellen der zweiten Schicht wird eine lösemittelfreie Reaktionsmischung folgender Zusammensetzung in einer Schichtdicke von 300 um ebenfalls mit Hilfe einer Spritzdüse auf die erste Schicht aufgetragen:
- - 100 g trifunktionelles aliphatisches Polyisocyanat auf der Basis von 1,6-Hexamethylendiisocyanat mit Biuretstruktur und einem Gehalt an NCO-Gruppen von 23 Gew.-%,
- - 97 g trifunktionelles Polycaprolacton mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 3,6 Gew.-%,
- - 0,15 g Dibutylzinndilaurat,
- - 0,1 g fluorierter Alkylester
- - 0,1 g Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)sebazat und
- - 0,2 g substituiertes Benzotriazol.
- Die Schicht läßt man bei Raumtemperatur 24 Stunden lang aushärten.
- Die mit dieser zweifachen Beschichtung versehene Polycarbonatplatte wird demselben Temperaturzyklus unterworfen, dem das im Vergleichsbeispiel beschriebene Vergleichsmuster unterworfen wurde, und anschließend wird die Haftung der Schicht auf der Polycarbonatplatte nach dem im Vergleichsbeispiel beschriebenen Peel-Test bestimmt. Dabei zeigt sich, daß eine Trennung der Schichten nicht möglich ist.
- Es wird eine 1 mm dicke Folie aus LEXAN beschichtet und dabei wie in Beispiel 1 beschrieben verfahren, wobei die Reaktionsmischungen folgende Zusammensetzungen aufweisen:
- - 24,5 g lösemittelfreies cycloaliphatisches in Isophorondiisocyanat gelöstes Isocyanatharnstoffaddukt enthaltendes Polyisocyanat mit einem Gehalt an NCO-Gruppen von 28 Gew.-%,
- - 10,5 g lösemittelfreies Isophorondiisocyanat mit einem NCO-Gehalt von 37,3 Gew.-%, (Produkt IPDI der Firma HÜLS AG),
- - 80 g lösemittelfreier bifunktioneller hydroxylgruppenhaltiger Polyester mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 3,3 Gew.-%,
- - 20 g lösemittelfreies trifunktionelles Polycaprolacton mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 9,6 Gew.-%.
- - 0,5 g Dibutylzinndilaurat und
- - 0,3 g modifiziertes Polysiloxancopolymer
- - 100 g lösemittelfreies trifunktionelles aliphatisches Polyisocyanat auf der Basis von 1,6-Hexamethylendiisocyanat mit Biuretstruktur und einem Gehalt an NCO-Gruppen von 23 Gew.-%,
- - 93 g lösemittelfreies trifunktionelles Polycaprolacton mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 9,6 Gew.-%.
- - 0,05 g Dibutylzinndilaurat,
- - 0,4 g modifiziertes Polysiloxancopolymer,
- - 0,1 g Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)sebazat, und
- - 0,2 g substituiertes Benzotriazol.
- Die Prüfung der Haftfestigkeit nach dem Peel-Test ergab, daß eine Trennung der Beschichtung von der LEXAN-Folie nicht möglich ist.
- Es wird im wesentlichen wie in Beispiel 1 beschrieben verfahren, wobei die Reaktionsmischungen folgende Zusammensetzungen aufweisen:
- - 50 g lösemittelfreies cycloaliphatisches in Isophorondiisocyanat gelöstes Isocyanatharnstoffaddukt enthaltendes Polyisocyanat mit einem Gehalt an NCO-Gruppen von 28 Gew.-%,
- - 50 g lösemittelfreier bifunktioneller hydroxylgruppenhaltiger Polyester mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 3,3 Gew.-%,
- - 50 g lösemittelfreies trifunktionelles Polycaprolacton mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 9,6 Gew.-%,
- - 0,5 g Dibutylzinndilaurat,
- - 0,1 g fluorierter Alkylester
- - 100 g lösemittelfreies trifunktionelles aliphatisches Polyisocyanat auf der Basis von 1,6-Hexamethylendiisocyanat mit Isocyanuratstruktur und einem Gehalt an NCO-Gruppen von 23 Gew.-%
- - 95 g lösemittelfreies Polyätherpolyol mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 11 Gew.-% aus einem Kondensationsprodukt aus Propylenoxid mit Trimethylolpropan,
- - 0,05 g Dibutylzinndilaurat,
- - 0,1 g fluorierter Alkylester,
- - 0,1 g Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)sebazat, und
- - 0,2 g substituiertes Benzotriazol.
- Die Aushärtung der beiden Schichten erfolgt jeweils bei etwa 120 Grad Celsius unter einem Wärmestrahler während einer Aushärtezeit von jeweils 20 Minuten.
