DE4111715A1 - Das splittern von glasbruchstuecken verhindernde beschichtungsmasse - Google Patents
Das splittern von glasbruchstuecken verhindernde beschichtungsmasseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Beschichtungsmassen. Insbesondere
betrifft die Erfindung Beschichtungsmassen für nicht
splitterndes Glas. Die erfindungsgemäßen Massen verleihen
Glasteilen, z. B. der Röhre einer Fluoreszenzlampe, beim Zer
brechen Splitterfestigkeit und zeichnen sich gleichzeitig
durch Lichtechtheit, Hitzeresistenz und durch Antihaft
eigenschaften aus.
Die meisten Fluoreszenzlampen werden gegenwärtig ohne einen
auflackierten das Splittern verhindernden Überzug verwendet,
ausgenommen diejenigen Fluoreszenzlampen, die für gewerb
liche Zwecke vorgesehen sind. Die ungeschützten Fluoreszenz
lampen können daher durch verschiedene äußere Einwirkungen
oder durch Schläge oder Stöße beim Herausnehmen oder Ablegen
zerbrechen, Bruchstellen davontragen und folglich dem Anwen
der Schaden zufügen. Da die Sicherheit ein in jeder Hinsicht
ernsthafter Aspekt für die Allgemeinheit ist, stellt die Un
fallverhütung durch verstreute Glasteile zerbrochener
Fluoreszenzlampen eine wichtige Aufgabe sowohl für einen
Teil der Verbraucher, als auch für die Hersteller dar.
Aus diesem Grunde wurde ein Teil der für gewerbliche Zwecke
vorgesehenen Fluoreszenzlampen mit einem das Splittern ver
hindernden Überzug versehen. Bekannt ist ein Verfahren zum
Schutz von Fluoreszenzlampen durch einen aufschrumpfbaren
Polyesterfilm, das jedoch Nachteile besitzt. Es erfordert
nämlich (1) teure Ausgangsmaterialien für den Film, (2) eine
unvermeidliche Änderung des Films bei Änderung des Röhren
durchmessers der Fluoreszenzlampe und ist (3) ausschließlich
auf Fluoreszenzlampen mit länglichen Röhren und nicht auf
solche mit kugelförmigen anwendbar. Dieses Verfahren findet
daher nur erschwert breite Verwendung.
Um diese Nachteile zu überwinden, wurde die Möglichkeit der
Herstellung eines das Splittern verhindernden Überzuges auf
der Glasoberfläche einer Fluoreszenzlampe durch
Beschichtungsverfahren untersucht. Keine der derzeitig ent
wickelten Beschichtungszusammensetzungen erwies sich jedoch
für einen durch Beschichtung herstellbaren, das Splittern
verhindernden Überzug als brauchbar.
Die Ursache hierfür ist darin begründet, daß insbesondere
die von den das Splittern verhindernden Beschichtungsmassen
zur Verwendung bei Fluoreszenzlampen geforderten charakteri
stischen Eigenschaften ein großes technisches Hindernis dar
stellen. Der aufgebrachte Überzug der Beschichtungsmasse muß
nämlich (1) Dehnungen von mindestens 400% zulassen, um die
gewünschte splitterverhindernde Wirkung zu gewährleisten,
darf (2), ungeachtet des in der Fluoreszenzlampe während
ihres Leuchtens erzeugten ultravioletten Lichtes, nicht ver
gilben und keine ernsthafte Beeinträchtigung hinsichtlich
Zugfestigkeit und Dehnung erleiden, darf (3), ungeachtet der
Hitze der Lampenelektroden, die sich während des Leuchtens
der Lampe auf erhöhte Temperaturen von 100 bis 120°C erwär
men, sich weder verfärben, noch Beeinträchtigungen in der
Zerreißfestigkeit und Dehnung erleiden und muß (4) die
eigenen physikalischen Eigenschaften gebrauchsfähig erhalten
und Staub und Schmutz abweisen. Aufgrund der mit 5 000 bis
10 000 Stunden bekanntlich hohen Lebensdauer der Fluoreszenz
lampe wird von dem Überzug eine Beständigkeit in dieser
Größenordnung erwartet. Eine das Splittern verhindernde Be
schichtungsmasse, die zur Verwendung auf dem Glas von
Fluoreszenzlampen vorgesehen ist, muß daher ungewöhnlich
starken physikalischen Anforderungen genügen. Keine der der
zeit entwickelten Beschichtungsmassen wurde diesen charakte
ristischen Eigenschaften genügend befunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine das Splittern
verhindernde Überzugsmasse zur Verwendung auf Glas bereitzu
stellen, die den vorstehenden Anforderungen genügt. Diese
Aufgabe wurde durch den überraschenden Befund gelöst, daß
eine Masse aus einer Polyurethanverbindung, erhältlich aus
