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DE19535936A1 - Acryliertes Polyetherpolyol und dessen Verwendung für strahlenhärtbare Formulierungen - Google Patents

Acryliertes Polyetherpolyol und dessen Verwendung für strahlenhärtbare Formulierungen

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Publication number
DE19535936A1
DE19535936A1 DE19535936A DE19535936A DE19535936A1 DE 19535936 A1 DE19535936 A1 DE 19535936A1 DE 19535936 A DE19535936 A DE 19535936A DE 19535936 A DE19535936 A DE 19535936A DE 19535936 A1 DE19535936 A1 DE 19535936A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
polyether polyol
weight
acrylated
acrylate
acrylated polyether
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19535936A
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English (en)
Inventor
Wolfgang Dr Kranig
Martin Dr Lobert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF Coatings GmbH
Original Assignee
BASF Lacke und Farben AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF Lacke und Farben AG filed Critical BASF Lacke und Farben AG
Priority to DE19535936A priority Critical patent/DE19535936A1/de
Priority to PCT/EP1996/004199 priority patent/WO1997011982A1/de
Priority to EP96933395A priority patent/EP0852593A1/de
Priority to US09/043,934 priority patent/US6090866A/en
Priority to JP9513143A priority patent/JPH11512757A/ja
Publication of DE19535936A1 publication Critical patent/DE19535936A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08F290/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
    • C08F290/06—Polymers provided for in subclass C08G
    • C08F290/062—Polyethers
    • 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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    • C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
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    • C08G65/329—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neuartiges acryliertes Polyetherpolyol, das insbesondere für strahlenhärtbare Überzugsmassen verwendbar ist.
Es ist bekannt, Massen auf der Basis von Acrylsäureestern durch Strahlung, insbesondere UV-Strahlung, zu härten. Hier tritt jedoch das Problem auf, daß bei der Aushärtung, insbesondere von Oberflächen das Vorhandensein von Luft stört.
Aus der DE-PS 26 25 538 sind photopolymerisierbare Überzugsmassen bekannt, die als Reduktionsmittel bzw. Ketten übertragende Verbindungen Amine enthalten. Die Verwendung eines solches freien Amines hat den Nachteil, daß dieses als Weichmacher wirken kann und zu einem unerwünschten Belag auf der Oberfläche führt.
Durch Einbau der Aminogruppe in ein Molekül, das noch polymerisationsfähige Gruppen enthält, wird ein einpolymerisiertes Amin erhalten, das die obengenannten Nachteile nicht aufweist. Eine bekannte Methode des Einbaues ist die Addition von Aminen an doppelbindungsreiche Moleküle, die analog einer Michael-Addition verläuft und die beispielsweise in F. Möller, Houben-Weyl, Bd. 11/1 (1957), S. 277-280, beschrieben ist. Die US-PS 2 759 913 lehrt die Anlagerung von Aminen an aktivierte, olefinisch ungesättigte Verbindungen, wie Acrylate in äquimolaren Mengen, die zur vollständigen Umsetzung der aktivierten ethylenischen Doppelbindungen führt. Systematische Untersuchungen über die Anlagerung von Aminoalkoholen an Acrylate wurden von Ogata. Bull. Chem. Soc. Jap. 39. Seiten 1486-1490. 1966, durchgeführt.
In der DE-PS 23 46 424 wird die Herstellung von strahlungshärtbaren Massen, ausgehend von Acrylestern mehrwertiger Alkohole und sekundären, aliphatischen monofunktionellen Aminen, beschrieben. Diese Massen weisen den Nachteil verminderter Lagerstabilität auf. Die Anlagerung eines sekundären Amins führt außerdem zu einer Verminderung der Acrylesterfunktionalität des Moleküls und somit auch Verminderung der Vernetzungsmöglichkeiten für die strahlungsinduzierte Polymerisation.
Aus der EP-Anmeldung 0280222 sind Additionsprodukte aus Acrylsäureestern und einem mehrwertigen Alkohol mit einem primären Monoamin bekannt, die für strahlungshärtbare Überzugsmassen Verwendung finden.