- Die Prüfung der Haftfestigkeit der so hergestellten Beschichtung auf der Polycarbonatplatte entsprechend dem Peel-Test nach Durchführung des im Vergleichsbeispiel beschriebenen Temperaturzyklus ergab, daß die Beschichtung nicht von der Unterlage getrennt werden konnte.
- Eine gemäß dem Beispiel 3 einseitig mit einer weichen Kratzfestbeschichtung versehene Polycarbonatplatte von 5 mm Dicke wird mit weiteren Schichten aus Silikatglas und thermoplastischen Klebeschichten zu einer durchschußhemmenden Kraftfahrzeug-Windschutzscheibe verarbeitet. Zu diesem Zweck werden in bekannter Weise mehrere Silikatglasscheiben von je beispielsweise 5 mm Dicke aufeinanderliegend gemeinsam in die gewünschte Form gebogen. Die gemeinsam gebogenen Silikatglasscheiben werden dann vereinzelt und, in horizontaler Lage, mit thermoplastischen Zwischenschichten aus Polyvinylbutyral wieder zu einem Schichtpaket zusammengelegt, und zwar mit der konkaven Seite nach oben. Auf die oberste Silikatglasscheibe wird eine eine etwa 1,5 mm dicke Folie aus einem thermoplastischen Polyurethan (Produkt PE 192 der Firma QUINN), und auf diese thermoplastische Polyurethanfolie wird die beschichtete Polycarbonatplatte mit der weichen Kratzfestbeschichtung nach oben aufgelegt. Dieses Schichtenpaket wird einer Vakuumbehandlung in einer Unterdruckkammer entgast, und zwar nach einem Verfahren, wie es in der DE-PS 20 24 781 beschrieben ist. Dabei ist das Schichtenpaket in der Vakuumkammer von einer wenigstens an einer Seite geöffneten Umhüllung aus einem nachgiebigen vakuumdichten Material, beispielsweise einer Folie aus Polyamid, umgeben, deren Öffnung nach dem Entgasen zugeschweißt wird. Das entgaste Schichtenpaket wird sodann mitsamt der Umhüllung dem eigentlichen Verbindeprozess in einem Autoklaven unterworfen, in dem das Schichtenpaket bei einer Temperatur von 130 Grad Celsius einem Druck von etwa 12 atü ausgesetzt wird. Nach etwa 2 Stunden wird der Überdruck aufgehoben und die endgültig verpresste Verbundglasscheibe nach Abkühlung auf Raumtemperatur der Umhüllung entnommen.
- Das mit der erfindungsgemäßen doppelten Schicht versehene Substrat kann vorteilhafterweise für die Herstellung von Bauverglasungen, wie einbruchhemmenden Verglasungen oder durchschußhemmenden Verglasungen, und Fahrzeugverglasungen wie Windschutzscheiben für Automobile, für Züge, Flugzeuge oder Flugzeugfenster verwendet werden.
Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung einer Platte oder einer Folie aus
einem schlagfesten Polymer wie Polycarbonat,
Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Cellulosepropionat
oder Cellusoseacetat, mit einem weichen, hochelastischen
kratzfesten Überzug aus hochtransparentem Polyurethan durch
Auftragen einer eine Isocyanatkomponente und eine
Polyolkomponente enthaltenden Reaktionsmischung auf die
Platte oder Folie aus schlagfestem Polymer, dadurch
gekennzeichnet, daß
- auf die Platte oder Folie eine erste lösungsmittelfreie,
zur Bildung einer ersten Polyurethanschicht geeignete
Reaktionsmischung aufgetragen wird, die als
Isocyanatkomponente wenigstens ein aliphatisches oder
cycloaliphatisches Diisocyanat, und als Polyolkomponente ein
aus wenigstens einem langen difunktionellen Polyol mit einem
Molekulargewicht zwischen 500 und 4000 und wenigstens einem
Polyol mit einer Funktionalität von größer als 2 und einem
NCO/OH-Verhältnis zwischen 0,7 und 1,3 bestehende Komponente
umfaßt, und
- nach teilweiser Polymerisation der ersten Schicht eine
zweite, zur Bildung einer zweiten Polyurethanschicht
geeignete Reaktionsmischung aufgetragen wird, die als
Isocyanatkomponente wenigstens ein aliphatisches
trifunktionelles Polyisocyanat auf der Basis von 1,6
Hexamethylendiisocyanat mit Biuret- oder
Isocyanuratstruktur, und als Polyolkomponente wenigstens ein
aus einem Polyetherpolyol oder einem Polyesterpolyol
bestehendes trifunktionelles Polyol mit einem
Molekulargewicht zwischen 250 und 4000 enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
a) für die erste Reaktionsmischung:
- die Isocyanatkomponente ein cycloaliphatisches