einem Polycarbonatdiol und/oder einem aliphatischen Poly
esterdiol, einem organischen Diisocyanat und einem Ketten
verlängerer mit einem aktiven Wasserstoff enthaltenden Rest,
zusammen mit einer organischen Polyisocyanatverbindung am
brauchbarsten ist, und daß zusätzlich diese Masse bei Zugabe
eines reaktiven Silikonöls eine bemerkenswerte Verbesserung
hinsichtlich der Antihaft-Eigenschaften bei erhöhten Tempe
raturen erfährt.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine das Splittern ver
hindernde Beschichtungsmasse, insbesondere zur Verwendung
auf Glas, die im wesentlichen 100 Gewichtsteile einer
Polyurethanverbindung (A), erhältlich durch die Umsetzung
eines Polycarbonatdiols (a) und/oder eines aliphatischen
Polyesterdiols (b), eines organischen Diisocyanats (c) und
eines Kettenverlängerers (d), der einen aktiven Wasserstoff
enthaltenden Rest aufweist, in Mengen, die ein Äquivalent
verhältnis von Isocyanatgruppen zu aktiven Wasserstoff ent
haltenden Resten von höchstens 1,0 ergeben, und 0,5 bis 40
Gewichtsteile einer organischen Polyisocyanatverbindung (B)
und gegebenenfalls zusätzlich 0,1 bis 10 Gewichtsteile
mindestens eines Silikonöls (C) der allgemeinen Formeln I
bis VI umfassen:
(in der X und X′ unabhängig voneinander eine OH-Gruppe,
einen R-NH2-, einen -RCOOH- oder einen -ROH-Rest bedeuten,
wobei R einen Alkylenrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen
darstellt und n größer oder gleich 2 ist).
Die erfindungsgemäßen das Splittern verhindernden Beschich
tungsmassen zur Verwendung auf Glas umfassen eine
Polyurethanverbindung (A), eine organische Polyisocyanat
verbindung (B) und gegebenenfalls ein reaktives Silikonöl
(C).
Die erfindungsgemäß verwendete Polyurethanverbindung (A)
wird durch Umsetzung eines Polycarbonatdiols (a) und/oder
eines aliphatischen Polyesterdiols (b), eines organischen
Diisocyanats (c) und eines Kettenverlängerers (d), welcher
einen aktiven Wasserstoff enthaltenden Rest besitzt in
solchen Mengen erhalten, daß ein 1,0 nicht übersteigendes
Äquivalentverhältnis von Isocyanatgruppen zu aktivem Wasser
stoff enthaltenden Resten vorliegt.
Die als Bestandteil (a) verwendbaren Polycarbonatdiole sind
z. B. Ethylenpolycarbonatdiol, Propylenpolycarbonatdiol, 1,4-
Butylenpolycarbonatdiol, 1,5-Pentylenpolycarbonatdiol, 1,6-
Hexylenpolycarbonatdiol, 3-Methyl-1,5-Pentylenpolycarbonat
diol oder 1,9-Nonylenpolycarbonatdiol. Am geeignetsten sind
Polycarbonatdiole mit einem Zahlenmittel des Molekular
gewichts von etwa 500 bis etwa 3 000. Diese Poly
carbonatdiole können entweder allein oder zusammen verwendet
werden.
Als aliphatisches Polyesterdiol (b) werden Polyesterdiole
verwendet, die aus aliphatischen und/oder alicyclischen
Dicarbonsäuren und aliphatischen Glykolen erhältlich sind.
Aliphatische und alicyclische Dicarbonsäuren sind z. B. Bern
steinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure,
Dodecandicarbonsäure, Hexahydrophthalsäure und Hexahydro
terephthalsäure. Aliphatische Glykole sind beispielsweise
Ethylenglykol, Propylenglykol, Neopentylglykol, Butandiol,
1,6-Hexandiol, 3-Methyl-1,5-Pentandiol, 1,9-Nonandiol,
Cyclohexandimethanol, hydriertes Bisphenol A oder das
Ethylenoxid davon oder Propylenoxidaddukte. Die aus den vor
stehend genannten Verbindungen gewonnenen aliphatischen
Polyesterdiole können z. B. mit Glyzerin oder Trimethylol
propan kopolymerisiert und folglich mit einer verzweigten
Konfiguration versehen werden. Das für diese Erfindung
brauchbarste Zahlenmittel des Molekulargewichts des alipha
tischen Polyesterdiols (b) beträgt etwa 500 bis etwa 3 000.
Die Verwendung eines Polycarbonatdiols (a) und/oder eines
aliphatischen Polyesterdiols (b) ist für die vorliegende Er
findung ein wesentliches Erfordernis. Die vorliegende Erfin
dung ist nicht durch Verwendung einer anderen Diolkomponente
z. B. eines Polyetherpolyols, wie Polyethylenglykol, Poly
propylenglykol oder Polytetramethylenglykol oder eines
aromatischen Polyesterdiols, erhältlich aus einer aromati
schen Dicarbonsäure und einem Glykol, ausführbar.