Aus der EP-PS 0586849 sind ferner Aminoacrylate mit einer Viskosität von 2000 bis 3000 mPas, einem Gehalt an olefinischen Doppelbindungen von 8 bis 20 Gew.-% und einem Stickstoffgehalt von 0,4 bis 2,0 Gew.-% bekannt, die als Bindemittel für strahlenhärtbare Überzugsmassen einsetzbar sind.
Der Nachteil genannter Produkte liegt in der Vergilbungsneigung, insbesondere der aminmodifizierten Polyetheracrylate.
Die vorliegende Erfindung hat sich nunmehr die Aufgabe gestellt, ein acryliertes Polyetherpolyol zur Verfügung zu stellen, das in strahlenhärtbaren Lackformulierung verwendbar ist und nicht die obengenannten Nachteile aufweist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das acrylierte Polyetherpolyol es aus einem ethoxylierten Polyol mit einem Molekulargewicht von 500 bis 1000, vorzugsweise 700 bis 900 verestert mit Acrylsäure besteht.
Das erfindungsgemäße Polyetheracrylat besteht in einer bevorzugten Ausführungsform aus 50 bis 75 Gew.-%, vorzugsweise 55 bis 65 Gew.-% eines Polyetherpolyols, 20 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 45 Gew.-% Acrylsäure und 5 Gew.-% üblichen Hilfsstoffen.
Die zum Einsatz gelangenden Etheralkohole weisen im allgemeinen einen Ethoxylierungsgrad von 10 bis 20, vorzugsweise von 13 bis 17 auf, wobei der Ethoxylierungsgrad die Anzahl der Mole Ethylenoxid angibt, die an 1 Mol eines als Startermolekül verwendeten Alkohols im Durchschnitt angelagert worden sind. Besonders bevorzugt werden ethoxylierte 3- oder 4-wertige Alkohole mit einem Ethoxylierungsgrad von 3 bis 6 und einem Molekulargewicht von 224 bis 400 eingesetzt. Vorzugsweise kommt ethoxyliertes Erythrit mit einem Molekulargewicht von 500 bis 1000, vorzugsweise 700 bis 900 zum Einsatz. Ein Beispiel ist Pentaerythrit verethert mit 15 Ethoxyeinheiten.
Vorzugsweise handelt es sich um Polyetherpolyole mit einer OHZ von 150 bis 350 mg KOH/g, vorzugsweise 250 bis 320 und einer Viskosität von 300 bis 1000, vorzugsweise 400 bis 600 mPas.
Die hydroxylgruppenhaltigen Polyether, die mit Acrylsäure und/oder Methacrylsäure verestert werden, werden durch die Umsetzung der zwei- und/oder mehrwertigen Alkoholen mit verschiedenen Mengen an Ethylenoxid nach gut bekannten Methoden (vgl. z. B. Houben-Weyl, Bd. XIIV, 2. Makromolekulare Stoffe II, (1963) erhalten.
Ethergruppen aufweisenden Alkohole sind im wesentlichen frei von Propylenoxideinheiten -CH₂-CH(CH₃)-O-. Dies bedeutet, daß bei der Alkoxylierungsreaktion neben Ethylenoxid allenfalls untergeordnete Mengen an Propylenoxid mitverwendet werden (Molverhältnis von Ethylenoxid zu Propylenoxid mindestens 5 : 1).
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines acrylierten Polyetherpolyols, das für die Verwendung insbesondere in strahlenhärtbaren Formulierungen sich eignet. Bei diesem Verfahren werden zunächst Polyetherpolyol und Acrylsäure auf 70 bis 110°C, vorzugsweise 80 bis 100°C in Gegenwart eines Schleppmittels aufgeheizt. Als Schleppmittel kommen dabei nur Stoffe in Betracht, deren Siedepunkt zwischen 60 und 110°C, vorzugsweise zwischen 70 und 90°C liegen. Diese Temperatur wird aufrechterhalten, bis die Säurezahl unter 60 bis 80, vorzugsweise 65 bis 75 fällt. Die Anteile des Polyetherpolyols betragen gewöhnlich 50 bis 75 Gew.-%, vorzugsweise 55 bis 65 Gew.-%. Die Acrylsäure wird in Mengen von 20 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 45 Gew.-% zugesetzt. Daneben werden dem Gemisch noch Polymerisationsinhibitoren, z. B. Hydrochinone, Katalysatoren zur Beschleunigung der Veresterungsreaktion sowie Antioxidantien zugesetzt.
