EP0199785A1 - Verfahren zum grundieren von kunststoffen - Google Patents

Verfahren zum grundieren von kunststoffen

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EP0199785A1
EP0199785A1 EP85905506A EP85905506A EP0199785A1 EP 0199785 A1 EP0199785 A1 EP 0199785A1 EP 85905506 A EP85905506 A EP 85905506A EP 85905506 A EP85905506 A EP 85905506A EP 0199785 A1 EP0199785 A1 EP 0199785A1
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polyacrylate
aqueous dispersion
polyurethane
pigment
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EP85905506A
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English (en)
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Karl-Heinz Weinert
Frank Clasen
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Chemulack Chemische-Und Lackfabrik & Co KG GmbH
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Chemulack Chemische-Und Lackfabrik & Co KG GmbH
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Publication date
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    • C08L75/04—Polyurethanes

Definitions

  • the polyacrylate has reactive carboxyl groups.
  • the polyacrylate is free of reactive carboxyl groups, which does not rule out that the polyacrylate contains small amounts of carboxyl groups due to the manufacturing process.
  • a second invention is based on the object, a suitable coating for the primer mentioned above to accomplish.
  • an aqueous dispersion is used as the coating to be applied to the primer, which comprises an aliphatic, reactive carboxyl group-containing polyurethane, a reactive carboxyl group-containing or free of such carboxyl group, optionally a pigment and possibly a hardener contains, the ratio of polyurethane to polyacrylate between 90:10 and 10:90, in particular between 80:20 and 20:80, in particular between 70:30 and 30:70, in particular between 60:40 and 40:60.
  • Such a coating not only adheres well, it also does not attack the plastic (through the primer) and is also environmentally friendly.
  • the above object is achieved in that a mixture is used as the coating to be applied to the primer, which contains a polymer containing hydroxyl groups as a binder, in particular polyacrylate and / or polyester, an organic solvent, optionally a pigment and a hardener, in particular an isocyanate, contains.
  • a mixture is used as the coating to be applied to the primer, which contains a polymer containing hydroxyl groups as a binder, in particular polyacrylate and / or polyester, an organic solvent, optionally a pigment and a hardener, in particular an isocyanate, contains.
  • This coating also adheres well and does not or hardly attacks the plastic under the primer through the primer.
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers
  • PA polyamide
  • POM paintable polyoxymethylene
  • PUR polyurethane
  • PVC polyvinycnioria
  • EPDM polypropylene rubber modified
  • PVCA vinyl chloride-vinyl acetate copolymers
  • UP unsaturated polyester
  • EP pretreated e.g. flamed Polyethylene (PE) and polypropylene (FF), polyphenylene oxide (PPO), in particular Noryl 731-802, polybutylene terephthalate (PBTP), GRP, polystyrene (PS)
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers
  • PA polyamide
  • POM paintable polyoxymethylene
  • PUR polyurethane
  • PVC polyvinycnioria
  • EPDM polypropylene rubber modified
  • PP-EPDM vinyl chloride-vinyl acetate copolymers
  • UP
  • the dispersion be applied with or without pigments as the first and optionally only layer.
  • the dispersion can be used quite generally as a coating for plastics, regardless of whether it contains pigments or not: it does not attack the plastic and is environmentally friendly.
  • a second layer is applied to the first dispersion, it may contain organic solvents. These do not or hardly penetrate through the first layer. However, there is a further improvement in terms of non-interference with the plastic substrate if the second layer is also a dispersion according to the invention.
  • the dispersion according to the invention can be used particularly advantageously for coating hard PVC parts, in particular window parts, because PVC must be coated, since it would otherwise be degraded by the weather. It is particularly expedient if the layer to be applied directly to the rigid PVC parts contains a pigment and if, when a second layer is provided, this is an aqueous dispersion corresponding to the first layer (with or without pigment). If there is no pigment in the second layer, it may contain a UV absorber. If a metal pigmentation is provided for the second layer, it is expedient to first apply a metal base lacquer to the first layer and, after it has dried, the clear lacquer according to the invention or a top lacquer containing a metal pigment.
  • polyurethane dispersions are used which, at a solids content (% by weight) of 25-5o%, preferably 35-4o%, have a consistency of ⁇ 3000 mPas, preferably loo- 5oo mpas .
  • the liquid portion need not only consist of water, but it can also consist of 75-99% by weight, in particular 81-92% by weight, water and 25-1% by weight, in particular 19-8% by weight, of organic solvents and added neutralization means exist.
  • Such a dispersion that is completely or largely free of organic solvents does not attack the plastic that is coated. In addition, the dispersion cannot cause contamination of the atmosphere.
  • the dispersion can be used with and without a curing accelerator.
  • the otherwise customary pigments can be used as the pigment.
  • the aqueous dispersion can be applied by the usual methods.
  • the primer or coatings can also have additives, such as butchers, leveling agents.
  • the invention also relates to the fabrics according to the claims.

