BeschichtungsZusammensetzung zum Abdichten von Oberflächen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten von Ober flächen sowie dafür verwendbare feuchtigkeitshärtende Be schichtungszusammensetzungen auf der Basis von silanvernet zenden Prepolymeren. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Abdichtung von äußeren Gebäudeoberflächen, Dä chern und ähnlichem.
Es ist von enormer Wichtigkeit, anorganische und organische Baustoffe wie Beton oder Holz innen und außen an Gebäuden oder auf dem Dach gegen das Eindringen von Wasser abzudich ten, um eine Zerstörung der Bausubstanz oder auch das Ein dringen von Wasser ins Innere des Gebäudes zu verhindern.
Viele in der Vergangenheit häufig verwendete Abdichtungs- stoffe wie Bitumen-Bahnen sind auf komplexen Dächern mit vielen Details fast vollkommen verschwunden, da bei ihrem Einsatz ein Abdichten von Ecken und Kanten ausgesprochen schwierig ist. Dieses Problem wurde später durch den Einsatz von geschmolzenem Bitumen gelöst, wodurch aber andere Gefah¬ ren für den Handwerker entstanden, wie das Einatmen giftiger Dämpfe sowie der Umgang der sehr heißen Flüssigkeiten. Ande re früher im Einsatz befindliche Lösungen wie lösungsmittel haltige Bitumen- Systeme wurden aufgrund von VOC-Limitie- rungen und toxikologischen Gesichtspunkten durch andere Technologien ersetzt.
Heutzutage finden in der Dachabdichtung vornehmlich wasser basierte Beschichtungsmassen wie acrylat- oder polymer modifizierte Bitumen-Emulsionen Verwendung, aber auch ein- und zweikomponentige Polyurethan-Systeme spielen immer noch eine signifikante Rolle.
Ein großer Nachteil wässriger Emulsionen ist die physikali sche Trocknung der Materialien, welche insbesondere unter einer Temperatur von 15 °C sehr lange dauert. Andererseits wird die Trocknung an der Oberfläche oberhalb von 25 °C ver gleichsweise schnell, so dass es zu Wassereinschlüssen und nachfolgend zur Blasenbildung kommen kann. So entstehen Schwachstellen in der Beschichtung, die zu Leckagen führen können .
Einkomponentige polyurethanbasierte Abdichtungssysteme ent halten gewöhnlich große Mengen Lösungsmittel, um die Visko sität für Streich- oder Roll-Applikationen im Dachbereich auf ein akzeptables Niveau zu senken. Zweikomponentige Po lyurethansysteme sind im Vergleich dazu sehr teuer und er fordern eine komplizierte Applikationstechnologie . Alle Po lyurethan-Abdichtungssysteme enthalten hochtoxische Iso- cyanatVerbindungen, deren Einsatz in nahezu allen Heimwer ker-, aber auch in vielen Handwerker-Anwendungen kritisch zu sehen ist.
RTV-1 Silicon-Beschichtungsformulierungen wie Acetat- oder Oxim-Systeme geben bei der Härtung schlecht riechende oder sogar gesundheitsschädliche Spaltprodukte, z.B. Essigsäure oder Oxim, ab. Weitere Nachteile dieser Materialien sind die schlechte Haftung auf einer Vielzahl von Baustoffen, die schlechte Überstreichbarkeit und die ungenügende Bewitte rungsstabilität .
Eine ausgesprochen vorteilhafte Technologie basiert auf ein- komponentigen feuchtigkeitshärtenden Beschichtungsmassen auf Basis von silanterminierten Polymeren. Neben sehr guten me chanischen Eigenschaften zeichnen sich entsprechende Produk te durch eine gute Verarbeitbarkeit, eine schnelle und voll-
ständige Aushärtung und ihre toxikologische Unbedenklichkeit aus. Auf dieser Technologie basierende Materialien und ihre Verwendung als Abdichtungsmaterialien für Dachbeschichtungen sind z.B. aus EP-A 1 987 108, EP-A 2 352 776 und EP-A 2 561 024 bekannt.
Besonders vorteilhaft sind dabei Mischungen, die neben den silanterminierten Polymeren auch noch größere Mengen eines Reaktivverdünners enthalten. Der Vorteil entsprechender Mi- schungen liegt zum einen in ihrer niedrigen Viskosität und entsprechend guten Verarbeitbarkeit und zum anderen in der Tatsache, dass der Reaktivverdünner bei der Aushärtung mit in das entstehende Netzwerk eingebaut wird und somit weder ein VOC darstellen noch als nicht vernetzte und somit weich- machende Komponente in der ausgehärteten Masse verbleiben.
Allerdings weisen sämtliche silanvernetzenden Polymere, die bislang in Dachbeschichtungen Verwendung finden, den Nach teil auf, über ein Rückgrat zu verfügen, das ganz oder zu- mindest zu großen Teilen aus Polyethern, insbesondere aus
Polypropylenglycolen, besteht. Polyether sind jedoch oxida¬ tionslabil und neigen bei UV-Bestrahlung zur Peroxidbildung, wobei die gebildeten Peroxide in nachfolgenden Abbaureaktio nen das Polymernetzwerk schädigen oder sogar vollständig zerstören können. Dementsprechend sind die entsprechenden
Beschichtungen vergleichsweise UV- labil. Dies ist insbeson dere bei Dachbeschichtungen, die selbst in gemäßigten Brei ten einer hohen UV-Belastung ausgesetzt sind, selbstver ständlich ein großes Problem.
Ein gängiger Ansatz zur Lösung des Problems einer mangelnden UV-Beständigkeit stellt der Einsatz von Radikalfängern, ins besondere die Verwendung sogenannter HALS-Produkte (hindered
amine light stabilizers) dar, wobei in vielen Fällen beson ders gute Ergebnisse erzielt werden, wenn die HALS-Radikal- fänger in Kombination mit UV-Absorbern und/oder Antioxidan tien eingesetzt werden.
In vielen Fällen werden dabei mit HALS-Stabilisatoren beson ders gute Ergebnisse erzielt. Dies liegt vor allem daran, dass diese anders als herkömmliche Radikalfänger oder auch Antioxidantien ihre Aufgabe erfüllen können, ohne dabei ver braucht zu werden. So reagieren sie mit Radikalen und/oder Peroxiden nicht irreversibel ab, sondern werden über Fol gereaktionen stets regeneriert - eine Reaktionsfolge, die dem Fachmann als Denisov Zyklus bekannt ist.
Dieser Abbaumechanismus für Radikale, bei dem es zu keinem Verbrauch der HALS-Stabilisatoren kommt, führt in vielen Systemen dazu, dass sich mit HALS-Stabilisatoren eine gute und vor allem lang anhaltende Schutzwirkung erreichen lässt.
Doch anders als bei vielen anderen Systemen zeigen die gän gigen HALS-Stabilisatoren in den oben beschriebenen Dachbe schichtungen auf Basis silanterminierter Polymere nur eine vergleichsweise geringe SchutzWirkung . Bereits nach kurzer Bewitterung zeigen die entsprechenden Beschichtungen deut lich Schäden, die bei fortschreitender UV-Belastung fast im mer zu einer vollständigen Zerstörung der Beschichtung füh ren können. Es scheint offensichtlich, dass herkömmliche HALS-Stabilisatoren nicht in der Lage sind, Dachbeschichtun gen auf Basis silanterminierter Polymere eine langanhaltende Witterungsbeständigkeit zu verleihen.
Dies gelang bislang auch nicht mit anderen - in der Regel noch weniger wirksamen - Stabilisatortypen, wie z.B. Anti-
oxidantien oder auch Radikalfängern, die bei der Erfüllung ihrer Aufgabe verbraucht werden.
Somit bestand die die Aufgabe, eine Zusammensetzung auf Ba sis von silanterminierten Polymeren zur Abdichtung von Ober flächen, insbesondere von Dächern, zu finden, die in dieser Anwendung eine deutlich verbesserte und insbesondere langan haltende Witterungsbeständigkeit zeigt.
Gegenstand der Erfindung sind feuchtigkeitshärtende Be schichtungszusammensetzungen (BS) enthaltend
(A) mindestens eine Verbindung der Formel
Y- [ (CR1 2)b-SiRa(OR2)3-a]x (I) wobei
Y einen x-wertigen, über Stickstoff, Sauerstoff, Schwefel oder Kohlenstoff gebundenen Polymerrest bedeutet,
R gleich oder verschieden sein kann und einen einwertigen, gegebenenfalls substituierten, SiC-gebundenen Kohlenwas serstoffrest darstellt,
R1 gleich oder verschieden sein kann und Wasserstoffatom o- der einen einwertigen, gegebenenfalls substituierten Koh lenwasserstoffrest darstellt, der über Stickstoff, Phos phor, Sauerstoff, Schwefel oder Carbonylgruppe an das Kohlenstoffatom angebunden sein kann,
R2 gleich oder verschieden sein kann und Wasserstoffatom o- der einen einwertigen, gegebenenfalls substituierten Koh lenwasserstoffrest darstellt,
x eine ganze Zahl von 1 bis 10, bevorzugt 1, 2 oder 3, be sonders bevorzugt 1 oder 2, ist,
a gleich oder verschieden sein kann und 0, 1 oder 2, bevor zugt 0 oder 1, ist und
b gleich oder verschieden sein kann und eine ganze Zahl von 1 bis 10, bevorzugt 1, 3 oder 4, besonders bevorzugt 1 oder 3, insbesondere 1, ist,
(B) eine oder mehrere HALS-Stabilisatoren, die ausgewählt werden aus
(Bl) Mischungen verschiedener organischer Verbindungen, die pro Molekül mindestens eine funktionelle Gruppe der For mel
auf eisen, mit der Maßgabe, dass die in dieser Mischung enthaltenen organischen Verbindungen pro Molekül im Mit
¬ tel mehr als zwei funktionelle Gruppen der Formel (II) enthalten,
(B2) organischen Verbindungen mit mindestens drei funktio neilen Gruppen der Formel (II) und
(B3 ) organischen Verbindungen mit mindestens drei funktioneilen Gruppen, ausgewählt aus funktionellen Gruppen der Formel (II) und gegebenenfalls substituierten Hydroxy- phenylgruppen , wobei
X einen N-gebundenen, einwertigen Rest R3 , einen Rest -OR3, einen Rest -C(=0)R3 oder eine chemische Bindung zu weiteren Strukturelementen des Stabilisatormoleküls darstellt,
Z Wasserstoffatom, einen Rest -OR13 oder eine NR13 2-Gruppe darstellt ,
R3 gleich oder verschieden sein kann und ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen gegebenenfalls substituierten Koh lenwasserstoffrest , der von Sauerstoffatomen, Estergrup pen oder Amingruppen unterbrochenen sein kann, darstellt, R13 gleich oder verschieden sein kann und eine der für R3 an gegebene Bedeutung hat oder eine chemische Bindung zu weiteren Strukturelementen des Stabilisatormoleküls dar stellt, und
R4 gleich oder verschieden sein kann und ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest darstellt, mit der Maßgabe, dass mindestens einer der Reste X oder R13 in Formel (II) eine chemische Bindung zu weiteren Struktu relementen des Stabilisatormoleküls darstellt.
