DE3332004A1

DE3332004A1 - Mit uv haertbare lacksysteme

Info

Publication number: DE3332004A1
Application number: DE19833332004
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl.-Chem. Dr. 7000 Stuttgart Ihl; Armin 7132 Illingen Koreck; Manfred 7120 Bietigheim-Bissingen Niederklostermann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-09-05
Filing date: 1983-09-05
Publication date: 1985-03-21
Also published as: DE3332004C2

Description

Mit UV härtbare Lacksysteme
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Lacksystem nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein derartiges Lacksystem ist beispielsweise aus dem Artikel "Strahlenhärtbare Hybridsysteme, ein neuer Weg zu matteren ESH- und UV-Lacken" aus der Zeitschrift I-Lack 48 (1980) 449 bis 451 bekannt. Bei diesem Lack werden zusätzlich zu den UV-härtbaren Bindemitteln z. B. Aminoplaste eingesetzt, die bei höheren Temperaturen durch Polykondensation aushärten, wobei es zur Ausbildung der bei derartigen Reaktionen üblichen Spaltprodukte kommt. Aus der EP-OS 0 008 837 ist ein ähnliches Lacksystem bekannt, bei dem ein spezielles acryliertes EP-Harz eingesetzt werden muß. Bei dem in dieser Druckschrift angegebenen System reagiert nämlich der Aminhärter mit dem UV-härtbaren Bindemittel, wozu ein spezielles UV-härtbares Bindemittel, nämlich das obengenannte acrylierte EP-Harz, nötig ist und wodurch auch die Stoffauswahl bei den Härtern stark eingeschränkt ist.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäßen Lacksysteme mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs haben demgegenüber den Vorteil, daß sowohl beim UV- als auch beim Zweikomponenten-Anteil beliebige, marktgängige Rohstoffe eingesetzt werden können, da die Härter vorzugsweise mit den Bindemitteln des Zweikomponenten-Anteils reagieren und der Zweikomponenten-Anteil aus Bindemittel und Härter besteht. Gegenüber lufttrocknenden Lacken ergeben sich die Vorteile kürzerer Trocknungszeiten, eines besseren Korrosionsschutzes sowie eines geringeren Anteils organischer Lösungsmittel.
Gegenüber Einbrennlacken liegen die Vorteile wiederum in den kürzeren Trocknungszeiten, in dem geringeren Anteil organischer Lösungsmittel, aber auch in einem niedrigeren Energieverbrauch. Gegenüber Zweikomponenten-Lacken treten die Vorteile kürzerer Trocknungszeiten sowie geringerer Anteil organischer Lösungsmittel hervor. Gegenüber Pulverlacken fallen die kürzeren Trocknungszeiten sowie der niedrigere Energieverbrauch auf, während gegenüber bisher gebräuchlichen UV-Lacken eine bessere Haftung auf Metalluntergründen, ein besserer Korrosionsschutz sowie eine nahezu uneingeschränkte Pigmentierbarkeit der erfindungsgemäßen Lacksysteme festzustellen ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Lacksysteme möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Präpolymer aus Polyester-, Epoxid- oder Urethan-Acrylat und der reaktive Verdünner aus einem monomeren, monofunktionellen oder mehrfunktionellen Acrylat bestehen und wenn sich die Mengen des Anteils des UV-iärtenden Bindemittels, Ultraviolett-Anteils und des Zweikomponenten-Anteils, gemessen in Gewichtsprozent, verhalten wie 1 : 4 bIs 1 : 1, wobei ein besonders günstiger Wert bel 1 : 1,7 liegt.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Wie oben bereits erwähnt, ist bei den vorliegenden Lacksystemen die Stoffauswahl verhältnismäßig groß. So können als Präpolymere, die in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-vorhanden sind, acrylatgruppenhaltige Polyester, Epoxidharze und Urethanverbindungen eingesetzt werden. 3ei den reaktiven Verdünnern, die in einem Anteil von 2 bis 20 Gew-% vorliegen, muß man unterscheiden zwischen monofunktionellen Verbindungen wie 2-Äthylhexylacrylat, 2-Butoxiäthylacrylat oder Vinylpyrrolidon; difunktionellen Verbindungen wie 1,4-Butandiolliacryla+, 1,6-Hexandioldiacrylat, Tripropylenglykoldiacrylat oder Äthylenglykoldiacrylat; trifunktionellen Verbindungen wie Trimethylolpropantriacrylat, Pentaerythrittriacrylat; sowie schließlich tetrafunktionelle Verbindungen wie Pentaerythrittetraacrylat oder.Dipentaerythrlttetraacrylat. Als Fotoinitiatoren, die in einer Menge von 0,5 bis 1,5 Gew.-% enthalten sind, kommen Benzoinalkyläther, Ketale von « -Diketonen, 3enzophenor.-systeme, Arylketone sowie polycyclische aromatische Ketone in Betracht. Als Sensibilisatoren, die in einer Menge von 1 bis 3 Gew.-% enthalten sein können, kommen tertiäre hydroxylgruppenhaltige Amine in Betrach. Als chemisch härtbare Bindemittel können Epoxidharze oder Polyester bzw. Acrylatharze mit ihren entsprechenden Härtern - Amidhärter, Isocyanathärter - eingesett werden. Als Lösungsmittel können Ester, z. 3. Ethylaceta oder Butylacetat, Ketone, z. 3. Methyläthylketon sowie Aromaten, z. B. Xylol eingesetzt werden. Dem das Bindemittel bildende Gemisch können auch übliche Füllstofe wie z. B. Talkum, Pigmente wie Ruß, Titandioxid oder organische Pigmente und/oder anorganische oder organische Farbstoffe sowie sonstige übliche Hilfsmittel wie z. B.
Weichmacher, Verlaufsmittel usw. zugesetzt werden.
Die Auftragung der Lacke erfolgt mit Hilfe in einer Zweikomponenten-Dosieranlage, wobei die eine Komponente aus dem UV-Anteil und dem Zweikomponenten-Anteil ohne den Härter besteht, während die zweite Komponente aus dem Härter besteht. Als Substrate kommen metallische Oberflächen wie Eisen-, Stahl-, Zink- oder Aluminiumteile sowie Kunststoffe, Holz oder Papier in Betracht. Der Lack wird mit der oben erwähnten Zweikomponenten-Dosieranlage im Spritzverfahren aufgetragen, wobei Schichtdicken von 20 bis 200 um vorzugsweise von 30 bis 60 /um aufgebracht werden. Die Aushärtung erfolgt unter einem UV-Quecksilber-Hochdruckstrahler mit 80 bis 120 W/cm. Die Bestrahlungsdauer richtet sich nach der Intensität der Strahlung, nac dem Abstand der Schicht vom Strahler sowie nach der Schichtdicke.
Ei Lack wird wie folgt zusammengesetzt: 12 Teile eines Urethanacrylatharzes, je 5 Teile 2,6-Hexandioldiacrylat und Trimethylolpropantriacrylat, 0,6 Teile Thioxanthon/ Triethanolamin, 34 Teile eines Acrylatharzes, 13,4 Teile eines Isocyanathärters sowie 30 Teile eines organischen Lösungsmittelgemisches. Dieser Lack wird in der oben beschriebenen Weise in einer Schichtdicke von 30 /um auf ein vorbehandeltes Blech aufgespritzt. Nach einer Ablüftzeit von ca. zwei Minuten wird das lackierte Blech zur Aushärtung mit einer Geschwindigkeit von 2 mimin unter 2 UV-Strahlern mit 80 W/cm hindurchgefahren. Nach weiteren zwei Minuten ist die Lackschicht so weit gehärtet, daß das Teil abgestapelt werden kann. Die vollständige Durhtrocknung wird je nach Reaktivität des Lackes nach drei bis vierzehn Tagen erreicht.