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Description

Verfahren zum Grundieren von Kunststoffen
Es ist ein Verfahren zur Grundierung von Kunststoffen, bei dem man als Grundierungsmittel eine wässrige Dispersion verwendet, welche ein aliphatisches, reaktionsfähige Carboxylgruppen aufweisendes Polyurethan, ein Polyacrylat, ein Pigment und ggf. einen Härter enthält, (nicht bekannt, aber von der Anmelderin) bereits vorgeschlagen worden (s.DE-PS 3 316 550).
I.
Nach di-esem Vorschlag weist das Polyacrylat reaktionsfähige Carboxylgruppen auf.
Gemäß einer ersten Erfindung ist das Polyacrylat frei von reaktionsfähigen Carboxylgruppen, was nicht ausschließt, daß das Polyacrylat herstelluhgsbedingte geringfügige Mengen an Carboxylgruppen enthält.
Es hat sich gezeigt, daß die Aufgabe gemäß dem eingangserwähnten Vorschlag, nämlich die Schaffung eines Verfahrens zum Grundieren von Kunststoffen, bei dem einerseits der Kunststoff nicht angegriffen wird und das andererseits umweltfreundlich ist, auch auf diese Weise lösbar ist.
Insbesondere können nunmehr auch höher polymerisierte Polyacrylate zum Einsatz kommen, was zur Folge hat, daß die Härte und damit z.B. die Steinschlag-Festigkeit des Endproduktes gesteigert werden kann.
II.
Einer zweiten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zu der eingangs erwähnten Grundierung, einen geeigneten Überz zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß einerseits dadurch gelöst, daß als auf die Grundierung aufzutragender Überzug eine wässrige Dispersion verwendet wird, welche ein aliphatisches, reaktionsfähige Carboxylgruppen aufweisendes Polyurethan, ein reaktionsfähige Carboxylgruppen aufweisendes oder von solchen Carboxylgruppen freies Polyacrylat, ggf. ein Pigment und ggf. einen Härter enthält, wobei das Verhältnis von Polyurethan zu Polyacrylat zwischen 90 : 10 und 10 : 90, insbesondere zwischen 80 : 20 und 20 : 80, insbesondere zwischen 70 : 30 und 30 : 70, insbesondere zwischen 60 : 40 und 40 : 60, liegt.
Ein solcher Überzug haftet nicht nur gut, er greift ferner den Kunststoff (durch die Grundierung hindurch) nicht an und ist außerdem umweltfreundlich.
Obige Aufgabe wird erfindungsgemäß andererseits dadurch gelöst, daß als auf die Grundierung aufzutragender Überzug eine Mischung verwendet wird, die ein hydroxylgruppenhaltiges Polymer als Bindemittel, insbesondere Polyacrylat und/oder Polyester, ein organisches Lösungsmittel, ggf. ein Pigment und einen Härter, insbesondere ein Isozyanat, enthält.
Auch dieser Überzug haftet gut und greift durch die Grundierung hindurch den unter der Grundierung befindlichen Kunststoff nicht oder kaum an.
Beide Beschichtungen sind primär für die Auto-Industrie gedacht. Den sehr strengen Normen derselben genügen sie.
Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß als zu beschichtendes Kunststoffsubstrat AcrylnitrilButadien-Styrol-Copolymere (ABS), Polyamid (PA), lackier fähiges Polyoxymethylen (POM), insbesondere Hostaform X 313, Polyurethan (PUR), Polyvinycnioria (PVC), Kautschuk (EPDM), Polypropylen Kautschuk modifiziert (PP-EPDM), Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere (PVCA), ungesättigte Polyester (UP), Epoxid (EP), vorbehandelt z.B. geflammtes Polyäthylen (PE) und Polypropylen (FF) Polyphenylenoxid (PPO), insbesondere Noryl 731-802, Polybutylenterephthalat (PBTP), GFK, Polystyrol (PS) verwendet werden.