Der Erfindung liegt die überraschende Entdeckung zugrunde, dass die erfindungsgemäßen Massen einen deutlich verbesser ten und vor allem deutlich langlebigeren UV-Schutz gewähr leisten können als herkömmliche Massen mit HALS-Stabilisato- ren, die pro Molekül über maximal zwei funktionelle Gruppen ausgewählt aus der Formel (II) und gegebenenfalls unsubsti tuierten Hydroxyphenylgruppen verfügen.
Beispiele für Reste R sind Alkylreste, wie der Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, 1-n-Butyl-, 2-n-Butyl-, iso- Butyl-, tert . -Butyl- , n-Pentyl-, iso-Pentyl-, neo-Pentyl-, tert . -Pentylrest ; Hexylreste, wie der n-Hexylrest; Heptyl- reste, wie der n-Heptylrest ; Octylreste, wie der n-Octyl- rest, iso-Octylreste und der 2 , 2 , 4 -Trimethylpentylrest ;
Nonylreste, wie der n-Nonylrest; Decylreste, wie der n-
Decylrest; Dodecylreste , wie der n-Dodecylrest ; Octadecyl- reste, wie der n-Octadecylrest ; Cycloalkylreste , wie der Cyclopentyl- , Cyclohexyl- , Cycloheptylrest und Methylcyclo- hexylreste ; Alkenylreste , wie der Vinyl-, 1-Propenyl- und der 2-Propenylrest; Arylreste, wie der Phenyl-, Naphthyl-, Anthryl- und Phenanthrylrest ; Alkarylreste, wie o-, m- , p- Tolylreste; Xylylreste und Ethylphenylreste ; und Aralkyl- reste, wie der Benzylrest, der a- und der ß-Phenylethylrest .
Beispiele für substituierte Reste R sind Halogenalkylreste, wie der 3 , 3 , 3 -Trifluor-n-propylrest , der 2, 2, 2,2', 2', 2'~ Hexafluor-isopropylrest und der Heptafluorisopropylrest , und Halogenarylreste, wie der o-, m- und p-Chlorphenylrest .
Bevorzugt handelt es sich bei Rest R um gegebenenfalls mit Halogenatomen substituierte, einwertige Kohlenwasserstoff- reste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt um Alkylreste mit 1 oder 2 Kohlenstoffatomen, insbesondere um den Methylrest.
Beispiele für Reste R1 sind Wasserstoffatom, die für R ange gebenen Reste sowie über Stickstoff, Phosphor, Sauerstoff, Schwefel, Kohlenstoff oder Carbonylgruppe an das Kohlen stoffatom gebundene, gegebenenfalls substituierte Kohlenwas serstoffreste .
Bevorzugt handelt es sich bei Rest R1 um Wasserstoffatom o- der Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, insbesondere um Wasserstoffatom .
Beispiele für Rest R2 sind Wasserstoffatom oder die für Rest R angegebenen Beispiele.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest R2 um Wasserstoffatom o- der gegebenenfalls mit Halogenatomen substituierte Alkylres te mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt um Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, insbesondere um den Methyl- oder Ethylrest.
Als Polymere, welche dem Polymerrest Y zugrunde liegen, sind im Sinne der vorliegenden Erfindung alle Polymere zu verstehen, bei denen mindestens 50%, bevorzugt mindestens 70%, be sonders bevorzugt mindestens 90%, aller Bindungen in der Hauptkette Kohlenstoff-Kohlenstoff- , Kohlenstoff-Stickstoff- oder Kohlenstoff -Sauerstoff-Bindungen sind.
Beispiele für Polymerreste Y sind Polyester-, Polyether-, Polyurethan-, Polyalkylen- und Polyacrylatreste .
Bei Polymerrest Y handelt es sich vorzugsweise um organische Polymerreste, die als Polymerkette Polyoxyalkylene , wie Po- lyoxyethylen, Polyoxypropylen, Polyoxybutylen, Polyoxytetra- methylen, Polyoxyethylen-Polyoxypropylen-Copolymer und Po lyoxypropylen- Polyoxybutylen-Copolymer; Kohlenwasserstoffpo lymere, wie Polyisobutylen und Copolymere von Polyisobutylen mit Isopren; Polychloroprene ; Polyisoprene ; Polyurethane; Polyester; Polyamide; Polyacrylate ; Polymetacrylate ; Vinyl polymer oder Polycarbonate enthalten und die vorzugsweise über -0-C(=0) -NH-, -NH-C(=0)0-, -NH-C ( =0) -NH- , -NR'-C(=0)- NH-, NH-C (=0) -NR' - , -NH-C(=0)-, -C(=0)-NH-, -C(=0)-0-, -0-
C(=0)-, -0-C(=0)-0-, -S-C(=0) -NH-, -NH-C (=0) -S- , -C(=0)-S-, -S-C(-O)-, -S-C(=0)-S-, -C(=0)-, -S-, -0- oder -NR'- an die Gruppe bzw. Gruppen - [ (CR1 2) b-SiRa (OR2) 3-a] gebunden sind, wo bei R' gleich oder verschieden sein kann und eine für R an gegebene Bedeutung hat oder für eine Gruppe -CH (COOR" ) -CH2-
COOR" steht, in der R" gleich oder verschieden sein kann und eine für R angegebene Bedeutung hat.
Bei Rest R' handelt es sich vorzugsweise um eine Gruppe -CH (COOR") -CH2-COOR" oder einen gegebenenfalls substituier ten Kohlenwasserstof frest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt um eine lineare, verzweigte oder cycli sche Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstof fatomen oder um eine gegebenenfalls mit Halogenatomen substituierte Arylgruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen.
Beispiele für Reste R' sind Cyclohexyl-, Cyclopentyl- , n- und iso-Propyl-, n- , iso- und t-Butyl-, die diversen Sterio- isomere des Pentylrests, Hexylrests oder Heptylrests sowie der Phenylrest.
Bei den Resten R" handelt es sich vorzugsweise um Alkylgrup¬ pen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt um Methyl-, Ethyl- oder Propylreste.
Die Komponente (A) kann dabei die auf die beschriebene Weise angebundenen Gruppen - [ (CR3!) b-SiRa (OR2) 3-a] an beliebigen Stellen im Polymer aufweisen, wie etwa kettenständig
und/oder endständig.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest Y um Polyurethanreste o- der Polyoxyalkylenreste , besonders bevorzugt um kettenförmi¬ ge Polyurethanreste oder kettenförmige Polyoxyalkylenreste mit jeweils 0 bis 3 Verzweigungsstellen und endständig ange¬ bundenen Gruppen - [ (CR1 2) b-SiRa (OR2) 3-a] , wobei als Verzwei gungsstellen im Sinne der Erfindung alle Abzweigungen von der Hauptkette mit mehr als einem Kohlenstoffatom zu verste-
hen sind und die Reste und Indizes die oben genannten Bedeu tungen haben.
Insbesondere handelt es sich bei Rest Y in Formel (I) um kettenförmige Polyurethanreste oder kettenförmige Polyoxyal- kylenreste ohne Verzweigungsstellen mit endständig angebun denen Gruppen - [ (CRX 2) b-SiRa (OR2) 3-a] , wobei die Reste und In dizes die oben genannten Bedeutungen haben.
Bei den Polyurethanresten Y handelt es sich bevorzugt um solche, deren Kettenenden über -NH-C (=0) O- , -NH-C ( =0) -NH- , -NR' -C (=0) -NH- oder -NH-C ( =0) -NR' - , insbesondere über -O- C(=0)-NH- oder -NH-C (=0) -NR' - , an die Gruppe bzw. Gruppen - [ (CR1 2) b-SiRa (OR2) 3-a] gebunden sind, wobei sämtliche Reste und Indizes eine der o.g. Bedeutungen haben. Die Polyure thanreste Y sind dabei vorzugsweise aus linearen oder ver zweigten Polyoxyalkylenen, insbesondere aus Polypropylengly- colen, und Di- oder Polyisocyanaten herstellbar. Die Po lyurethanreste Y weisen dabei vorzugsweise mittlere Molmas sen Mn (Zahlenmittel) von 400 bis 30 000 g/mol, bevorzugt von 4 000 bis 20 000 g/mol, auf. Geeignete Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Komponente (A) sowie auch Beispiele für die Komponente (A) selbst sind unter anderem in EP 1 093 482 Bl (Absätze [0014] - [0023] , [0039] - [0055] so wie Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1) oder EP 1 641 854 Bl (Absätze [0014] - [0035] , Beispiele 4 und 6 sowie die Ver gleichsbeispiele 1 und 2) beschrieben, die zum Offenbarungs gehalt der vorliegenden Anmeldung zu zählen sind.
Die zahlenmittlere Molmasse Mn wird dabei im Rahmen der vor liegenden Erfindung mittels Size Exclusion Chromatography (SEC) gegen Polystyrol-Standard, in THF, bei 60°C, Flow Rate 1,2 ml/min und Detektion mit RI (Brechungsindex-Detektor)
auf einem Säulenset Styragel HR3 -HR4-HR5-HR5 von Waters Corp. USA mit einem Injektionsvolumen von 100 mΐ bestimmt.
Bei den Polyoxyalkylenresten Y handelt es sich bevorzugt um lineare oder verzweigte Polyoxyalkylenreste , besonders be vorzugt um Polyoxypropylenreste , deren Kettenenden vorzugs weise über -O-C (=0) -NH- oder -0- an die Gruppe bzw. Gruppen - [ (CR1 2) b-SiRa (OR2) 3-a] gebunden sind, wobei die Reste und In dizes eine der oben genannten Bedeutungen haben. Vorzugswei se sind dabei mindestens 85%, besonders bevorzugt mindestens 90%, insbesondere mindestens 95%, aller Kettenenden über -0-C (=0) -NH- an die Gruppe - [ (CR1 2) b~SiRa (OR2) 3-a] gebunden. Die Polyoxyalkylenreste Y weisen vorzugsweise mittlere Mol massen Mn von 4 000 bis 30 000 g/mol, bevorzugt von 8 000 bis 20 000 g/mol, auf. Geeignete Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Komponente (A) sowie auch Beispiele für die Komponente (A) selbst sind unter anderem in EP 1 535 940 Bl (Absätze [0005] - [0025] sowie Beispiele 1-3 und Ver gleichsbeispiel 1-4) oder EP 1 896 523 Bl (Absätze [0008]- [0047] ) beschrieben, die zum Offenbarungsgehalt der vorlie genden Anmeldung zu zählen sind.