Sobald die Säurezahl den gewünschten Wert erreicht hat, wird nochmals Acrylsäure in einer Menge von 1,5 bis 5, vorzugsweise 2 bis 3 Gew.-% zugesetzt, bis die Säurezahl unter 40, vorzugsweise unter 35 gesunken ist. Anschließend wird ein Vakuum angelegt, bis die Säurezahl unter 20, vorzugsweise unter 15 gefallen ist und sich eine Viskosität von 1 bis 8, vorzugsweise 2 bis 6, besonders bevorzugt 3 bis 4,5 mPas eingestellt hat. Die Reaktion wird fortgeführt, bis die Säurezahl unter 40, vorzugsweise unter 35 gefallen ist.
Das so hergestellte acrylierte Polyetherpolyol enthält jetzt noch Restacrylsäure und Schleppmittel, die gemeinsam im Vakuum bei Temperaturen von 110 bis 130°C entfernt werden.
Das erfindungsgemäße, acrylierte Polyetherpolyol ist insbesondere für strahlenhärtbare Überzugsmassen geeignet. Diese können z. B. aus 40 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 60 Gew.-% Urethanacrylat, 0 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 15 Gew.-% Polyetheracrylat, 10 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 40 Gew.-% Reaktivverdünner, 0 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 6 Gew.-% Photoinitiator, 0 bis 30 Gew.-% Pigmente und 0 bis 10 Gew.-% weitere lackübliche Füllstoffe bestehen.
Die Urethanacrylate bestehen hierbei vorzugsweise aus 30 bis 45 Gew.-% Polyester, ganz besonders bevorzugt 30 bis 40 Gew.-%, 0,01 bis 0,1 Gew.-% Katalysatoren, 0,05 bis 0,1 Gew.-% Stabilisatoren, 10 bis 20, vorzugsweise 15 bis 20 Gew.-% Hydroxyethylacrylat, 15 bis 25, vorzugsweise 15 bis 20 Gew.-% Reaktivverdünner und 20 bis 35, vorzugsweise 25 bis 35 Gew.-% einer Diisocyanatkomponente.
Die eingesetzten Polyester bestehen aus 50 bis 75 Gew.-%, vorzugsweise 55 bis 65 Gew.-% Alkohol und 20 bis 50, vorzugsweise 30 bis 45 Gew.-% Säure sowie 5 Gew.-% üblichen Hilfsstoffen.
Die Herstellung der hydroxylgruppenhaltigen Polyesterharze erfolgt in bekannter Weise durch Veresterung von mehrwertigen Carbonsäuren mit mehrwertigen Alkoholen in Gegenwart geeigneter Katalysatoren. Anstelle der freien Säure können auch deren esterbildende Derivate eingesetzt werden. Für die Herstellung der Polyester geeignete Alkohole sind bei­ spielsweise Ethylenglycol, Propylenglycol-1,2, Propylenglycol-1,3, Butandiol-1,2, Butandiol-1,3, Butandiol-1,4, Pentandiol-1,5, Neopentylglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol sowie Triole, wie z. B. Glycerin, Trimethylolethan, Trimethylolpropan und Tris-2- hydroxyethylisocyanurat.
Weiterhin sind cycloaliphatische Alkohole, wie Cyclohexanole und 1,4-Bis- (hydroxymethyl)-cyclohexan, aromatische Alkohole, wie 1,3-Xylylendiol sowie Phenole wie 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol A) einsetzbar.
Bevorzugt eingesetzt werden Mischungen von Trimethylolpropan, Triethylenglycol und Cyclohexandimethanol.
Geeignet sind auch zweiwertige aliphatische Alkohole, wie Hexandiol-1,4, Hexandiol-1,6, 2-Methylpentandiol-1,5, 2-Ethylbutandiol-1,4, Dimethylolcyclohexan, dreiwertige Alkohole, wie Trimethylolbutan, vierwertige Alkohole, wie Pentaerythrit, sowie höherwertige Alkohole, wie Di-(trimethylolpropan), Di-(pentaerythrit) und Sorbitol.