III.
Gemäß einer dritten Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Dispersion mit oder ohne Pigmente als erste und gegebenenfalls einzige Schicht aufgetragen wird.
Es hat sich gezeigt, daß die Dispersion ganz allgemein als Beschichtung für Kunststoffe eingesetzt werden kann, unabhängig davon, ob sie Pigmente enthält oder nicht: Sie greift den Kunststoff nicht an und ist umweltfreundlich.
Wird auf die erste Dispersion erfindungsgemäß eine zweite Schicht aufgetragen, so kann diese durchaus organische Lösungsmittel enthalten. Diese dringen nicht oder kaum durch die erste Schicht hindurch. Eine weitere Verbesserung in puncto Nichtoeeinflussung des Kunststoff-Substrats liegt allerdings dann vor, wenn auch die zweite Schicht eine erfindungsgemäße Dispersion ist.
Besonders vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Dispersion zur Beschichtung von Hart-PVC-Teilen, insbesondere Fensterteilen, eingesetzt werden, denn PVC muß beschichtet werden, da es anderenfalls durch Witterungseinflüsse abgebaut würde. Insbesondere ist es dann zweckmäßig, wenn die unmittelbar auf die Hart-PVC-Teile aufzutragende Schicht ein Pigment enthält und wenn bei Vorsehung einer zweiten Schicht diese eine wässrige Dispersion entsprechend der ersten Schicht (mit oder ohne Pigment) ist. Befindet sich in der zweiten Schicht kein Pigment, kann darin ein UV-Absorber enthalten sein. Ist für die zweite Schicht eine Metall-Pigmentierurig vorgesehen, so wird man zweckmäßigerweise zunächst auf die erste Schicht einen Metall-Basis-Lack und nach Antrocknung derselben darauf den erfindungsgemäßen Klarlack oder einen Metallpigment enthaltenden Decklack auftragen.
IV.
Als Polyurethane und Polyacrylate kommen all jene Stoffe in Frage, die in Wasser dispergiert (als Dispersion oder Hydrosol) sind, oberhalb von 0°C filmbildende Eigenschaften aufweisen, pigmentverträglich und lagerstabil sind.
Zur Herstellung der zu verwendenden Grundierungsmittel bzw. Überzüge werden Polyurethan-Dispersione eingesetzt, die bei einem Festkörpergehalt (Gew.-%) von 25 - 5o % , vorzugsweise 35 - 4o %, eine Konsistenz von <3000 mPas, vorzugsweise loo - 5oo mpas aufweisen. Das PolyacryIat-Hydrosol hat bei einem Festkörperanteil in Gewichtsprozent von 30 - 60 % , vorzugsweise 45 - 5o % , eine Konsistenz von <1000 mPas, vorzugsweise <400 mPas.
Der Flüssigkeitsanteil braucht nicht nur aus Wasser zu bestehen, sondern er kann auch aus 75 - 99 Gew.insbesondere 81 - 92 Gew.-%, Wasser und 25 - 1 Gew.-%, insbesondere 19 - 8 Gew.-%, organischen Lösungsmitteln und zugesetztem Neutralisations mittel bestehen.
Eine solche vollständig oder weitgehend von Lösungsmitteln organischer Art freie Dispersion greift den Kunststoff, der überzogen wird, nicht an. Hinzu kommt, daß die Dispersion keine Verunreinigung der Atmosphäre bewirken kann.
Die Dispersion kann mit und ohne Härtungsbeschleuniger verwendet werden. Als Pigment können die sonst üblichen Pigmente eingesetzt werden.
Die wässrige Dispersion kann durch die üblichen Verfahren aufgetragen werden.
Natürlich kann (können) die Grundierung bzw. Überzüge zusätzlich Additive, wie Metzmittel, Verlaufmittel, aufweisen.
Die Erfindung bezieht sich auch auf die Stoffe gemäß den Ansprüchen.