Bei den Endgruppen der erfindungsgemäß eingesetzten Verbin
¬ dungen (A) handelt es sich vorzugsweise um solche der allgemeinen Formeln
-0-C(=0) -NH- ( CR1 2 ) b-SiRa (OR2 ) 3-a (Ib) oder
-0- (CR b-SiRaiOR^a-a (Ic) ,
wobei die Reste und Indizes eine der oben dafür angegebenen Bedeutungen haben.
Sofern es sich bei den Verbindungen (A) um Polyurethane han delt, was bevorzugt ist, weisen diese vorzugsweise eine oder mehrere der Endgruppen
-NH-C ( =0) -NR' - (CH2) 3-Si (OCH3) 3,
-NH-C(=0) -NR' - (CH2) 3-Si (OC2H5)3,
-O-C (=0) -NH- (CH2) 3-Si (OCH3) 3 oder
-0-C (=0) -NH- (CH2) 3-Si (OC2H5) 3 auf,
wobei R' die oben genannte Bedeutung hat.
Sofern es sich bei den Verbindungen (A) um Polypropylengly- cole handelt, was besonders bevorzugt ist, weisen diese vor zugsweise eine oder mehrere der Endgruppen
-0- (CH2) 3-Si (CH3) (OCH3)2,
-0- ( CH2) 3 -Si (OCH3)3,
-0-C(=0) -NH- (CH2) 3-Si (OC2H5) 3 ,
-0-C(=0) -NH-CH2-Si (CH3) (OC2HS)2,
-0-C (=0) -NH-CH2-Si (0CH3) 3,
-0-C(=0) -NH-CH2-Si (CH3) (OCH3)2 oder
-0-C(=0) -NH- (CH2) 3-Si (0CH3) 3 auf,
wobei die beiden letztgenannten Endgruppen besonders bevorzugt werden.
Die mittleren Molekulargewichte Mn der Verbindungen (A) be tragen vorzugsweise mindestens 400 g/mol, besonders bevor¬ zugt mindestens 4 000 g/mol, insbesondere mindestens 10 000 g/mol, und vorzugsweise höchstens 30 000 g/mol, besonders bevorzugt höchstens 20 000 g/mol, insbesondere höchstens 19 000 g/mol.
Die Viskosität der Verbindungen (A) beträgt vorzugsweise mindestens 0,2 Pas, bevorzugt mindestens 1 Pas, besonders bevorzugt mindestens 5 Pas, und vorzugsweise höchstens 700 Pas, bevorzugt höchstens 100 Pas, jeweils gemessen bei 20°C.
Die Viskosität von nicht pastösen Flüssigkeiten wird im Rah men der vorliegenden Erfindung nach einer Temperierung auf 23 °C mit einem DV 3 P-Rotationsviskosimeter von Fa. A. Paar (Brookfieldsysteme) unter Verwendung von Spindel 6 bei 5 Hz entsprechend der ISO 2555 bestimmt.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Verbindungen (A) sind han delsübliche Produkte oder können nach in der Chemie gängigen Verfahren hergestellt werden.
Die Herstellung der Polymere (A) kann durch bekannte Verfah¬ ren erfolgen, wie Additionsreaktionen, wie z.B. der Hydro silylierung, Michael-Addition, Diels-Alder-Addition oder Re aktionen zwischen isocyanatfunktionellen Verbindungen mit Verbindungen, die isocyanatreaktive Gruppen aufweisen.
Die erfindungsgemäß eingesetzte Komponente (A) kann nur eine Art von Verbindung der Formel (I) enthalten wie auch Gemi sche unterschiedlicher Arten von Verbindungen der Formel (I) . Dabei kann die Komponente (A) ausschließlich Verbindun¬ gen der Formel (I) enthalten, in denen mehr als 90%, bevor¬ zugt mehr als 95% und besonders bevorzugt mehr als 98%, al¬ ler an den Rest Y gebundenen Silylgruppen identisch sind. Es kann dann aber auch eine Komponente (A) eingesetzt werden, die zumindest zum Teil Verbindungen der Formel (I) enthält, bei denen an einen Rest Y unterschiedliche Silylgruppen ge¬ bunden sind. Schließlich können als Komponente (A) auch Ge mische verschiedener Verbindungen der Formel (I) eingesetzt
werden, in denen insgesamt mindestens 2 unterschiedliche Ar ten von an Reste Y gebundene Silylgruppen vorhanden sind, wobei jedoch sämtliche an jeweils einen Rest Y gebundenen Silylgruppen identisch sind.
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Beschichtungs - Zusammensetzungen (BS) Verbindungen (A) in Konzentrationen von höchstens 60 Gew.~%, besonders bevorzugt höchstens 40 Gew.-%, und vorzugsweise mindestens 8 Gew.-%, besonders be vorzugt mindestens 12 Gew.-%.
Beispiele für Reste R3 sind die oben für R angegebenen Reste sowie Wasserstoffatom, Alkylgruppen mit 1 bis 16 Kohlen stoffato en und Derivate des 1,3,5 Triazins, die vorzugswei se über eine Alkylengruppe angebunden ist.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest R3 um ein Wasserstoffatom oder einen unsubstituierten Kohlenwasserstoffrest , besonders bevorzugt um ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen .
Beispiele für Reste R13 sind die oben für R3 angegebenen Res te sowie eine chemische Bindung zu weiteren Strukturelemen ten des Stabilisatormoleküls.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest R13 um ein Wasserstoffatom oder einen unsubstituierten Kohlenwasserstoffrest , besonders bevorzugt um ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen .
Beispiele für Reste X sind die oben für R3 angegebenen Res te, Reste -OR3 oder -C(=0)R3, wobei R3 eine der o.g. bei-
spielhaften Bedeutungen aufweist, sowie eine chemische Bin dung zu weiteren Strukturelementen des Stabilisatormoleküls.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest X um eine chemische Bin dung zu weiteren Strukturelementen des Stabilisatormoleküls, um ein Wasserstoffatom oder einen unsubstituierten Kohlen wasserstoffrest, besonders bevorzugt um ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 und 8 Kohlenstoffatomen .
Beispiele für Reste Z sind Reste -OR13 oder Reste -NR13 2, wo bei R13 eine der o.g. beispielhaften Bedeutungen aufweist.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest Z um Reste -OR13 oder Res te -NR13 2, wobei R13 unabhängig voneinander jeweils eine che mische Bindung zu weiteren Strukturelementen des Stabilisa tormoleküls, ein Wasserstoffatom oder einen unsubstituierten Kohlenwasserstoffrest darstellt.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei Rest Z um Reste -OR13 oder Reste -NR13 2, insbesondere um -NR13 2, wobei R13 unabhängig voneinander jeweils eine chemische Bindung zu weiteren
Strukturelementen des Stabilisatormoleküls darstellt.
Beispiele für Reste R4 sind die oben für R angegebenen Reste sowie Wasserstoffatom .
Bevorzugt handelt es sich bei Rest R4 um Wasserstoffatom .
Bevorzugt handelt es sich bei den funktionellen Gruppen der Formel (II) um solche, ausgewählt aus den Formeln (Ha) ,
( Ilb) , ( IIc ) , ( Ild) , (Ile) und (Ilf ) ,
wobei Z und R
3 die dafür angegebene Bedeutung haben und X
1 gleich oder verschieden sein kann und ein Wasserstoffatom einen Rest R
3, einen Rest OR
3 oder einen Rest C(=0)R
3 dar stellt .
Bei den erfindungsgemäß eingesetzten HALS-Stabilisatoren (B) handelt es sich vorzugsweise um Stabilisatoren (Bl) , (B2) oder (B3), bei denen sämtliche funktionellen Gruppen der Formel (II) einer der Formeln (Ha) , (Ilb) , (IIc) , (Ild) , (Ile) oder (Ilf) entsprechen.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem erfindungs- gemäß eingesetzten Stabilisator (B) um Stabilisator (B3) , der mindestens zwei funktionelle Gruppen ausgewählt aus den Formeln (Ha) bis (Ilf) und mindestens eine funktionelle Gruppe mit einer 2 , 6 -Di- t-Butylphenolstruktur auf. Ein Bei spiel für einen entsprechenden Stabilisator (B3) ist Tinu- vin 144 der BASF SE (D-Ludwigshafen) .
Bevorzugt handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Stabili sator (B) um Mischungen (Bl) oder organische Verbindungen (B2 ) .
Bevorzugt handelt es sich bei den organischen Verbindungen (B2 ) um solche, die mindestens 4, insbesondere mindestens 6, funktionelle Gruppen der Formel (II) , bevorzugt ausgewählt aus den Formeln (Ha) bis (Ilf), enthalten.
Bevorzugt handelt es sich bei den Mischungen verschiedener organischer Verbindungen (Bl) um solche, die pro Molekül im Mittel mindestens 3, insbesondere mindestens 4, funktionelle Gruppen der Formel (II), bevorzugt ausgewählt aus den For meln (Ha) bis (Ilf) , aufweisen.
Die Stabilisator-Mischungen (Bl) weisen vorzugsweise mittle re Molmassen (Mn) von mindestens 1000 g/mol, besonders be vorzugt von mindestens 2000 g/mol, insbesondere von mindes tens 2500 g/mol, auf.
Die Stabilisatoren (B2) weisen vorzugsweise Molmassen bzw. mittlere Molmassen (Mn) von mindestens 1000 g/mol, besonders bevorzugt von mindestens 2000 g/mol, insbesondere von min destens 2500 g/mol, auf.
Bevorzugt enthalten die erfindungsgemäß eingesetzten Stabi lisatoren (Bl) ausschließlich oder zum Teil funktionelle Gruppen der Formeln (IIc) oder (Ile) . Besonders bevorzugt enthalten die erfindungsgemäß eingesetzten Stabilisatoren (Bl) ausschließlich funktionelle Gruppen der Formeln (IIc) oder ( Ile) .
Bevorzugt enthalten die erfindungsgemäß eingesetzten Stabi lisatoren (B2 ) ausschließlich oder zum Teil funktionelle Gruppen der Formeln (IIc) oder (Ile) . Besonders bevorzugt enthalten die erfindungsgemäß eingesetzten Stabilisatoren (B2 ) ausschließlich funktionelle Gruppen der Formeln (IIc) oder (Ile) .