Claims

Ansprüche 0 Mit UV härtbare Lacksysteme, die außer Pigmenten, Füllstoffen, Additiven und organischen Lösungsmitteln neben einem UV-härtbarem Anteil einen Zweikomponenten-Anteil enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß der UV-härtbare Anteil aus einem oder mehreren Präpolymeren, einem oder mehreren reaktiven Verdünnern und einem Fotoinitiator oder einem Initiatorgemisch und der Zweikomponenten-Anteil aus einem oder mehreren Epoxidharzen und einem oder mehreren Amidhärtern oder aus einem oder mehreren Polyolen und einem oder mehreren Isocyanathärtern besteht.
2. Lacksysteme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Präpolymer aus Polyester-, Epoxid- oder Urethan-Acrylat und der reaktive Verdünner aus einem monomeren, monofunktionellen oder mehrfunktionellen Acrylat bestehen.
3. Lacksysteme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Mengen des UV-härtbaren Anteils und des Zweikomponenten-Anteils, gemessen in Gewichtsprozent, verhalten wie 1 ; 4 bis 1 :1.
4. Lacksysteme nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Verhältnis von 1 : 1,7.
5. Lacksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraviolett-Anteil 10 bis 50 Gew.-% Präpolymer, 2 bis 20 Gew,- reaktiven Verdünner, 0,5 bis 1,5 Gew..-/a Fotoinitiator und 1 bis 3 Gew.- eines Sensibilisators und der Zweikomponenten-Anteil 50 bis 90 Gew.-Epoxidharze und 2 bis 10 Gew.-% Amidhärter oder 50 bis 90 Gew.-% Polyole und 10 bis 25 Gew.- Isocyanathärter enthält.