In der vorliegenden Erfindung werden das Polycarbonatdiol
(a) und das aliphatische Polyesterdiol (b) entweder allein
oder gemeinsam verwendet. Falls sie gemeinsam verwendet
werden, so liegt das Verhältnis von Polycarbonatdiol (a) zu
aliphatischem Polyesterdiol (b) im Bereich von 100 : 0 bis
0 : 100, vorzugsweise von 100 : 0 bis 30 : 70.
Die als Bestandteil (c) wirksam verwendbaren organischen
Diisocyanate sind aromatische Diisocyanate wie Tolylen
diisocyanat, p-Phenylendiisocyanat, m-Phenylendiisocyanat,
4,4′-Diphenylmethandiisocyanat, Naphthalindiisocyanat oder
aliphatische oder alicyclische Diisocyanate, wie Hexa
methylendiisocyanat, Xylylendiisocyanat, hydriertes Xylylen
diisocyanat, 4,4′-Dicyclohexylmethandiisocyanat oder
Isophorondiisocyanat. Um das Ziel zu erreichen, nämlich ein
das splitterfestes Glas für Fluoreszenzlampen bereitzu
stellen, muß die das Splittern verhindernde Beschichtungs
masse einen hohen Grad an Lichtechtheit und Hitzebeständig
keit aufweisen. Als organische Diisocyanatverbindung (c) ist
daher ein aliphatisches oder alicyclisches Diisocyanat
wünschenswert.
Die als Bestandteil (d) wirksam verwendbaren Kettenver
längerer mit einem aktiven Wasserstoff enthaltenden Rest
umfassen Glykole wie Ethylenglykol, Propylenglykol, 1,4-
Butandiol, 1,6-Hexandiol, Cyclohexandimethanol, Diethylen
glykol, Neopentylglykol oder 3-Methyl-1,5-pentandiol,
Aminoalkohole wie Monoethanolamin oder N-Methanol
ethanolamin, Diamine wie Hexamethylendiamin, Isophoron
diamin, 4,4′-Diaminodiphenylmethan oder Diaminodiphenylether
oder Carboxylgruppen enthaltende Glykole wie Dimethylol
propionsäure und Weinsäure.
Um die Polyurethanverbindung (A) mit einer verzweigten Kon
figuration zu versehen, kann zusätzlich als Kettenver
längerer ein mehrwertiger Alkohol wie Glyzerin, Trimethylol
propan oder Dipentaerythrit verwendet werden. Der mehr
wertige Alkohol verbessert zusätzlich die Antihaft-Eigen
schaften.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Polyurethan
verbindung (A) wird in an sich bekannter Weise syntheti
siert, z. B. durch Zugabe eines Polycarbonatdiols (a)
und/oder eines aliphatischen Polyesterdiols (b) und eines
Kettenverlängerers (d) mit einem aktiven Wasserstoff enthal
tenden Rest zu einem geeigneten, zur Isocyanatgruppe sich
inaktiv verhaltenden Lösungsmittel, anschließende Zugabe
eines organischen Isocyanats (c) und Umsetzung mit dem Diol
bei einer Temperatur im Bereich von 60 bis 100°C oder z. B.
durch vorherige Umsetzung eines Polycarbonatdiols (a)
und/oder eines aliphatischen Polyesterdiols (b) mit einem
organischen Diisocyanat (c) im Überschuß des Äquivalent
gewichts und Einwirkenlassen eines Kettenverlängerers (d)
mit einem aktiven Wasserstoff enthaltenden Rest auf das
erhaltene Reaktionsprodukt. Zur Beschleunigung der Urethan
reaktion kann ein bekannter Katalysator, z. B. ein Amin oder
eine Organo-Zinnverbindung verwendet werden. In jedem Fall
ist es wesentlich, daß das Äquivalentverhältnis der Isocya
natgruppen vom Bestandteil (c) zu den aktiven Wasserstoff
enthaltenden Resten der Bestandteile (a)+(b)+(d) 1,0
nicht übersteigt. Falls der Anteil an Isocyanatgruppen zu
groß ist, so üben die verbleibenden Isocyanatgruppen eine
nachteilige Wirkung aus, indem sie die Verarbeitungszeit der
hergestellten, das Splittern verhindernden Beschichtungs
masse und die Reaktivität der Polyurethanverbindung (A) mit
der organischen Polyisocyanatverbindung (B), die nachstehend
besonders beschrieben wird, vermindern.