Die erfindungsgemäß eingesetzten Stabilisatoren (Bl) , (B2) und (B3) weisen neben den funktionellen Gruppen der Formel (II), bevorzugt ausgewählt aus den Formeln (Ha) bis (Ilf) , sowie gegebenenfalls den gegebenenfalls substituierten Hyd- roxyphenylgruppen weitere Strukturelemente auf. Dabei kann es sich um beliebige organische Strukturen handeln, die vor zugsweise aus Bausteinen, ausgewählt aus Kohlenstoff-, Was serstoff-, Sauerstoff- und Stickstoffatomen, bestehen. Be sonders bevorzugte Strukturelemente stellen dabei Alkylket ten, Arylgruppen, Estergruppen, substituierte und unsubsti tuierte Aminfunktionen, Ethergruppen, stickstoffhaltige Aro- maten wie 1, 3, 5-Triazine dar, insbesondere Alkylketten, Es tergruppen, substituierte und unsubstituierte Aminfunktio nen, 1 , 3 , 5 - Triazine . Diese Strukturelemente und die funktio neilen Gruppen, also Gruppen der Formel (II) sowie gegebe nenfalls substituierte Hydroxyphenylgruppen, können dabei in jeder beliebigen Anordnung durch chemische Bindungen mitei nander verbunden sein.
Beispiele für erfindungsgemäß besonders bevorzugte Stabi lisatoren (B2) und (Bl) sind kommerziell erhältliche Produk te wie Tinuvin® 622, Chimassorb° 944, Chimassorb° 119 FDL o- der Chimassorb® 2020 der BASF SE (D-Ludwigshafen) .
In einer insbesondere bevorzugten Ausführung enthalten die erfindungsgemäß eingesetzten Stabilisatoren (B2) oder (Bl)
neben den funktionellen Gruppen der Formel (II) , bevorzugt ausgewählt aus der Formeln (Ha) bis (Ilf ) , besonders bevor zugt Formeln (IIc) oder (Ile) , auch noch mindestens eine Struktureinheit, die UV-absorbierende Eigenschaften auf- weist, insbesondere eine Struktureinheit mit einer Benzo- phenon- , einer Oxalanilid-, einer Benzotrial- oder einer Triazin-Struktur, wobei die Triazin-Struktur als Struktur einheit mit UV-absorbierenden Eigenschaften besonders bevor zugt wird.
Beispiele für diese insbesondere bevorzugten Stabilisatoren (Bl) und (B2) sind die Produkte Chimassorb° 944, Chimassorb 119 FDL oder Chimassorb 2020 der BASF SE (D-Ludwigshafen) .
Die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) enthalten vorzugsweise mindestens 0,1 Gewichtsteile, bevorzugt mindestens 0,5 Gewichtsteile, besonders bevorzugt min destens 1,0 Gewichtsteile, insbesondere mindestens 2,0 Ge wichtsteile, Komponente (B) , jeweils bezogen auf 100 Ge wichtsteile der Komponente (A) . Jeweils bezogen auf 100 Ge wichtsteile der Komponente (A) , enthalten die erfindungsge mäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) vorzugsweise höchstens 30 Gewichtsteile, bevorzugt höchstens 25 Gewicht steile, besonders bevorzugt höchstens 20 Gewichtsteile, ins besondere höchstens 15 Gewichtsteile, Komponente (B) .
Der Gesamtanteil der Komponenten (A) und (B) in der erfin dungsgemäßen Masse (BS) beträgt mindestens 8 Gew. -%, bevor zugt mindestens 13 Gew.-%.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung enthalten die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) neben
den Komponenten (A) und (B) noch mindestens eine weitere Komponente .
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Massen (BS) zu sätzlich zu den Komponenten (A) und (B) mindestens eine wei tere Komponente ausgewählt aus Reaktivverdünnern (C) , Si liconharzen (D) und nicht reaktiven Weichmachern (E) , beson ders bevorzugt mindestens eine weitere ausgewählt aus Kompo nente (C) oder (D) . Insbesondere enthalten die erfindungsge mäßen Massen (BS) zusätzlich zu den Komponenten (A) und (B) Reaktivverdünner (C) .
Bei der erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Kompo nente (C) handelt es sich um Reaktivverdünner der Formel
R7-SiR5 c (OR6) 3-c (III), worin
R5 gleich oder verschieden sein kann und einen einwertigen, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest dar stellt ,
R6 gleich oder verschieden sein kann und Wasserstoffatom o- der einen einwertigen, gegebenenfalls substituierten Koh lenwasserstoffrest darstellt,
R7 eine Arylgruppe oder eine lineare, verzweigte oder cycli sche Alkylgruppe oder Alkenylgruppe mit 6 bis 40 Kohlen stoffatomen bedeutet, in der einzelne Wasserstoffatome gegebenenfalls durch organische Reste substituiert sind, wobei, falls R7 für eine lineare, verzweigte oder cycli schen Alkylgruppe oder Alkenylgruppe steht, die Kohlen stoffkette gegebenenfalls durch Sauerstoffatome unterbro chen sein kann, und
c 0, 1 oder 2, bevorzugt 0 oder 1, besonders bevorzugt 0 ist .
Rest R5 weist dabei die gleichen bevorzugten und besonders bevorzugten Bedeutungen auf, wie sie für den Rest R be schrieben sind.
Rest R6 weist die gleichen bevorzugten und besonders bevor zugten Bedeutungen auf wie sie für den Rest R2 beschrieben sind .
Rest R7 steht vorzugsweise für eine gegebenenfalls substitu ierte lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 8 bis 40 Koh lenstoffatomen, in der die Kohlenstoffkette gegebenenfalls durch Sauerstoffatome unterbrochen sein kann. Besonders be vorzugt handelt es sich bei Rest R7 um einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen .
Insbesondere bevorzugte Beispiele für Reste R7 stellen der Isooctyl-, n-Octyl-, n-Decyl-, n-Dodecyl-, n-Tetradecyl- und n-Hexadecylreste dar, ganz besonders bevorzugt n-Hexadecyl- reste .
Beispiele für erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzte Re aktivverdünner (C) sind Isooctyltrimethoxysilan, Isooctyl- triethoxysilan, n-Octyltrimethoxysilan, n-Octyltrimethoxy- silan, n-Decyltrimethoxysilan, n-Decyltriethoxysilan, n- Dodecyltrimethoxysiloan, n-Dodecyltriethoxysilan, n-Tetra- decyltrimethoxysilan, n-Tetradecyltriethoxysilan, n-Hexa- decyltrimethoxysilan, n-Hexadecyltriethoxysilan sowie n- Octadecyltriethoxysilan .
Bei den erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Reaktiv verdünnern (C) handelt es sich um handelsübliche Produkte oder können nach in der Siliciumchemie gängigen Methoden hergestellt werden.
Sofern die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) Komponente (C) enthalten, handelt es sich um Mengen von bevorzugt 10 bis 300 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt 25 bis 200 Gewichtsteilen, insbesondere 50 bis 150 Gewichtstei len, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile der Komponente (A) .
Bei der erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Kompo nente (D) handelt es sich um ein oder mehrere Siliconharze enthaltend Einheiten der Formel
R8 d ( R9O ) eR10fSiO ( 4 - d-e-f) / (IV) , wobei
R8 gleich oder verschieden sein kann und Wasserstoffatom, einen einwertigen, SiC-gebundenen, gegebenenfalls substi tuierten, aliphatischen Kohlenwasserstoffrest oder einen zweiwertigen, gegebenenfalls substituierten, aliphati schen Kohlenwasserstoffrest , der zwei Einheiten der For mel (IV) verbrückt, bedeutet,
R9 gleich oder verschieden sein kann und Wasserstoffatom o- der einen einwertigen, gegebenenfalls substituierten Koh lenwasserstoffrest bedeutet,
R10 gleich oder verschieden sein kann und einen einwertigen, SiC-gebundenen, gegebenenfalls substituierten, aromati schen Kohlenwasserstoffrest bedeutet,
d 0, 1, 2 oder 3 ist,
e 0, 1, 2 oder 3, bevorzugt 0, 1 oder 2, besonders bevor zugt 0 oder 1, ist und
f 0, 1 oder 2, bevorzugt 0 oder 1, ist,
mit der Maßgabe, dass die Summe aus d+e+f kleiner oder gleich 3 ist und in mindestens 40 % der Einheiten der Formel (IV) die Summe d+f gleich 0 oder 1 ist.
Komponente (D) besteht vorzugsweise zu mindestens 90 Gew.-% aus Einheiten der Formel (IV) . Besonders bevorzugt besteht Komponente (D) ausschließlich aus Einheiten der Formel (IV).
Beispiele für Reste R8 sind die oben für R angegebenen aliphatischen Reste. Es kann sich bei Rest R8 aber auch um zweiwertige aliphatische Reste handeln, die zwei Silylgrup- pen der Formel (IV) miteinander verbinden, wie z.B. Alkylen reste mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie etwa Methylen-, Ethylen-, Propylen- oder Butylenreste . Ein besonders gängi ges Beispiel für einen zweiwertigen aliphatischen Rest stellt der Ethylenrest dar.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest R8 jedoch um gegebenen falls mit Halogenatomen substituierte, einwertige SiC-gebun- dene aliphatische Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 18 Koh lenstoffatomen, besonders bevorzugt um aliphatische Kohlen wasserstoffreste mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, wie etwa Me thyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, n-Octyl- oder i-Octylreste , insbesondere um den i-Octyl- oder Methylrest, wobei der Me thylrest ganz besonders bevorzugt wird.
Beispiele für Rest R9 sind Wasserstoffatom oder die für Rest R angegebenen Beispiele.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest R9 um Wasserstoffatom o- der gegebenenfalls mit Halogenatomen substituierte Alkylres te mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt um Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, insbesondere um den Methyl- oder Ethylrest.
Beispiele für Reste R10 sind die oben für R angegebenen aro matischen Reste.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest R10 um gegebenenfalls mit Halogenatomen substituierte, SiC-gebundene aromatische Koh lenwasserstoffreste mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, wie z.B. Ethylphenyl- , Toluyl-, Xylyl-, Chlorphenyl-, Naphthyl- oder Styrylreste, besonders bevorzugt um den Phenylrest.
Bevorzugt werden als Komponente (D) Siliconharze eingesetzt, in denen mindestens 90% aller Reste R8 für n-Octyl-, i-Oc- tyl- oder Methylrest stehen, wobei besonders bevorzugt min destens 90% aller Reste R8 für Methylrest stehen.
Bevorzugt werden als Komponente (D) Siliconharze eingesetzt, in denen mindestens 90% aller Reste R9 für Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Isopropylrest stehen.
Bevorzugt werden als Komponente (D) Siliconharze eingesetzt, in denen mindestens 90% aller Reste R10 für Phenylrest ste hen .