Geeignete Carbonsäuren sind beispielsweise Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure sowie deren veresterbare Derivate, wie z. B. die Anhydride, soweit sie existieren, und die niederen Alkylester der genannten Säuren, wie z. B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Amyl-, Hexyl- und Octylphthalate, -terephthalate und -isophthalate. Einsetzbar sind sowohl die Halbester, die Dialkylester als auch Mischungen dieser Ver­ bindungen. Einsetzbar sind auch die entsprechenden Säurehalogenide dieser Verbindungen. Bevorzugt werden Mischungen aus Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure und Adipinsäure.
Für die Herstellung des Urethanacrylats geeignet sind aliphatische und/oder cycloaliphatische Diisocyanate, wie z. B. 1,3-Cyclopentan-, 1,4- Cyclohexan-, 1,2-Cyclohexandiisocyanat, 4,4′-Methylen-bis- (cyclohexylisocyanat) und Isophorondiisocyanat, Trimethylen-, Tetra­ methylen-, Pentamethylen-, Hexamethylen- und Trimethylhexamethylen- 1,6-diisocyanat sowie die in der EP-A-204 161, Spalte 4, Zeilen 42 bis 49 beschriebenen, von Dimerfettsäuren abgeleiteten Diisocyanate. Bevorzugt wird Isophorondiisocyanat an den hydroxyfunktionellen Polyester addiert.
Durch Addition von hydroxylgruppenhaltigen Acrylestern bzw. Methacrylestern, wie Hydroxyethylacrylat oder Hydroxybutylacrylat an isocyanatgruppenhaltigen Mono- bzw. Oligomere werden die Polyurethanacrylate bzw. -methacrylate erhalten. Damit bei der Additionsreaktion keine unerwünschte Polymerisation stattfindet, werden dem Reaktionsgemisch im allgemeinen Polymerisationsinhibitoren als Stabilisatoren zugesetzt. Zu den geeigneten Polymerisationsinhibitoren gehören bekannte Produkte, wie substituierte Phenole, wie 2,6-Di-tert.- butyl-p.kresol, Hydrochinone, wie Methylhydrochinone, und Thiolether, wie Thiodiglykol oder Phenothiazin.
Die strahlenhärtbaren Überzugsmittel können je nach Viskosität der Ester- Reaktionsverdünner, vorzugsweise für den Einsatz in strahlenhärtbaren Überzugsmitteln bekannte copolymerisierbare Verbindungen enthalten z. B. (Meth)-Acrylsäureester, insbesondere Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, Isopropyl(meth)acrylat, Pentyl(meth)acrylat, Isoamyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, 3,5,5-Trimethylhexyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat,. Hexadecyl(meth)acrylat, Octadecyl(meth)accrylat, Octadecenyl(meth)acrylat, Phenoxyethylacrylat sowie die entsprechenden Ester der Malein-, Fumar-, Tetrahydrophthal-, Croton-, Isocroton-, Vinylessig- und Itaconsäure. Bevorzugt eingesetzt werden Monomere mit mehr als einer Doppelbindung pro Molekül, z. B. Ethylenglycoldiacrylat Diethylenglycoldiacrylat, Propylenglycoldiacrylat, Trimethylenglycoldiacrylat, Neopentylglycoldiacrylat, 1,3- Butylanglycoldiacrylat, 1,4-Butylenglycoldiacrylat, 1,6- Hexamethylenglycoldiacrylat, 1,10-Decamethylenglycolddiacrylat, Trimethylolpropanttriacrylat, Pentaerythrittetraacrylat und Pentaerythittetraacrylat sowie die entsprechenden Methacrylate. In Betracht kommen auch die ethoxylierten oder propoxylierten Derivate sowie die in der EP-A-250 631 beschriebenen, langkettigen linearen Diacrylate mit einem Molekulargewicht von 400 bis 4000, bevorzugt von 600 bis 2500. Beispielsweise können die beiden Acrylatgruppen durch eine Polyoxybutylenstruktur getrennt sein. Einsetzbar sind außerdem 1,12- Dodecyldiacrylat und das Umsetzungsprodukt von 2 Molen Acrylsäure mit einem Mol eines Dimerfettalkohols, der im allgemeinen 36 C-Atome aufweist. Ganz besonders bevorzugt eingesetzt werden Isobomylacrylat, Trimethylolpropantriacrylat und Acrylsäureester von ethoxyliertem Pentaerythrit.