Die für die vorliegende Erfindung brauchbaren Polyurethan
verbindungen (A) besitzen eine reduzierte Viskosität, η sp/c
(dl/g), im Bereich von 0,2 bis 1,0 vorzugsweise von 0,3 bis
0,8. Falls die reduzierte Viskosität weniger als 0,2
beträgt, so weist der hergestellte das Splittern
verhindernde Überzug nicht die erforderliche Dehnbarkeit auf
und zeigt bei Glas hinsichtlich der Splitterfestigkeit eine
schlechte Wirkung. Im umgekehrten Falle, falls die redu
zierte Viskosität 1,0 überschreitet, so erhält die Beschich
tungsmasse eine unangemessen hohe Viskosität, versagt beim
Eingeben einer hohen Feststoffkonzentration und zeigt eine
schlechte Anpassungsfähigkeit bei der Beschichtung.
Die erfindungsgemäßen das Splittern verhindernden Beschich
tungsmassen zur Verwendung auf Glas beeinhalten eine organi
sche Polyisocyanatverbindung (B) als Vernetzungsmittel.
Als Bestandteil (B) erfindungsgemäß verwendbare organische
Polyisocyanatverbindungen sind Biurete oder Isocyanurattri
merisate bekannter aliphatischer Diisocyanate, wie Tetra
methylendiisocyanat und Hexamethylendiisocyanat oder
alicyclischer Diisocyanate, wie Isophorondiisocyanat,
hydriertes Tolylendiisocyanat, hydriertes Xylylendiisocyanat
und hydriertes Diphenylmethandiisocyanat, Addukte von
3 Molen Diisocyanatverbindungen und 1 Mol eines trifunktio
nellen Polyols und blockierte Isocyanatverbindungen mit
einer darin blockierten Isocyanatgruppe. Als Blockierungs
mittel für die Isocyanatgruppe können bekannte Blockierungs
mittel, wie Phenol, ε-Caprolactam, Essigsäureethylester oder
Methylethylketoxim verwendet werden. Die zugegebene Menge an
organischer Polyisocyanatverbindung (B) liegt im Bereich von
0,5 bis 40 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der
Polyurethanverbindung (A). Beträgt diese Menge weniger als 5
Gewichtsteile, so wird keine befriedigende
Vernetzungswirkung erreicht. Falls die Menge 40
Gewichtsteile übersteigt, so erhöht der Überschuß nur die
Kosten für die Ausgangsstoffe, verbessert jedoch nicht die
Wirkung der Zusammensetzung.
Die erfindungsgemäßen das Splittern verhindernden Beschich
tungsmassen zur Verwendung auf Glas aus der vorstehenden
Polyurethanverbindung (A) und der organischen Polyisocyanat
verbindung (B) genügen eigentlich fast allen gesetzten
Zielen. Es wurde jedoch gefunden, daß diese Massen bei
weiterer Zugabe eines reaktiven Silikonöls (C) eine wesent
liche Verbesserung der Klebrigkeit der Oberfläche und in den
Antihaft-Eigenschaften (für Staub und Schmutz) des Überzugs
bei erhöhten Temperaturen erlangen. Die erfindungsgemäßen
das Splittern verhindernden Beschichtungsmassen zur Verwen
dung auf Glas enthalten, falls erforderlich, zusätzlich
mindestens ein Silikonöl (C) der nachstehenden allgemeinen
Formeln I bis VI.
(in der X und X′ unabhängig voneinander eine OH-Gruppe,
einen R-NH2-, einen -RCOOH- oder einen -ROH-Rest bedeuten,
wobei R einen Alkylenrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen
darstellt und n größer oder gleich 2 ist).
Die Zugabe des reaktiven Silikonöls (C) zur Beschichtungs
masse bewirkt eine Verbesserung (Verringerung) der Klebrig
keit der Oberfläche des Überzugs und ist deshalb hinsicht
lich des Schutzes des Films vor sich absetzendem Staub oder
Schmutz wünschenswert.
Verwendbare reaktive Silikonöle sind silanol-modifizierte
Silikonöle (z. B. Produkte der Nippon Unicar Co., Ltd., ange
boten unter den Produktschlüsselnummern "L-9 000" und "Y-
7 005"), amino-modifizierte Silikonöle (z. B. Produkte der
Nippon Unicar Co., Ltd., angeboten unter den Produkt
schlüsselnummern "AFL-40", "FZ-3705" oder "FZ-3710"),
carboxyl-modifizierte Silikonöle (z. B. das Produkt der
Nippon Unicar Co., Ltd. mit der Produktschlüsselnummer "FZ-
3703") und alkohol-modifizierte Silikonöle (z. B. Produkte
der Nippon Unicar Co., Ltd., angeboten unter den
Produktschlüsselnummern "F-99-199" und "F-99-258").