Polyisocyanat umfaßt, das ein Isocyanatharnstoffaddukt und
Isophorondiisocyanat enthält und einen Gehalt an NCO-Gruppen
von 24 bis 32 Gew.-% aufweist, und
- die Polyolkomponente ein bifunktionelles Polyesterpolyol
mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 2,8 bis 3,5 Gew.-% und
ein trifunktionelles Polycaprolacton mit einem Gehalt an
OH-Gruppen von 8,5 bis 11 Gew.-% enthält, und
b) für die zweite Reaktionsmischung:
- die Isocyanatkomponente ein aliphatisches trifunktionelles
Polyisocyanat auf der Basis von 1,6-Hexamethylendiisocyanat
mit Biuret- oder Isocyanatstruktur mit einem Gehalt an NCO-
Gruppen von 12,6 bis 28 Gew.-% umfaßt, und
- die Poyolkomponente ein Polyetherpolyol mit einem Gehalt
an OH-Gruppen von 9 bis 13 Gew.-% aus einem
Kondensationsprodukt aus Propylenoxid mit Trimethylolpropan,
oder ein trifunktionelles Polycaprolacton mit einem Gehalt
an OH-Gruppen von 8,5 bis 11 % Gew.-% enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß für die erste Reaktionsmischung die Isocyanatkomponente
ein Polyisocyanat mit einem Gehalt an NCO-Gruppen von 27 bis
29 Gew.-%, vorzugsweise von 28 Gew.-% ist, und daß die
Polyolkponente aus einem bifunktionellen Polyesterpolyol mit
einem Gehalt an OH-Gruppen von 3,2 bis 3,4 Gew.-%,
vorzugsweise von 3,3 Gew.-%, und einem trifunktionellen
Polycaprolacton mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 9,5 bis
9,7 Gew.-%, vorzugsweise von 9,6 Gew.-%, besteht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß für die zweite Reaktionsmischung die
Isocyanatkomponente ein trifunktionelles aliphatisches
Polyisocyanat mit einem Gehalt an NCO-Gruppen von 22 bis 24
Gew.-%, vorzugsweise von 23 Gew.-% ist, und daß die
Polyolkomponente aus einem Polyaetherpolyol mit einem Gehalt
an OH-Gruppen von 11,7 bis 11,9 Gew.-%, vorzugsweise 11,8
Gew.-%, oder einem trifunktionellen Polycaprolacton mit
einem Gehalt an OH-Gruppen von 9,5 bis 9,7 Gew.-%,
vorzugsweise 9,6 Gew.-%, besteht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß eine oder beide Reaktionsmischungen
durch Aufsprühen oder Aufspritzen aufgetragen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Reaktionsmischung auf die aus
der ersten Reaktionsmischung gebildete Schicht aufgetragen
wird, bevor diese Schicht vollständig ausgehärtet ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
zweite Reaktionsmischung auf die erste Schicht aufgetragen
wird, wenn deren Polymerisationsgrad zwischen 40 und 80 %
beträgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß beide Reaktionsmischungen einen
Katalysator wie Dibutylzinndilaurat in einer Menge bis 0,5
Gew.-% und ein Verlaufsmittel wie ein modifiziertes
Polysiloxancopolymer oder einen fluorierten Alkylester in
einer Menge von 0,05 bis 0,5 Gew.-% enthalten.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Reaktionsmischung, und
gegebenenfalls auch die erste Reaktionsmischung, ein
Lichtschutzmittel wie
Bis(1,2,2,6, 6-pentamethyl-4-piperidyl)sebazat in einer Menge
von 0,5 bis 2 Gew.-% und/oder ein UV-Absorptionsmittel wie
substituierte Benzotriazole in einer Menge von 0,5 bis 5 %
Gew.-% enthalten.
10.Platte oder Folie aus einem durch das Verfahren nach einem
der Ansprüche 1 bis 9 mit einem Überzug versehenen Polymer.
11.Fensterscheibe für ein Flugzeug, dadurch gekennzeichnet, daß
es eine Platte oder eine Folie aus einem mit einem Überzug
versehenen Polymer umfaßt, der durch das Verfahren nach
einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt wurde.
12.Verwendung einer nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 9
hergestellten Platte ode Folie aus einem Polymer,
insbesondere aus Polycarbonat, mit weicher kratzfester
Deckschicht für die Herstellung einbruchhemmender und/oder
durchschußhemmender Verbundglasscheiben, indem die Platte
oder Folie unter Zwischenschaltung einer thermoplastischen
Kleberschicht in einem Autoklavprozeß bei erhöhter
Temperatur und erhöhtem Druck mit einer monolytischen oder
mit einer mehrschichtigen Glasscheibe, insbesonder einer
mehrschichtigen Autoglasscheibe, verbunden wird.
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