Durch den Zusatz dieser ethylenisch ungesättigten Verbindung werden die Viskosität und die Aushärtegeschwindigkeit der Überzugsmassen sowie die mechanischen Eigenschaften der resultierenden Beschichtung gesteuert, wie dies dem Fachmann geläufig ist und beispielsweise in der EP-A-223 086 beschrieben ist und auf die wegen weiterer Einzelheiten verwiesen wird.
Der in den Überzugsmassen üblicherweise in einer Menge von 0 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Überzugsmassen, eingesetzte Photoinitiator variiert mit der zur Härtung der Beschichtungsmittel eingesetzten Strahlung (UV-Strahlung, Elektronenstrahlung, sichtbares Licht). Bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Überzugsmassen mittels UV-Strahlung gehärtet. In diesem Fall werden üblicherweise Photoinitiatoren auf Ketonbasis eingesetzt, beispielsweise Acetophenon, Benzophenon, Diethoxyacetophenon, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on, Hydroxypropylphenylketon, m-Chloroacetophenon, Propiophenon, Benzoin, Benzil, Benzildimethylketal, Anthrachinon, Thioxanthon und Thioxanthon-Derivate und Triphenylphosphin u.ä. sowie Mischungen ver­ schiedener Photoinitiatoren.
Außerdem können die Überzugsmassen ggf. noch Pigmente und lackübliche Füllstoffe, übliche Hilfs- und Zusatzstoffe enthalten. Erstere werden in Mengen von 0 bis 30 Gew.-% eingesetzt. Der Anteil an lacküblichen Füllstoffen beträgt 0 bis 10 Gew.-%. Hilfs- und Zusatzstoffe werden üblicherweise in einer Menge von 0 bis 4 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 2,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Überzugsmasse, eingesetzt. Beispiele für derartige Stoffe sind Verlaufsmittel, Weichmacher (z. B. Extender, wie Talkum, Schwerspat, Aluminiumsilikat, Dolomit, Entschäumer und filmbildende Hilfsmittel, z. B. Cellulose-Derivate, Mattierungsmittel in üblichen Mengen) sowie ins­ besondere Haftvermittler. Als Haftvermittler werden dabei Alkoxysilane, wie beispielsweise N-β-Aminoethyl-, -Aminopropyltrimethoxysilan, -Aminopropyltrimethoxysilan, N-Methyl-β-aminopropyltrimethoxysilan oder triaminomodifiziertes Propyltrimethoxysilan (z. B. Haftvermittler DYNASLYAN®, "Typ TRIAMO", Handelsprodukt der Dynamit Nobel Chemie) eingesetzt.
Als zusätzliche Haftvermittler können 0 bis 10, vorzugsweise 2 bis 5 Gew.-% eines carboxyfunktionellen (Meth)acrylsäureesters verwendet werden. Beispiele sind β-carboxyethylacrylat und EBECRYL 169 oder 170 zu beziehen über UCB, S.A., Drogenbos, Belgien.
Die Härtung der Lackfilme wird mittels Strahlung, bevorzugt mittels Elektronenstrahlung durchgeführt. Die Anlagen und Bedingungen für diese Härtungsmethoden sind aus der Literatur bekannt (vgl. z. B. R. Holmes, U.V. and E.B. Curing Formulations für Printing Inks, Coatings and Paints, SITA Technology, Academic Press, London, United Kingdom 1984) und bedürfen keiner weiteren Beschreibung.
Die Härtung der Lackfilme erfolgt direkt nach dem Auftragen oder nach dem Verdunsten von anwesendem Wasser mittels UV- oder Elektronenstrahlen. Die Anlagen und Bedingungen für diese Härtungsmethoden sind aus der Literatur bekannt (vgl. z. B. R. Holmes, U.V. and E.B. Curing Formulations for Printing Inks, Coatings and Paints, SITA-Technology, Academic Press, London, United Kingdom 1984, Seiten 79-111) und bedürfen keiner weiteren Beschreibung.