Bei den erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Silicon harzen (D) handelt es sich bevorzugt um solche, die mindes tens 20%, besonders bevorzugt mindestens 40%, Einheiten der Formel (IV) aufweisen, in denen d gleich 0 ist, jeweils be zogen auf die Gesamtzahl an Einheiten der Formel (IV) .
Bei den erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Silicon harzen (D) handelt es sich bevorzugt um solche, die, jeweils bezogen auf die Gesamtzahl an Einheiten der Formel (IV), mindestens 50%, besonders bevorzugt mindestens 70%, Einhei ten der Formel (IV) aufweisen, in denen e für den Wert 0 o- der 1 steht.
Bei den erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Silicon harzen (D) handelt es sich bevorzugt um solche, die, jeweils bezogen auf die Gesamtzahl an Einheiten der Formel (IV), mindestens 20%, besonders bevorzugt mindestens 40%, insbe sondere mindestens 50%, Einheiten der Formel (IV) aufweisen, in denen f für den Wert 1 steht.
Bei den erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Silicon harzen (D) handelt es sich besonders bevorzugt um solche, die ausschließlich Einheiten der Formel (IV) aufweisen, in denen f gleich 1 ist.
Bei den erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Silicon harzen (D) handelt es sich besonders bevorzugt um solche, die, jeweils bezogen auf die Gesamtzahl an Einheiten der Formel (IV) , mindestens 20%, besonders bevorzugt mindestens 40%, insbesondere mindestens 50%, Einheiten der Formel (IV) aufweisen, in denen f für den Wert 1 und d für den Wert 0 stehen .
Bei den erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Silicon harzen (D) handelt es sich bevorzugt um solche, die, jeweils bezogen auf die Gesamtzahl an Einheiten der Formel (IV), mindestens 50%, bevorzugt mindestens 60%, besonders bevor zugt mindestens 70%, Einheiten der Formel (IV) aufweisen, in denen die Summe d+f gleich 0 oder 1 ist.
Beispiele für die erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetz ten Siliconharze (D) sind Organopolysiloxanharze , die im We sentlichen, vorzugsweise ausschließlich, aus Einheiten be stehen, ausgewählt aus (Q) -Einheiten der Formeln Si04/2,
Si (OR9) 03/2 , Si (OR9) 202/2 und Si (OR9) 30i/2 , (T) -Einheiten der
Formeln PhSi03/2, PhSi (OR9) 02/2 , PhSi (OR9) 20i/2 , MeSi03/2, Me-
Si (OR9) 02/2 , MeSi (OR9) 201/2, i-0ctSi03/2, i-OctSi (OR9) 02/2 , i- OctSi (OR9) 20i/2 , n-0ctSi03/2 , n-OctSi (OR9) 02/2 und n- OctSi (OR9) 20i/2 , (D) -Einheiten der Formeln Me2Si02/2 und
MeSi (OR9) O1/2 sowie (M) -Einheiten der Formel Me3SiOi/2, wobei Me für Methylrest, Ph für Phenylrest, n-Oct für n-Octylrest und i-Oct für Isooctylrest steht und R9 die oben genannte Bedeutung aufweist, wobei das Harz pro Mol (T) -Einheiten be vorzugt 0-2 Mol (Q) -Einheiten, 0-2 Mol (D) -Einheiten und 0-2 Mol (M) -Einheiten aufweist.
Bevorzugte Beispiele für die erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Siliconharze (D) sind Organopolysiloxanharze , die im Wesentlichen, vorzugsweise ausschließlich, aus Ein heiten bestehen, ausgewählt aus T-Einheiten der Formeln PhSi03/2, PhSi (OR9) 02/2 und PhSi (OR9) 20i/2 sowie T-Einheiten der Formeln MeSi03/2, MeSi (OR9) 02/2 und MeSi (OR9) 20i/2 , wobei Me für Methylrest, Ph für Phenylrest und R9 für Wasserstoffatom, Methyl- oder Ethylrest stehen.
Weitere bevorzugte Beispiele für die erfindungsgemäß gegebe nenfalls eingesetzten Siliconharze (D) sind Organopolysilo xanharze, die im Wesentlichen, vorzugsweise ausschließlich, aus Einheiten bestehen, ausgewählt aus T-Einheiten der For meln PhSi03/2, PhSi (OR9) 02/2 und PhSi (OR9) 20c/2 , T-Einheiten der Formeln MeSi03/2, MeSi (OR9) 02/2 und MeSi (OR9) 20i/2 sowie D- Einheiten der Formeln Me2Si02/2 und Me2Si (OR9) Oi/2 , wobei Me für Methylrest, Ph für Phenylrest und R9 für Wasserstoff atom, Methyl- oder Ethylrest stehen, mit einem molaren Ver hältnis von Phenylsilicon- zu Methylsilicon-Einheiten von 0,5 bis 4,0. Der Gehalt an D-Einheiten in diesen Siliconhar zen liegt vorzugsweise unter 10 Gew.-%.
Besonders bevorzugte Beispiele für die erfindungsgemäß gege benenfalls eingesetzten Siliconharze (D) sind Organopolysi- loxanharze, die zu 80%, vorzugsweise zu 90%, insbesondere ausschließlich, aus T-Einheiten der Formeln PhSi03/2,
PhSi (OR9) 02/2 und PhSi (OR9) 20i/2 bestehen, wobei Ph für Phenyl rest und R9 für Wasserstoffatom, Methyl- oder Ethylrest ste hen, jeweils bezogen auf die Gesamtzahl an Einheiten.
Vorzugsweise besitzen die erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Siliconharze (D) eine mittlere Molmasse (Zah lenmittel) Mn von mindestens 400 g/mol und besonders bevor zugt von mindestens 600 g/mol. Die mittlere Molmasse Mn liegt vorzugsweise bei höchstens 400 000 g/mol, besonders bevorzugt bei höchstens 10 000 g/mol, insbesondere bei höchstens 3 000 g/mol.
Die erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Siliconharze (D) können bei 23 °C und 1000 hPa sowohl fest als auch flüs sig sein, wobei Siliconharze (D) bevorzugt flüssig sind. Vorzugsweise besitzen die Siliconharze (D) bei 23°C eine Viskosität von 10 bis 100 000 mPas , vorzugsweise von 50 bis 50 000 mPas, insbesondere von 100 bis 20 000 mPas .
Die erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Siliconharze (D) besitzen vorzugsweise eine Polydispersität (Mw/Mn) von maximal 5 , bevorzugt von maximal 3.
Die massenmittlere Molmasse Mw wird dabei ebenso wie die zahlenmittlere Molmassen Mn mittels Size Exclusion Chromato- graphy (SEC) gegen Polystyrol -Standard, in THF , bei 60 °C, Flow Rate 1,2 ml/min und Detektion mit RI (Brechungsindex- Detektor) auf einem Säulenset Styragel HR3 -HR4 -HR5 -HR5 von
Waters Corp . USA mit einem Injektionsvolumen von 100 mΐ be stimmt .
Die Siliconharze (D) können sowohl in reiner Form als auch in Form einer Mischung mit einem geeigneten Lösungsmittel (DL) eingesetzt werden.
Als Lösungsmittel (DL) können dabei sämtliche bei Raumtempe ratur gegenüber den Komponenten (A) bis (D) nicht reaktive Verbindungen mit einem Siedepunkt <250 °C bei 1013 mbar ein gesetzt werden.
Beispiele für gegebenenfalls eingesetzte Lösungsmittel (DL) sind Ether, wie z.B. Diethylether , Methyl -t-butylether , Et herderivate des Glycols und THF; Ester, wie z.B. Ethylace- tat, Butylacetat und Glycolester; aliphatische Kohlenwasser stoffe, wie z.B. Pentan, Cyclopentan, Hexan, Cyclohexan, Heptan, Octan oder auch längerkettige verzweigte und unver zweigte Alkane; Ketone, wie z.B. Aceton und Methylethylke- ton; Aromaten, wie z.B. Toluol, Xylol, Ethylbenzol und
Chlorbenzol; oder auch Alkohole, wie z.B. Methanol, Ethanol, Glycol, Propanol, iso-Propanol , Glycerin, Butanol, iso- Butanol und t-Butanol.
Falls Komponente (D) eingesetzt wird, werden in einer beson ders bevorzugten Ausführung der Erfindung Siliconharze ein gesetzt, die mit Ausnahme von Alkoholen R9OH weniger als 0,1 Gew.-%, bevorzugt weniger als 0,05 Gew.-%, besonders bevor zugt weniger als 0,02 Gew.-%, insbesondere weniger als 0,01 Gew.-%, Lösungsmittel (DL) enthalten, wobei R9 die oben ge nannte Bedeutung aufweist.
Falls Komponente (D) eingesetzt wird, werden in einer ganz besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung Siliconharze eingesetzt, die mit Ausnahme von Alkoholen R9OH überhaupt keine Lösungsmittel (DL) enthalten, wobei R9 die oben ge nannte Bedeutung aufweist und Alkohole R9OH in Mengen von bevorzugt maximal 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0 bis 1 Gew.-%, in der Regel herstellungsbedingt, enthalten sind.
Bei den erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Silicon harzen (D) handelt es sich um handelsübliche Produkte oder können nach in der Siliciumchemie gängigen Methoden herge stellt werden. Kommerziell erhältliche Beispiele sind die Harze SILRES® SY 231, SILRES® IC 231, SILRES® IC 368 oder SILRES® IC 678 SILRES® BS 1268, GENIOSIL® LX 678 oder
GENIOSIL® LX 368 der Wacker Chemie AG, D-München.
Sofern die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) Komponente (D) enthalten, handelt es sich um Mengen von bevorzugt 25 bis 500 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt 50 bis 300 Gewichtsteilen, insbesondere 80 bis 200 Gewichtstei len, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile der Komponente (A) .
Bei der erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Kompo nente (E) handelt es sich um ein oder mehrere nicht reakti ven Weichmacher. Als nicht reaktive Weichmacher (E) im Rah men der vorliegenden Erfindung gelten sämtliche organischen Verbindungen, die bei Temperaturen <80°C bei einem Druck von 1013 hPa weder mit Wasser noch mit den Komponenten (A) , (B) ,
(C) oder (D) reagieren, bei 20°C und 1013 hPa flüssig sind und einen Siedepunkten >250°C bei 1013 hPa aufweisen. Bevor zugt sind nicht reaktive Weichmacher (E) ausgewählt aus den Stoffgruppen der
• vollständig veresterten aromatischen oder aliphatischen Carbonsäuren,
• vollständig veresterter Derivate der Phosphorsäure ,
• vollständig veresterten Derivaten Sulfonsäuren,
• verzweigten oder unverzweigten gesättigten Kohlenwas serstoffen,
• Polystyrole,
• Polybutadiene ,
• Polyisobutylene ,
• Polyester und
• Polyether .