Die Menge an zuzugebendem reaktiven Silikonöl (C) liegt im
Bereich von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen bezogen auf 100
Gewichtsteile der Polyurethanverbindung (A). Falls diese
Menge geringer als 0,1 Gewichtsteile ist, so wird keine
merkliche Wirkung hinsichtlich der Verbesserung der Haft
fähigkeit auf der Oberfläche festgestellt. Umgekehrt, falls
die Menge 10 Gewichtsteile übersteigt, so weist der Überzug
aus Masse aufgrund von Trübung eine schlechte Transparenz
auf.
Die erfindungsgemäßen das Splittern verhindernden Beschich
tungsmassen zur Verwendung auf Glas werden im allgemeinen in
einem Lösungsmittel gelöst verwendet. Die hierfür verwend
baren Lösungsmittel sind vom Keton-Typ, wie Aceton,
Methylethylketon, Methylisobutylketon oder Cyclohexanon,
aromatische Kohlenwasserstoffe wie Toluol, Xylol, Solvesso
Nr. 100 und Solvesso Nr. 150, Lösungsmittel vom Alkohol-Typ,
wie Ethylcellosolve, Butylcellosolve, Ethylcarbitol,
Propanol oder Butanol oder Lösungsmittel vom Ester-Typ wie
Essigsäureethylester, Essigsäurebutylester, Essigsäure
cellosolveester oder Essigsäurebutylcellosolveester.
Die erfindungsgemäßen das Splittern verhindernden Beschich
tungsmassen zur Verwendung auf Glas können mit Additiven und
Modifizierern, z. B. Anti-Oxidantien, Ultraviolett-Licht-
Absorbern, Oberflächenglättungsmitteln, Entschäumern,
thixotropen Mitteln und Färbemitteln, versetzt werden.
Die Beschichtung mit der erfindungsgemäßen das Splittern
verhindernden Beschichtungsmasse erfolgt in an sich
bekannter Weise. Ein beliebiges bekanntes Verfahren, wie
Walzenbeschichtung, Besprühen oder Tauchbeschichtung, kann
verwendet werden. Die auf das Glas aufgebrachte Beschichtung
läßt man im allgemeinen trocknen und härtet sie bei einer
Temperatur im Bereich von 80 bis 150°C für einen Zeitraum im
Bereich von 5 bis 180 Minuten aus.
Die erfindungsgemäßen das Splittern verhindernden Beschich
tungsmassen zur Verwendung auf Glas zeichnen sich nicht nur
durch eine splittervermeidende Wirkung bei Glas aus, sondern
auch durch Lichtechtheit, Hitzeresistenz und Anti-Hafteigen
schaften. Sie können daher nicht nur als Beschichtungsmittel
und Haftmittel bei Fluoreszenzlampen, sondern auch auf
anderen Substraten aus Glas und auch auf Metallen oder
Kunststoffen verwendet werden.
Um die vorliegende Erfindung im einzelnen zu erläutern,
werden nachstehend Beispiele angeführt, die lediglich
erläuternd sind und den Schutzbereich der Erfindung nicht
einschränken.
In einem mit einem Rührer und einem Kühlrohr ausgestatteten
Reaktionsgefäß werden 65 Gewichtsteile Essigsäurebutylester,
100 Gewichtsteile 1,6-Hexanpolycarbonatdiol
(Molekulargewicht 2000), 52 Gewichtsteile Isophorondiiso
cyanat und 0,1 Gewichtsteile Dibutylzinndilaurat vorgelegt
und bei 100°C unter Rühren eine Stunde umgesetzt.
Anschließend werden zu dem erhaltenen Reaktionsgemisch 50
Gewichtsteile Essigsäurebutylester und 20 Gewichtsteile
Neopentylglykol gegeben und bei 100°C drei Stunden umge
setzt. Danach wird das Reaktionsprodukt mit 204 Gewichts
teilen Essigsäurebutylester auf eine Feststoffkonzentration
von 35 Gewichtsprozent verdünnt. Die so erhaltene Poly
urethanlösung (a) besitzt eine Viskosität von 2,2 Pa×s und
die Polyurethanverbindung eine verminderte Viskosität, η
sp/c, von 0,69 (dl/g). Zur Bestimmung der reduzierten Visko
sität, η sp/c, wird eine Lösung von 0,1 g dieser
Polyurethanverbindung in 25 cm3 eines Lösungsmittelgemisches
aus Phenol und Tetrachlorethan (Volumenverhältnis von 6/4)
bei 30°C vermessen. In der vorstehend genannten Umsetzung
beträgt das Verhältnis von Isocyanatgruppen zu aktiven
Wasserstoff enthaltenden Gruppen (OH-Gruppen) 1,0/1,03.