Die Verwendung des erfindungsgemäßen acrylierten Polyetherpolyols führt insbesondere in den beschriebenen Lackformulierungen auf Urethanacrylatbasis zu bisher nicht mit anderen Formulierungen erzielten Eigenschaften. Insbesondere lassen sich Zugfestigkeit und Bruchdehnung in weiten Bereichen steuern, ohne die anderen Lackfilmeigenschaften (Reaktivität, Chemikalienfestigkeit, Oberflächengüte) wesentlich zu beeinflussen. Das acrylierte Polyetherpolyol ist bis 50% homogen wasserverdünnbar und ermöglicht damit spritzfähige Wasserlacke, die nach Verdampfen des Wassers mit Elektronenstrahlen oder UV-Strahlen aushärtbar sind. Die bisher hier ermittelten Werte zeigen eine signifikante Verbesserung gegenüber bisher marktüblichen Bindemitteln.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Beispiele näher beschrieben:
A. Herstellung des Polyetheracrylats
64,9 2 Teile Polyetherpolyol, 23,519 Gewichtsteile Acrylsäure, 0,547 Gewichtsteile p-Toluolsulfonsäure, 0,180 Gewichtsteile Hydrochinon, 0,180 Gewichtsteile unterphosphorige Säure und 8 Gewichtsteile Cyclohexan werden eingewogen und auf 85°C erhitzt. Diese Temperatur wird beibehalten, bis die Säurezahl des Reaktionsgemisches unter 70 fällt. Anschließend werden 2,352 Gewichtsteile Acrylsäure und 0,3 Gewichtsteile Cyclohexan zugegeben und die Reaktion fortgeführt, bis die Säurezahl unter 35 sinkt. Anschließend wird ein Vakuum angelegt und aufrechterhalten, bis die Säurezahl unter 8 gesunken ist und die Viskosität 2,5 bis 3,5 mPas beträgt.
B. Herstellung des Urethanacrylats
1. Stufe: Es wird ein Polyester mit einer OH-Zahl von ungefähr 210 hergestellt durch Einwiegen von 6,40 Gewichsteilen Trimethylolpropan, 19,787 Triglykol, 33,381 Gewichsteile Cyclohexandimethanol, 13,007 Gewichsteilen Phthalsäureanhydrid, 14,588 Gewichsteilen Isophthalsäure und 12,831 Gewichtsteilen Adipinsäure. Es wird bei 240°C eine Kondensationsreaktion durchgeführt bis folgende Kennzahlen erreicht sind:
Säurezahl 3 bis 5
Viskosität 3,5 bis 5,0 mPas
Platte-Kegel-Viskosität bei 23°C 70-%-ig in Methoxypropanol.
2. Stufe: 34,139 Gewichtsteile des in Stufe 1 hergestellten Polyesters werden mit 0,039 Dibutylzindilaurat, 0,078 Gewichsteilen Di-tert.-butyl-p- kresol, 15 Gewichtsteilen Hydroxyethylacrylat, 21,956 Gewichtsteilen Phenoxyethylacrylat, 30 ppm Phenothiazin werden zusammen eingewogen und auf 60°C erhitzt. 28,707 ppm Isophorondiisocyanat und 0,080 ppm Ethanol werden so zudosiert, daß die Temperatur unter 65°C bleibt. Es wird bei 60°C gehalten, bis der NCO-Gehalt unter 1,5% fällt. Anschließend wird auf 90°C aufgeheizt, bis der NCO-Gehalt unter 0,1% gesunken ist.
C. Beispiele für Lacke Beispiel 1: Freier Lackfilm
39,8 Teile aromatisches Urethanacrylat, 80-%ig in Phenoxyethylacrylat, 20 Teile acryliertes Polyetherpolyol, 14,8 Teile Isobornylacrylat, 24,8 Teile Titandioxid, 0,3 Teile Emulgator (Tween 80), 0,3 Teile Dispergierhilfsmittel.
Beispiel 2: Freier Lackfilm
39,8 Teile aromatisches Urethanacrylat, 80-%ig in Phenoxyethylacrylat, 10 Teile acryliertes Polyetherpolyol, 14,8 Teile Isobornylacrylat, 10 Teile ethoxiliertes Pentaerithrittetracrylat SR 494 (Cray Valley) 24,8 Teile Titandioxid, 0,3 Teile Emulgator (Tween 80), 0,3 Teile Dispergierhilfsmittel.