Beispiele für Carbonsäureester-Weichmacher (E) sind Phthal säureester, wie z.B. Dioctylphthalat , Diisooctylphthalat und Diundecylphthalat ; perhydrierte Phthalsäureester, wie z.B.
1.2-Cyclohexandicarbonsäurediisononylester und 1,2-Cyclohe- xandicarbonsäuredioctylester ; Adipinsäureester, wie z.B. Di- octyladipat; Benzoesäureester; Ester der Trimellitsäure , Glycolester; Ester gesättigter Alkandiole, wie z.B. 2,2,4- Trimethyl-1, 3 -pentandiolmonoisobutyrate und 2 , 2 , 4 -Trimethyl -
1.3 -pentandioldiisobutyrate .
Beispiele für Polyether-Weichmacher (E) sind z.B. Polyethyl- englycole, Poly-THF und Polypropylenglycole mit Molmassen von vorzugsweise 200 bis 22 000 g/mol.
Bevorzugt werden Weichmacher (E) mit Molmassen bzw. im Falle polymerer Weichmacher mittlerer Molmassen Mn von größer 200 g/mol, besonders bevorzugt von größer 500 g/mol, insbe sondere von größer 900 g/mol, eingesetzt. Vorzugsweise be sitzen sie Molmassen bzw. mittlere Molmassen Mn von maximal 20 000 g/mol, besonders bevorzugt von maximal 10 000 g/mol, insbesondere höchstens 4 000 g/mol.
Falls Komponente (E) eingesetzt wird, handelt es sich bevor zugt um phthalsäurefreie Weichmacher, wie perhydrierte
Phthalsäureester, Ester der Trimellitsäure , Polyester oder Polyether .
Sofern die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) Komponente (E) enthalten, handelt es sich um Mengen von bevorzugt 10 bis 300 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt 40 bis 250 Gewichtsteilen, insbesondere 70 bis 200 Gewichtstei len, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile der Komponente (A) .
Zusätzlich zu den eingesetzten Komponenten (A) und (B) sowie gegebenenfalls (C) bis (E) können die erfindungsgemäßen Be schichtungszusammensetzungen (BS) alle weiteren Stoffe ent halten, die auch bisher in silanvernetzbaren Massen einge setzt wurden und die unterschiedlich sind zu Komponenten (A) bis (E) , wie z.B. Stickstoff aufweisende Organosiliciumver- bindungen (F) , Füllstoffe (G) , Katalysatoren (H) , Haftver mittler (I) , Wasserfänger (J) , Additive (K) und Zuschlag stoffe (L) .
Bevorzugt handelt es sich bei Komponente (F) um Organosili- ciumverbindungen enthaltend Einheiten der Formel
DhSi(OR11)gR12iO(4-g-h-i)/2 (V) , worin
D gleich oder verschieden sein kann und einen einwertigen, Sie- gebundenen Rest mit basischem Stickstoff bedeutet,
R11 gleich oder verschieden sein kann und Wasserstoffatom o- der gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoffreste be deutet ,
R12 gleich oder verschieden sein kann und einen einwertigen, gegebenenfalls substituierten SiC-gebundenen, stickstoff freien organischen Rest bedeutet,
i O, 1, 2 oder 3, bevorzugt 1 oder 0, ist,
g 0, 1, 2 oder 3, bevorzugt 1, 2 oder 3, besonders bevorzugt 2 oder 3, ist und
h 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 1, ist,
mit der Maßgabe, dass die Summe aus g+h+i kleiner oder gleich 4 ist und pro Molekül mindestens ein Rest D anwesend ist .
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung enthalten die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) neben den Komponenten (A) , (B) sowie gegebenenfalls (C) bis (E) auch noch mindestens eine weitere Komponente (F) .
Bei den erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Organo- siliciumverbindungen (F) kann es sich sowohl um Silane han deln, d.h. Verbindungen der Formel (V) mit g+h+i=4, als auch um Siloxane, d.h. Verbindungen enthaltend Einheiten der For mel (V) mit g+h+i 3 , wobei es sich bevorzugt um Silane han delt .
Beispiele für gegebenenfalls substituierte Kohlenwasser stoffreste R11 sind die für Rest R angegebenen Beispiele.
Bei den Resten R11 handelt es sich vorzugsweise um Wasser stoffatom und gegebenenfalls mit Halogenatomen substituierte Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, be sonders bevorzugt um Wasserstoffatom und Kohlenwasserstoff- reste mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, insbesondere um Me thyl- und Ethylrest.
Beispiele für Rest R12 sind die für R angegebenen Beispiele.
Bei Rest R12 handelt es sich vorzugsweise um gegebenenfalls mit Halogenatomen substituierte Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt um Kohlenwas serstoffreste mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, insbesondere um den Methylrest.
Beispiele für Reste D sind Reste der Formeln H2N(CH2)3-, H2N(CH2)2NH(CH2)3-, H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3-, H3CNH(CH2)3-, C2H5NH (CH2 ) 3 - , C3H7NH(CH2)3-, C4H9NH(CH2)3-, C5HI1NH(CH2)3-/ C6H13NH(CH2)3-, C7H15NH(CH2)3-, H2N(CH2)4-, H2N-CH2-CH (CH3 ) -CH2- , H2N(CH2)5-, cyclo-C5H9NH ( CH2) 3- , cyclo-CgHuNH (CH2) 3- , Phenyl- NH(CH2)3-, (CH3)2N(CH2)3-, (C2H5)2N(CH2)3-, (C3H7)2NH(CH2)3-,
( C4H9 ) 2NH ( CH2 ) 3 - , ( C5Hn ) 2NH ( CH2 ) 3 - , (CeH13)2NH(CH2)3-,
(C7H15)2NH(CH2) 3-, H2N ( CH2 ) - , H2N(CH2)2NH(CH2) -,
H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2) -, H3CNH(CH2) - , C2H5NH ( CH2 ) - ,
C3H7NH(CH2) -, C4H9NH(CH2) -, C5H11NH ( CH2 ) - , C6H13NH(CH2) -,
C7HI5NH(CH2) -, cyclo- CsHgNH (CH2) - , cyclo-CgHuNH (CH2) - , Phenyl- NH ( CH2 ) - , (CH3)2N(CH2) -, (C2H5)2N(CH2) -, (C3H7) 2NH (CH2) - ,
(C4H9)2NH(CH2) (C5Hn)2NH(CH2) -, (C6H13)2NH(CH2) -,
(C7H15)2NH(CH2) -, (CH30) 3Si (CH2) 3NH (CH2) 3- ,
( C2H50) 3Si (CH2) 3NH (CH2 ) 3- , (CH30) 2 (CH3) Si (CH2) 3NH (CH2) 3- und
(C2H50) 2 (CH3) Si (CH2) 3NH (CH2) 3- sowie Umsetzungsprodukte der obengenannten primären Aminogruppen mit Verbindungen, die gegenüber primären Aminogruppen reaktive Doppelbindungen o- der Epoxidgruppen enthalten.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest D um den H2N(CH2)3-, H2N(CH2) 2NH (CH2) 3- oder cyclo-CeHnNH (CH2) 3-Rest .
Beispiele für die erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetz ten Silane der Formel (V) sind H2N(CH2) 3-Si (OCH3) 3,
H2N ( CH2 ) 3 - S i ( OC2HS ) 3 , H2N ( CH2 ) 3 - S i ( OCH3 ) 2CH3 ,
H2N ( CH2 ) 3 - S i ( OC2H5 ) 2 CH3 , H2N ( CH2 ) 2NH ( CH2 ) 3 - s i ( OCH3 ) 3 ,
H2N ( CH2 ) 2NH ( CH2 ) 3 - S i ( OC2H5 ) 3 , H2N ( CH2 ) 2NH ( CH2 ) 3 - s i ( OCH3 ) 2 CH3 ,
H2N ( CH2 ) 2NH ( CH2 ) 3 - S i ( OC2H5 ) 2CH3 , H2N ( CH2 ) 2NH ( CH2 ) 3 - s i ( OH ) 3 ,
H2N ( CH2 ) 2NH ( CH2 ) 3 - s i ( OH ) 2CH3 , H2N ( CH2 ) 2NH ( CH2 ) 2NH ( CH2 ) 3 - Si (OCH3 ) 3 ,
H2N ( CH2 ) 2NH ( CH2 ) 2NH ( CH2 ) 3 - si ( OC2H5 ) 3 , cyclo - 06H1CNH ( CH2 ) 3 - Si (OCH3 ) 3 ,
cyclo-C3HlxNH (CH2) 3-Si (OC2H5) 3, cyclo-C6H1:LNH (CH2) 3-Si (OCH3) 2CH3, cyclo- CSHHNH(CH2) 3-Si (OC2H5) 2CH3, cyclo-C6HnNH (CH2) 3-Si (OH) 3, cyclo-CgHuNH (CH2) 3-Si (OH) 2CH3, Phenyl-NH (CH2) 3-Si (OCH3) 3,
Phenyl-NH (CH2 ) 3 -Si (OC2H5 ) 3 , Phenyl -NH (CH2) 3 -Si (OCH3 ) 2CH3 ,
Phenyl-NH (CH2) 3-Si (OC2H5)2CH3, Phenyl-NH (CH2) 3-Si (OH) 3 , Phenyl- NH (CH2) 3-Si (OH) 2CH3 , HN ( (CH2 ) 3 -Si (OCH3 ) 3 ) 2 ,
HN ( (CH2) 3-Si (OC2H5) 3)2 HN ( (CH2) 3-Si (OCH3) 2CH3) 2,
HN ( (CH2) 3-Si (OC2H5) 2CH3) 2 , cyclo -OeHccNH ( CH2 ) - Si (OCH3 ) 3 , cyclo- C6HnNH(CH2) -Si (OC2H5) 3, cyclo-CgHuNH (CH2) -Si (OCH3) 2CH3 cyclo- 06H1CNH(0H2) -Si (OC2H5)2CH3, cyclo-CgHuNH (CH2) -Si (OH) 3, cyclo- C6HnNH(CH2) -Si (OH) 2CH3, Phenyl-NH (CH2) -Si (OCH3) 3,
Phenyl-NH (CH2) -Si (OC2H5) 3, Phenyl-NH (CH2) -Si (OCH3) 2CH3 , Phenyl- NH (CH2) -Si (OC2H5) 2CH3 , Phenyl-NH (CH2) -Si (OH) 3 und
Phenyl-NH (CH2) -Si (OH) 2CH3 sowie deren Teilhydrolysate , wobei H2N(CH2) 2NH (CH2) 3-Si (OCH3)3, H2N (CH2) 2NH (CH2) 3-Si (OC2H5)3,
H2N(CH2) 2NH (CH2) 3-Si (OCH3) 2CH3; cyclo-CgHuNH (CH2) 3-S1 (OCH3) 3, cyclo- C6HuNH (CH2) 3-Si (OC2H5) 3 und cyclo -C6HnNH (CH2) 3- Si(OCH3)2CH3 sowie jeweils deren Teilhydrolysate bevorzugt und H2N ( CH2 ) 2NH ( CH2 ) 3 - S i ( OCH3 ) 3 , H2N ( CH2 ) 2NH ( CH2 ) 3 - S i ( OCH3 ) 2 CH3 , cyclo-C6HnNH (CH2) 3-Si (0CH3) 3, cyclo- CgHuNH ( CH2 ) 3 - Si (OCH3) 2CH3 sowie jeweils deren Teilhydrolysate besonders bevorzugt sind .