Claims

Patentansprüche :
I.
1. Verfahren zur Grundierung von Kunststoffen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß man als Grundierungsmittel eine wassrige Dispersion verwendet, welche
(a) ein aliphatisches, reaktionsfähige Carboxylgruppen aufweisendes Polyurethan
(b) ein Polyacrylat
(c) ein Pigment und ggf.
(d) einen Härter
enthält, wobei das Verhältnis von Polyurethan zu Polyacrylat zwischen 90 : 10 und 10 : 90, insbesondere zwischen 80 : 20 und 20 : 80, insbesondere zwischen 70 : 30 und 30 : 70, insbesondere zwischen 6o : 4o und 4o : 6o, liegt und das Polyacrylat frei von reaktionsfähigen Carboxylgruppen ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n nz e i c h n e t , daß man eine wassrige Dispersion verwendet, in der das Verhältnis von Polyurethan zu Polyacrylat 50. : 50 ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß man eine wassrige Dispersion verwendet, die als Härter (d) ein Alkylazeridin oder bei Härtungstemperaturen oberhalb von 8o° C Melaminharz enthält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß man eine wassrige Dispersion verwendet, in der der Festkörperanteil (a), (b) und (c), bezogen auf (a), (b), (c) und Wasser, 20 - 80 Gew.-%, insbesondere 35 - 7o Gew. -%, insbesondere 52 - 58 Gew. -%, beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i chn e t , daß man eine wassrige Dispersion verwendet, in der der Anteil des Härters (d), bezogen auf (a), (b), (c) und Wasser, 0,5 - 4 Gew.-%, insbesondere 2 Gew.-%, beträgt oder bei Verwendung von Melaminharz
5 - 30 Gew.-%.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß man eine wassrige Dispersion verwendet, die geringe Mengen eines organischen Lösungsmittels enthält.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß man eine wassrige Dispersion verwendet, die zusätzlich einen Extender enthält, wobei dann der Festkörper aus 5 - 80 Gew.-%, insbesondere 50 Gew.-%, Pigment und Extender und 95 - 20 Gew.-%, insbesondere 50 Gew.-%, Polyurethan und Polyacrylat besteht.
II.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Polyacrylat reaktinsfähige Carboxylgruppen enthält und/oder nicht enthält, dadurch g e k e nn z e i chn e t , daß als auf die Grundierung aufzutragender Überzug eine wassrige Dispersion verwendet wird, welche
(e) ein aliphatisches, reaktionsfähige Carboxylgruppen aufweisendes Polyurethan (f) ein reaktionsfähige Carboxylgruppen aufweisendes oder von solchen Carboxylgruppen freies Polyacrylat
(g) ggf. ein Pigment und (h) ggf. einen Härter
enthält, wobei das Verhältnis von Polyureth-an zu Polyacrylat zwischen 9o : 1o und 1o : 9o, insbesondere zwischen 80 : 2o und 2o : 80, insbesondere zwischen 7o : 3o und 30 : 7o, insbesondere zwischen 60 : 4o und 4o : 60, liegt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Polyacrylat reaktionsfähige Carboxylgruppen enthält und/oder nicht enthält, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß als auf die Grundierung aufzutragender Überzug eine Mischung verwendet wird, die
(i) ein hydroxylgruppenhaltiges Polymer als Bindemittel, insbesondere Polyacrylat und/oder Polyester
(j) ein organisches Lösungsmittel
(k) ggf. ein Pigment und
(1) einen Härter, insbesondere ein Isozyanat
enthält.
1o. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß als zu beschichtendes Kunststoffsubstrat Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS), Polyamid (PA), lackierfähiges Polyoxymethyl (POM), insbesondere Hostaform X 313, Polyurethan (PUR), Polyvinylchlorid (PVC), Kautschuk (EPDM), Polypropylen Kautschuk modifiziert (PP-EPDM), Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere (PVCA), ungesättigte Polyester (UP), Epoxid (EP), vorbehandeltes, z.B. geflammtes Polyäthylen (PE) und Polypropylen (PP), Polyphenylenoxid (PPO), insbesondere Noryl 731 -802, Polybutylenterephthalat (PBTP), GFK, Polystyrol (PS) verwendet werden.
III.
11. Verfahren zum Beschichten von Kunststoffteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Polyacrylat reaktionsfähige Carboxylgruppen enthält und/oder nicht enthält, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dispersion mit oder ohne Pigmente als erste Schicht aufgetragen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß als zu beschichtende Kunststoffteile Hart-PVC-Teile, insbesondere Fensterteile, verwendet werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die unmittelbar auf die Hart-PVC-Teile aufzutragende Schicht ein Pigment enthält.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß bei Vorsehung einer zweiten Schicht diese eine wassrige Dis persion entsprechend der ersten Schicht ist.
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