Beispiel 3: Freier Lackfilm
39,8 Teile aromatisches Urethanacrylat, 80-%ig in Phenoxyethylacrylat, 1,0 Teile acryliertes Polyetherpolyol, 14,8 Teile Isobornylacrylat, 19,0 Teile ethoxiliertes Pentaerithritethacrylat SR 494 (Cray Valley) 24,8 Teile Titandioxid, 0,3 Teile Emulgator (Tween 80), 0,3 Teile Dispergierhilfsmittel.
Die Komponenten werden in den lacktechnisch üblichen Behältern eingewogen und mit einem Dissolver vermengt.
Mechanische Eigenschaften der Lacke gemäß den Beispielen 1 bis 3
Die Zugfestigkeit und Bruchdehnung lassen sich mit dem beschriebenen acrylierten Polyetherpolyol in weiten Bereichen steuern, ohne die anderen Lackfilmeigenschaften wesentlich zu beeinflussen (Reaktivität, Chemikalienbeständigkeit, Oberflächenglätte).
Beispiel 4: Spritzlack
50 Teile acryliertes Polyetherpolyol, 48 Teile Wasser, 2 Teile Irgacure 500 (Photoinitiator, Ciba Geigy).
Der Lack weist eine gute Spritzfähigkeit bei Raumtemperatur sowie eine ausgezeichnete Porenzeichnung auf Holz bzw. Furnier auf.
Beispiel 5: Klarlack
96 Teile acryliertes Poletherpolyol, 4 Teile I. 500.
Der Lack weist eine ausgezeichnete Bewitterungsstabilität auf.

Claims (10)

1. Acryliertes Polyetherpolyol, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem ethoxylierten Polyol mit einem Molekulargewicht von 600 bis 1000, vorzugsweise 700 bis 900 verestert mit Acrylsäure besteht.
2. Acryliertes Polyetherpolyol, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyol eine OH-Zahl von 150 bis 350, vorzugsweise 250 bis 320 mg KOH/g und eine Viskosität von 300 bis 1000, vorzugsweise 400 bis 600 mPas aufweist.
3. Acryliertes Polyetherpolyol nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyol 10- bis 20-, vorzugsweise 13- bis 17-fach ethoxyliert ist.
4. Acryliertes Polyetherpolyol nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyetheracrylat aus 50 bis 75 Gew.-% Polyetherpolyol, 20 bis 50 Gew.-% Acrylsäure und 0 bis 5 Gew.-% üblichen Hilfsstoffen besteht.
5. Acryliertes Polyetherpolyol nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyetheracrylat aus 55 bis 65 Gew.-% Polyetherpolyol und 20 bis 50 Gew.-% Acrylsäure besteht.
6. Acryliertes Polyetherpolyol, dadurch gekennzeichnet, daß es aus ethoxyliertem Pentaerythrit besteht.
7. Acryliertes Polyetherpolyol nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es mit Aminen, vorzugsweise Ethanolamin, Dimethylaminopropylamin modifiziert ist.
8. Acryliertes Polyetherpolyol, dadurch gekennzeichnet, daß es UV-Initiatoren vorzugsweise Benzophenon enthält.
9. Verfahren zur Herstellung eines acrylierten Polyetherpolyols, dadurch gekennzeichnet, daß Polyetherpolyol und Acrylsäure auf 70 bis 110°C, vorzugsweise 80 bis 100°C aufgeheizt werden, diese Temperatur aufrechterhalten wird, bis die Säurezahl unter 60 bis 80, vorzugsweise 65 bis 75 gesunken ist, anschließend Acrylsäure zugesetzt wird, bis die Säurezahl unter 40, vorzugsweise unter 35 gesunken ist, dann ein Vakuum angelegt wird, bis die Säurezahl unter 20, vorzugsweise unter 15 gefallen ist und sich eine Viskosität von 1 bis 8, vorzugsweise 2 bis 6, besonders bevorzugt 3 bis 4,5 mPas eingestellt hat.
10. Verwendung des acrylierten Polyetherpolyols nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für strahlenhärtbare Überzugsmasse.
DE19535936A 1995-09-27 1995-09-27 Acryliertes Polyetherpolyol und dessen Verwendung für strahlenhärtbare Formulierungen Ceased DE19535936A1 (de)

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