Die erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Organosili- ciumverbindungen (F) können in den erfindungsgemäßen Be-
Schichtungszusammensetzungen (BS) auch die Funktion eines Härtungskatalysators oder -cokatalysators übernehmen.
Des Weiteren können die erfindungsgemäß gegebenenfalls ein gesetzten Organosiliciumverbindungen (F) als Haftvermittler und/oder als Wasserfänger wirken.
Die erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Organosili ciumverbindungen (F) sind handelsübliche Produkte bzw. nach in der Chemie gängigen Verfahren herstellbar.
Falls die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) Komponente (F) enthalten, handelt es sich um Mengen von bevorzugt 0,1 bis 25 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt 0,5 bis 15 Gewichtsteilen, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile Komponente (A) . Die erfindungsgemäßen Massen enthalten be vorzugt Komponente (F) .
Bei den in den erfindungsgemäßen Beschichtungszusammenset zungen (BS) gegebenenfalls eingesetzten Füllstoffen (G) kann es sich um beliebige, bisher bekannte Füllstoffe handeln.
Beispiele für Füllstoffe (G) sind nicht verstärkende Füll stoffe, also Füllstoffe mit einer BET-Oberfläche von vor zugsweise bis zu 50 m2/g, wie Quarz, Diatomeenerde, Calcium silikat, Zirkoniumsilikat, Talkum, Kaolin, Zeolithe, Me talloxidpulver, wie Aluminium-, Titan-, Eisen- oder Zinkoxi de bzw. deren Mischoxide, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Mischkristalle aus Kaolin und Quarz wie Sillitin V85, Silfit Z 91 oder Aktifit VM der Fa. Hoffmann Mineral (D-Neuburg) , Gips, Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Bornitrid, Glas- und Kunststoffpulver, wie Polyacrylnitrilpulver; verstärkende Füllstoffe, also Füllstoffe mit einer BET-Oberfläche von
mehr als 50 m2/g, wie pyrogen hergestellte Kieselsäure, ge fällte Kieselsäure, gefällte Kreide, Ruß, wie Furnace- und Acetylenruß und Silicium-Aluminium-Mischoxide großer BET- Oberfläche; Aluminiumtrihydroxid, hohlkugelförmiger Füll stoffe, wie keramische Mikrokugel, wie z.B. solche erhält lich unter der Handelsbezeichnung Zeeospheres™ bei der Fa.
3M Deutschland GmbH in D-Neuss, elastische Kunststoff ugeln, wie etwa solche erhältlich unter der Handelsbezeichnung EXPANCEL® bei der Fa. AKZO NOBEL, Expancel in Sundsvall, Schweden, oder Glaskugeln; faserförmige Füllstoffe, wie As best sowie Kunststofffasern . Die genannten Füllstoffe können hydrophobiert sein, beispielsweise durch die Behandlung mit Organosilanen bzw. -siloxanen oder mit Stearinsäure oder durch Veretherung von Hydroxylgruppen zu Alkoxygruppen .
Bevorzugt handelt es sich bei den gegebenenfalls eingesetz ten Füllstoffen (G) um Calciumcarbonat, Talkum, Aluminium trihydroxid oder Kieselsäure, wobei der Einsatz von Alumini umtrihydroxid besonders bevorzugt wird, da dieser Füllstoff zudem eine brandschutzhemmende Wirkung besitzt. Bevorzugte Calciumcarbonat-Typen sind gemahlen oder gefällt und gegebe nenfalls oberflächenbehandelt mit Fettsäuren wie Stearinsäu re oder deren Salze. Bei der bevorzugten Kieselsäure handelt es sich bevorzugt um pyrogene Kieselsäure.
Gegebenenfalls eingesetzte Füllstoffe (G) haben einen Feuch tigkeitsgehalt von bevorzugt unter 1 Gew.-%, besonders be vorzugt von unter 0,5 Gew.-%.
Falls die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) Füllstoffe (G) enthalten, handelt es sich um Mengen von vorzugsweise 10 bis 1000 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt 50 bis 500 Gewichtsteilen, insbesondere 70 bis 300 Gewichts-
teilen, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile Bestandteil (A) . Die erfindungsgemäßen Massen enthalten bevorzugt Füll stoffe (G) .
In einer besonderen Ausführung der Erfindung enthalten die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) als Füllstoffe (G) eine Kombination aus
a) Kieselsäure, insbesondere pyrogener Kieselsäure, und b) Calciumcarbonat, Aluminiumtrihydroxid und/oder Talkum.
Falls die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) diese besondere Kombination verschiedener Füllstoffe (G) enthalten, enthalten sie vorzugsweise 1 bis 80 Gewicht steile, besonders bevorzugt 5 bis 40 Gewichtsteile, Kiesel säure, insbesondere pyrogene Kieselsäure, und vorzugsweise 10 bis 500 Gewichtsteile, besonders bevorzugt 50 bis 300 Ge wichtsteile, Calciumcarbonat, Aluminiumtrihydroxid, Talkum oder Mischungen aus diesen Materialien, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile Bestandteil (A) .
In einer besonders bevorzugten Ausführung enthalten die er findungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) vorzugs weise neben einer der oben genannte bevorzugten Füllstoff - kombinationen auch noch Titandioxid in Mengen von 0,1 bis 100 Gewichtsteilen, wobei Mengen von 2 bis 50 Gewichtsteilen besonders und von 1 bis 20 Gewichtsteilen insbesondere be vorzugt werden, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile Be standteil (A) .
Bei den in den erfindungsgemäßen Beschichtungszusammenset zungen (BS) gegebenenfalls eingesetzten Katalysatoren (H) kann es sich um beliebige, bisher bekannte Katalysatoren für durch Silankondensation härtende Massen handeln.
Beispiele für metallhaltige Härtungskatalysatoren (H) sind organische Titan- und Zinnverbindungen, beispielsweise Tit ansäureester, wie Tetrabutyltitanat , Tetrapropyltitanat , Tetraisopropyltitanat und Titantetraacetylacetonat ; Zinnver bindungen, wie Dibutylzinndilaurat , Dibutylzinnmaleat , Di- butylzinndiacetat , Dibutylzinndioctanoat , Dibutylzinnacety- lacetonat, Dibutylzinnoxide , und entsprechende Dioctylzinn- verbindungen .
Beispiele für metallfreie Härtungskatalysatoren (H) sind ba sische Verbindungen, wie Triethylamin, Tributylamin, 1,4- Diazabicyclo [2,2,2] octan, 1 , 5 -Diazabicyclo [4.3.0] non-5-en,
1 , 8 -Diazabicyclo [5.4.0] undec-7-en, N, N-Bis- (N, N-dimethyl-2 - aminoethyl) -methylamin, N, N-Dimethylcyclohexylamin, N,N- Dimethylphenylamin und N-Ethylmorpholinin .
Ebenfalls als Katalysator (H) können saure Verbindungen ein gesetzt werden, wie Phosphorsäure und ihre Ester, Toluolsul fonsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure oder auch organische Carbonsäuren, z.B. Essigsäure und Benzoesäure.
Falls die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) Katalysatoren (H) enthalten, handelt es sich um Mengen von vorzugsweise 0,01 bis 20 Gewichtsteilen, besonders be vorzugt 0,05 bis 5 Gewichtsteilen, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile Bestandteil (A) .
In einer Ausführung der Erfindung handelt es sich bei den gegebenenfalls eingesetzten Katalysatoren (H) um metallhal tige Härtungskatalysatoren, bevorzugt um zinnhaltige Kataly satoren. Diese Ausführungsform der Erfindung ist insbesonde re dann bevorzugt, wenn die Komponente (A) ganz oder zumin dest teilweise, d.h. zu mindestens 90% Gew.-%, vorzugsweise
zu mindestens 95 Gew.-%, aus Verbindungen der Formel (I) be steht, in denen b ungleich 1 ist.
Bei den erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) kann vorzugsweise dann auf metallhaltige Katalysatoren (H) , und insbesondere auf Zinn enthaltende Katalysatoren, verzichtet werden, wenn die Komponente (A) ganz oder zumin dest teilweise, d.h. zu mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise zu mindestens 20 Gew.-%, aus Verbindungen der Formel (I) be steht, in denen b gleich 1 ist und R1 die Bedeutung von Was serstoffatom hat. Diese Ausführungsform der Erfindung ohne metall- und insbesondere ohne zinnhaltige Katalysatoren wird besonders bevorzugt.
Bei den in den erfindungsgemäßen Beschichtungszusammenset zungen (BS) gegebenenfalls eingesetzten Haftvermittlern (I) kann es sich um beliebige, bisher für durch Silankondensati on härtende Systemen beschriebene Haftvermittler handeln.
Beispiele für Haftvermittler (I) sind Epoxysilane, wie Gly- cidoxypropyltrimethoxysilane, Glycidoxypropyl-methyldimeth- oxysilan, Glycidoxypropyltriethoxysilan oder Glycidoxypro- pyl-metyhldiethoxysilan, 2- (3-Triethoxysilylproypl) -malein- säureanhydrid, N- ( 3 -Trimethoxysilylpropyl) -harnstoff , N- (3- Triethoxysilylpropyl) -harnstoff, N- (Trimethoxysilylmethyl) - harnstoff, N- (Methyldimethoxysilymethyl ) -harnstoff , N-(3- Triethoxysilylmethyl) -harnstoff, N- ( 3 -Methyldiethoxysilyl- methyl) harnstoff , O-Methylcarbamatomethyl-methyldimethoxy- silan, O-Methylcarbamatomethyl- trimethoxysilan, O-Ethylcar- bamatomethyl-methyldiethoxysilan, O-Ethylcarbamatomethyl- triethoxysilan, 3-Methacryloxypropyl-trimethoxysilan, Me- thacryloxymethyl - trimethoxysilan, Methacryloxymethyl -methyl - dimethoxysilan, Methacryloxymethyl- triethoxysilan, Methacry-
loxymethy1-methyldiethoxysilan, 3 -Acryloxypropy1-trimeth- oxysilan, Acryloxymethyl- trimethoxysilan, Acryloxymethyl- methyldimethoxysilane , Acryloxymethyl-triethoxysilan und Ac ryloxymethyl -methyldiethoxysilan sowie deren Teilkondensate.