In das gleiche Reaktionsgefäß wie für Synthese 1 werden 65
Gewichtsteile Essigsäurebutylester, 100 Gewichtsteile
Hexylenpolycarbonatdiol (Molekulargewicht 2000), 49
Gewichtsteile Isophorondiisocyanat und 0,1 Gewichtsteile
Dibutylzinndilaurat gegeben und unter Rühren eine Stunde bei
100°C umgesetzt. Zu dem erhaltenen Reaktionsgemisch werden
50 Gewichtsteile Essigsäurebutylester, 20 Gewichtsteile
Neopentylglykol und 1 Gewichtsteil Trimethylolpropan gegeben
und 3 Stunden bei 100°C umgesetzt. Anschließend wird das
Reaktionsgemisch mit 140 Teilen Essigsäurebutylester auf
eine Feststoffkonzentration von 40 Gewichtsprozent verdünnt.
Die so erhaltene Polyurethanlösung (b) besitzt eine Viskosi
tät von 0,7 Pa×s (25°C) und die Polyurethanverbindung eine
reduzierte Viskosität, η sp/c, von 0,39. In der vorstehend
erwähnten Umsetzung beträgt das Äquivalentverhältnis von
Isocyanatgruppen zu aktiven Wasserstoff enthaltenden Gruppen
(OH-Gruppen) 1,0/1,13.
Im gleichen Reaktionsgefäß wie für Synthese 1 werden 65
Gewichtsteile Essigsäurebutylester, 50 Gewichtsteile
Hexylenpolycarbonatdiol (Molekulargewicht 2000), 50
Gewichtsteile Adipinsäureneopentylester (Molekulargewicht
2000) als Polyesterdiol, 49 Gewichtsteile Isophorondiiso
cyanat und 0,1 Gewichtsteil Dibutylzinndilaurat vorgelegt
und unter Rühren bei 100°C eine Stunde umgesetzt. Zu dem
erhaltenen Reaktionsgemisch werden 50 Gewichtsteile Essig
säurebutylester und 20 Gewichtsteile Neopentylglykol gegeben
und 3 Stunden bei 100°C umgesetzt. Nach der Umsetzung wird
das Reaktionsprodukt mit 139 Teilen Essigsäurebutylester auf
eine Feststoffkonzentration von 40 Gewichtsprozent verdünnt.
Die so erhaltene Polyurethanlösung (c) besitzt eine Viskosi
tät von 0,6 Pa×s (25°C) und die Polyurethanverbindung eine
reduzierte Viskosität, η sp/c, von 0,40. In der vorstehend
genannten Umsetzung beträgt das Äquivalentverhältnis von
Isocyanatgruppen zu aktiven Wasserstoff enthaltenden Gruppen
(OH-Gruppen) 1,0/1,1.
Im gleichen Reaktionsgefäß wie für Synthese 1 werden 55
Gewichtsteile Essigsäurebutylester, 50 Gewichtsteile eines
aromatischen Polyesterdiols (Terephthalsäure/Isophthal
säure//Ethylenglykol/Neopentylglykol = 50/50//50/50
(Molverhältnis), Molekulargewicht 2000), 50 Gewichtsteile
Adipinsäureneopentylester (Molekulargewicht 2000) als ali
phatisches Polyesterdiol, 29 Gewichtsteile Isophorondi
isocyanat und 0,1 Gewichtsteile Dibutylzinndilaurat vorge
legt und unter Rühren eine Stunde bei 100°C umgesetzt.
Anschließend werden zu dem erhaltenen Reaktionsgemisch 40
Gewichtsteile Essigsäurebutylester und 10 Gewichtsteile
Neopentylglykol gegeben und bei 100°C 3 Stunden umgesetzt.
Nach der Umsetzung wird das Reaktionsgemisch mit 114
Gewichtsteilen Essigsäurebutylester auf eine
Feststoffkonzentration von 40 Gewichtsprozent verdünnt. Die
so erhaltene Polyurethanlösung (d) besitzt eine Viskosität
von 0,2 Pa×s (25°C) und die Polyurethanverbindung eine
reduzierte Viskosität, η sp/c, von 0,40. In der vorstehend
erwähnten Umsetzung beträgt das Äquivalentverhältnis der
Isocyanatgruppen zu den aktiven Wasserstoff enthaltenden
Gruppen (OH-Gruppen) 1,0/1,12.
In einem Reaktionsgefäß, ausgerüstet mit einem Rührer und
einem Kühlrohr, werden 65 Gewichtsteile Essigsäure
butylester, 100 Gewichtsteile 1,6-Hexylenpolycarbonatdiol
(Molekulargewicht 2000), 15 Gewichtsteile Neopentylglykol
und 5 Gewichtsteile Trimethylolpropan vermischt und gelöst.
Zu dem erhaltenen Reaktionsgemisch werden 40 Gewichtsteile
Isophorondiisocyanat und 0,1 Gewichtsteile Dibutylzinn
dilaurat gegeben und bei 100°C 4 Stunden umgesetzt. Das so
erhaltene Reaktionsgemisch wird mit 175 Gewichtsteilen
Essigsäurebutylester auf eine Feststoffkonzentration von 40
Gewichtsprozent verdünnt. Die so erhaltene Polyurethanlösung
(c) besitzt eine Viskosität von 0,16 Pa×s (25°C) und die
Polyurethanverbindung eine reduzierte Viskosität, η sp/c,
von 0,30 (dl/g). In der vorstehend genannten Umsetzung
beträgt das Äquivalentverhältnis der Isocyanatgruppen zu den
aktiven Wasserstoff enthaltenden Gruppen (OH-Gruppen)
1,0/1,1.
Eine erfindungsgemäße Beschichtungsmasse (i) wird durch Ver
einigen von 100 Gewichtsteilen einer nach der Synthese 1 ge
wonnenen Polyurethanlösung (a) und 0,83 Gewichtsteile eines
Isophorondiisocyanattrimerisates (hergestellt und angeboten
von Daicel Hüls K.K. unter dem Warenzeichen "Isocyanate T-
1890") als organisches Polyisocyanat erhalten. Mit dieser
Beschichtungsmasse (i) wird ein harter Film hergestellt und
bezüglich der physikalischen Eigenschaften geprüft. Ein auf
eine Fluoreszenzlampe aufgetragener Überzug aus der gleichen
Masse wird hinsichtlich seiner Wirkung auf die Splitter
festigkeit des Glases der Lampe bewertet.
Ein harter Überzug wird durch Aufbringen der erhaltenen
Masse (i) mit einem Stabbeschichter auf einem Polypropylen
film in einer so berechneten Menge, daß sich eine trockene
Schicht von etwa 50 µm ergibt, Trocknen und Härten, zunächst
bei 80°C für 5 Minuten und anschließend bei 120°C für 30
Minuten, hergestellt.
Der Überzug wird hinsichtlich der Festigkeitseigenschaften
mit Hilfe eines Tensilon Zugfestigkeitsprüfungsgerätes bei
20°C und 50 mm/min Streckgeschwindigkeit geprüft.
Diese Eigenschaft wird durch Erhitzen des Überzugs in freier
Luft bei 120°C für 240 Minuten und Vermessen der Färbung mit
Hilfe eines Farbdifferenzmeters bestimmt.
Diese Eigenschaft wird durch Bestrahlen des Überzugs mit
ultraviolettem Licht (290 µm Max) unter Verwendung eines Q-
UV Schnellwettertesters und Vermessen der Färbung mit Hilfe
eines Farbdifferenzmeters bewertet.
Diese Eigenschaft wird durch Übereinanderlegen zweier
Überzüge, Erhitzen der übereinanderliegenden Stücke unter
einer Last von 200 g/cm2 bei 40°C und 120°C für 2 Stunden
und Bewertung der übereinanderliegenden Stücke hinsichtlich
ihrer Hafteigenschaften bestimmt.
Diese Eigenschaft wird visuell durch Aufbringen der erfin
dungsgemäßen Beschichtungsmasse auf den Glasröhrenteil einer
30 Watt Fluoreszenzlampe vom kugelförmigen Typ durch Tauch
beschichtung in einer so berechneten Menge, daß sich eine
trockene Schicht von etwa 60 bis 70 µm Dicke ergibt, Härten
der aufgebrachten Schicht der Masse bei 120°C für 3 Stunden,
Aufprallenlassen einer 200 g schweren Stahlkugel aus einer
Höhe von 30 cm auf die beschichtete Fluoreszenzlampe und
Untersuchung des Splitterzustandes von Fragmenten des zer
brochenen Lampenglases bewertet. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 1 dargestellt.
Verschiedene Beschichtungsmassen werden gemäß dem Verfahren
von Beispiel 1 aus den Polyurethanlösungen (b) und (c) her
gestellt und in ähnlicher Weise bewertet. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 1 dargestellt. Zum Vergleich wird eine
Polyurethanlösung (d) in ähnlicher Weise verarbeitet und
geprüft. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 darge
stellt. Aus Tabelle 1 geht klar hervor, daß die erfindungs
gemäßen Beschichtungsmassen sich nicht nur durch eine split
terverhindernde Wirkung auf Glas auszeichnen, sondern auch
durch Lichtechtheit und Hitzeresistenz.
Eine erfindungsgemäße Beschichtungsmasse (v) wird durch Ver
einigen von 100 Gewichtsteilen einer nach Synthese 1 erhal
tenen Polyurethanlösung (a), 0,5 Gewichtsteilen eines rea
ktiven Silikonöls (hergestellt von der Nippon Unicar Co.,
Ltd. und angeboten unter der Produktschlüsselnummer "F-
99.199") und 4,4 Gewichtsteilen eines Isophorondiiso
cyanattrimerisates (hergestellt und angeboten von Daicel
Hüls K.K. unter dem Warenzeichen "Isocyanate T-1890") als
ein organisches Polyisocyanat hergestellt. In ähnlicher
Weise werden die verschiedenen Beschichtungsmassen (vi) bis
(xi) hergestellt. Die aus den Beschichtungsmassen herge
stellten harten Überzüge werden hinsichtlich ihrer physikalischen
Eigenschaften geprüft und die auf Fluoreszenzlampen
aufgebrachten Überzüge hinsichtlich ihrer splitterverhin
dernden Wirkung auf Glas bewertet. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 2 dargestellt.
Aus Tabelle 2 geht klar hervor, daß das Einbringen eines
reaktiven Silikonöls sehr wirksam die Anti- Hafteigenschaften
bei erhöhten Temperaturen verbessert.
Eine erfindungsgemäße Beschichtungsmasse (xiii) wird durch
Vereinigen von 100 Gewichtsteilen einer nach Beispiel 4
erhältlichen Polyurethanlösung (e), 0,2 Gewichtsteilen eines
reaktiven Silikonöls (hergestellt von der Nippon Unicar Co.,
Ltd. und angeboten unter der Produktschlüsselnummer "F-99-
199"), 10,6 Gewichtsteilen einer blockierten Isophorondi
isocyanatverbindung (angeboten unter der Produktschlüssel
nummer "LPDI-1358" als organische Polyisocyanatverbindung,
0,7 Gewichtsteilen eines Entschäumers und 0,05 Gewichts
teilen Dibutylzinndilaurat erhalten. Ein aus der Beschich
tungsmasse (xiii) hergestellter harter Film, wird hinsicht
lich seiner physikalischen Eigenschaften geprüft und ein auf
eine Fluoreszenzlampe aufgebrachter Überzug hinsichtlich
seiner splitterverhindernden Wirkung auf Glas in gleicher
Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 3 nachstehend dargestellt.
Für die erfindungsgemäßen das Splittern verhindernden
Beschichtungsmassen zur Verwendung insbesondere auf Glas
wird eine aus einem Polycarbonatdiol und/oder einem alipha
tischen Diol und einer organischen Isocyanatverbindung
erhältliche Polyurethanverbindung und zusätzlich ein darin
enthaltenes reaktives Silikonöl verwendet. Die nachstehenden
Vorteile ergeben sich:
- 1. Die Beschichtungen besitzen, um die splitterverhindernde Wirkung bei Glas zu gewährleisten, eine große Dehnbarkeit, sind gleichzeitig hinsichtlich ultravioletten Lichtes und der in der Fluoreszenzlampe erzeugten Wärme resistent und vermeiden weiterhin die Beeinträchtigung anderer physikalischer Eigenschaften oder Vergilben.
- 2. Sie zeichnen sich durch Transparenz und Antihaft-Eigen schaften, welche das Ablagern von Staub unterbinden, aus.
- 3. Sie erlauben , verglichen mit den Beschichtungen, die mit einem herkömmlichen thermisch aufschrumpfbaren Film her gestellt werden, eine hervorragende aber auch kostengünstige Beschichtung. Sie können über ihre Verwendung als splitterverhindernde Masse für das Glas von Fluores zenzlampen hinaus weitreichend als Beschichtungsmassen für Substrate aus Kunststoff und metallischen Werkstoffen eingesetzt werden.
Claims (3)
1. Das Splittern verhindernde Beschichtungsmasse zur Verwen
dung insbesondere auf Glas, umfassend 100 Gewichtsteile
einer Polyurethanverbindung (A), erhältlich durch die
Umsetzung eines Polycarbonatdiols (a) und/oder eines alipha
tischen Polyesterdiols (b), eines organischen Diisocyanats
(c) und eines Kettenverlängerers (d), der einen aktiven
Wasserstoff enthaltenden Rest aufweist, in Mengen, die ein
Äquivalentverhältnis von Isocyanatgruppen zu aktiven Wasser
stoff enthaltenden Resten von höchstens 1,0 ergeben und 0,5
bis 40 Gewichtsteile einer organischen Polyisocyanat
verbindung (B).
2. Masse nach Anspruch 1, zusätzlich umfassend 0,1 bis 10
Gewichtsteile mindestens eines Silikonöls (C) der allgemei
nen Formel I bis VI:
in der X und X′ unabhängig voneinander eine OH-Gruppe, einen
R-NH2-, einen -RCOOH- oder einen -ROH-Rest bedeuten, wobei R
einen Alkylenrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt
und n größer gleich 2 ist.
3. Verwendung der Masse nach einem der Ansprüche 1 oder 2
zur Beschichtung von Gegenständen aus Glas, Metall oder
Kunststoff.
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