Falls die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) Haftvermittler (I) enthalten, handelt es sich um Mengen von vorzugsweise 0,5 bis 30 Gewichtsteilen, besonders bevor zugt 1 bis 10 Gewichtsteilen, jeweils bezogen auf 100 Ge wichtsteile Beschichtungszusammensetzungen (BS) .
Bei den in den erfindungsgemäßen Beschichtungszusammenset zungen (BS) gegebenenfalls eingesetzten Wasserfängern (J) kann es sich um beliebige, für durch Silankondensation här tende Systemen beschriebene Wasserfänger handeln.
Beispiele für Wasserfänger (J) sind Silane wie Vinyltrime- thoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Vinylmethyldimethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, Phenyltriethoxysilan, Phenylmethyldi methoxysilan, O-Methylcarbamatomethyl-methyldimethoxysilan, O-Methylcarbamatomethyl-trimethoxysilan, O-Ethylcarbamatome- thyl -methyldiethoxysilan, O-Ethylcarbamatomethyl-triethoxy silan, und/oder deren Teilkondensate sowie Orthoester, wie 1, 1, 1-Trimethoxyethan, 1 , 1 , 1-Triethoxyethan, Trimethoxyme- than und Triethoxymethan .
Falls die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) Wasserfänger (J) enthalten, handelt es sich um Mengen von vorzugsweise 0,5 bis 30 Gewichtsteilen, besonders bevor zugt 1 bis 10 Gewichtsteilen, jeweils bezogen auf 100 Ge wichtsteile Beschichtungszusammensetzungen (BS) . Die erfin dungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) enthalten bevorzugt Wasserfänger (J) .
Bei den in den erfindungsgemäßen Beschichtungszusammenset zungen (BS) gegebenenfalls eingesetzten Additiven (K) kann es sich um beliebige, bisher bekannte für silanvernetzende Systeme typische Additive handeln.
Bei den erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Additi ven (K) handelt es sich bevorzugt um Antioxidantien, UV- Absorber, Fungizide und Pigmente.
Besonders bevorzugt werden UV-Absorber als Additive (K) ein gesetzt, da diese in Kombination mit der erfindungsgemäßen Komponente (B) zu einer zusätzlichen UV-Stabilisierung der erfindungsgemäßen Massen führen. Beispiele für UV-Absorber
® ® ® , sind Chimassorb 82, Chimassorb 90, Tmuvm 99, Tmuvm
® ® ® ®
101, Tmuvm 109, Tmuvm 1130, Tmuvm 171, Tmuvm 384,
Tmuvm 900, Tmuvm 928, Tmuvm 400, Tmuvm 405, Tmu- vin® 460, Tinuvin® 477, Tinuvin® 471, Tinuvin® 479 oder Tinu vin® 400 der BASF SE (D-Ludwigshafen) .
Falls die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) Additive (K) enthalten, handelt es sich um Mengen von vorzugsweise 0,01 bis 30 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt 0,1 bis 20 Gewichtsteilen, jeweils bezogen auf 100 Gewicht steile Bestandteil (A) . Die erfindungsgemäßen Beschichtungs- zusammensetzungen (BS) enthalten bevorzugt Additive (K) , insbesondere bevorzugt UV-Absorber (K) .
Bei den erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Zu schlagsstoffen (L) handelt es sich bevorzugt um Tetraalkoxy- silane, z.B. Tetraethoxysilan und/oder deren Teilkondensate, wobei letztere besonders bevorzugt werden, Rheologieadditi ve, Flammschutzmittel und organische Lösungsmittel.
Bei den Rheologieadditiven (L) handelt es sich bevorzugt um Polyamidwachse, hydrierte Rizinusöle oder Stearate.
Beispiele für organische Lösungsmittel (L) sind die bereits oben als Lösungsmittel (DL) genannten Verbindungen, bevor zugt Alkohole.
Den erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) werden vorzugsweise keine organischen Lösungsmitteln (L) zu gesetzt .
Falls die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) eine oder mehrere Komponenten (L) enthalten, handelt es sich jeweils um Mengen von bevorzugt 0,5 bis 200 Gewichts teilen, besonders bevorzugt 1 bis 100 Gewichtsteilen, insbe sondere 2 bis 70 Gewichtsteilen, jeweils bezogen auf 100 Ge wichtsteile Komponente (A) .
Bei den erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) handelt es sich bevorzugt um solche enthaltend
(A) 100 Gewichtsteile Verbindungen der Formel (I) ,
(B) 0,1 bis 30 Gewichtsteile HALS-Stabilisatoren,
gegebenenfalls (C) 10 bis 300 Gewichtsteile eines oder meh rerer Reaktivverdünners,
gegebenenfalls (D) 25 bis 500 Gewichtsteile Siliconharze, gegebenenfalls (E) 10 bis 300 Gewichtsteile nicht reaktiver Weichmacher,
(F) 0,1 bis 25 Gewichtsteile Stickstoff aufweisende Organo- siliciumverbindungen,
gegebenenfalls (G) Füllstoffe,
gegebenenfalls (H) Katalysatoren,
gegebenenfalls (I) Haftvermittler,
gegebenenfalls (J) Wasserfänger,
gegebenenfalls (K) Additive und
gegebenenfalls (L) Zuschlagstoffe,
mit der Maßgabe, dass Beschichtungszusammensetzungen (BS) mindestens eine weitere Komponente ausgewählt aus Reaktiv verdünnern (C) , Siliconharzen (D) und nicht reaktiven Weich machern (E) enthalten.
Bei den erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) handelt es sich besonders bevorzugt um solche enthal tend
(A) 100 Gewichtsteile Verbindungen der Formel (I),
(B) 0,1 bis 30 Gewichtsteile HALS-Stabilisatoren,
gegebenenfalls (C) 10 bis 300 Gewichtsteile eines oder meh rerer Reaktivverdünners,
gegebenenfalls (D) 25 bis 500 Gewichtsteile Siliconharze, gegebenenf lls (E) 10 bis 300 Gewichtsteile nicht reaktiver Weichmacher,
(F) 0,1 bis 25 Gewichtsteile Stickstoff aufweisende Organo- si1iciu verbindunge ,
gegebenenfalls (G) Füllstoffe,
gegebenenfalls (H) Katalysatoren,
gegebenenfalls (I) Haftvermittler,
gegebenenfalls (J) Wasserfänger,
(K) 0,01 bis 30 Gewichtsteile UV-Absorber,
gegebenenfalls (K) weitere Additive und
gegebenenfalls (L) Zuschlagstoffe,
mit der Maßgabe, dass Beschichtungszusammensetzungen (BS) mindestens eine weitere Komponente ausgewählt aus Reaktivverdünnern (C) , Siliconharzen (D) und nicht reaktiven Weich machern (E) enthalten.
Bei den erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) handelt es sich insbesondere um solche enthaltend
(A) 100 Gewichtsteile Verbindungen der Formel (I) ,
(B) 0,5 bis 25 Gewichtsteile HALS-Stabilisatoren,
gegebenenfalls (C) 25 bis 200 Gewichtsteile eines oder meh rerer Reaktivverdünners,
gegebenenfalls (D) 50 bis 300 Gewichtsteile Siliconharze, gegebenenfalls (E) 40 bis 250 Gewichtsteile nicht reaktiver Weichmacher,
(F) 0,5 bis 15 Gewichtsteile Stickstoff aufweisende Organo- si1iciumverbindungen,
gegebenenfalls (G) Füllstoffe,
gegebenenfalls (H) Katalysatoren,
gegebenenfalls (I) Haftvermittler,
gegebenenfalls (J) Wasserfänger,
(K) 0,1 bis 20 Gewichtsteile UV-Absorber
gegebenenfalls (K) weiterer Additive und
gegebenenfalls (L) Zuschlagstoffe, mit der Maßgabe, dass Be schichtungszusammensetzungen (BS) mindestens eine weitere Komponente ausgewählt aus Reaktivverdünnern (C) , Siliconhar zen (D) und nicht reaktiven Weichmachern (E) enthalten.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) enthalten außer den Komponenten (A) bis (L) vorzugsweise keine weiteren Bestandteile.
Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Komponenten kann es sich jeweils um eine Art einer solchen Komponente wie auch um ein Gemisch aus mindestens zwei Arten einer jeweiligen Komponente handeln.
Bei den erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) handelt es sich bevorzugt um einkomponentige, unter Ausschluss von Wasser lagerfähige, bei Zutritt von Wasser bei Raumtemperatur vernetzbare Massen. Die erfindungsgemäßen
Massen können aber auch Teil von zweikomponentigen Vernet zungssystemen sein, bei denen in einer zweiten Komponente OH-haltige Verbindungen, wie Wasser, hinzugefügt werden.
Vorzugsweise weisen die erfinderische Beschichtungszusammen setzungen (BS) bei 20 °C eine Viskosität von bevorzugt höchstens 20 000 mPas , besonders bevorzugt von 100 bis 10 000 mPas, insbesondere von 500 bis 5 000 mPas , auf.
Vorzugsweise zeigen die erfinderische Beschichtungszusammen setzungen (BS) thixotropes Verhalten, d.h., sie weisen bei hohen Scherraten eine niedrigere Viskosität auf als bei ge ringeren Scherraten.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Massen (BS) kann nach beliebiger und an sich bekannter Art und Weise erfolgen, wie etwa nach Methoden und Mischverfahren, wie sie zur Herstel lung von feuchtigkeitshärtenden Zusammensetzungen üblich sind. Die Reihenfolge, in der die verschiedenen Bestandteile miteinander vermischt werden, kann dabei beliebig variiert werden .
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammenset zungen durch Mischen der einzelnen Komponenten in beliebiger Reihenfolge .
Dieses Vermischen kann bei Raumtemperatur und dem Druck der umgebenden Atmosphäre, also etwa 900 bis 1100 hPa, erfolgen. Falls erwünscht, kann dieses Vermischen aber auch bei höhe ren Temperaturen erfolgen, z.B. bei Temperaturen im Bereich von 30 bis 130°C. Weiterhin ist es möglich, zeitweilig oder ständig unter vermindertem Druck zu mischen, wie z.B. bei 30
bis 500 hPa Absolutdruck, um flüchtige Verbindungen und/oder Luft zu entfernen.
Das erfindungsgemäße Vermischen erfolgt bevorzugt unter Aus schluss von Feuchtigkeit.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann kontinuierlich oder dis kontinuierlich durchgeführt werden.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen kön nen auch eine oder mehrere Vormischungen einzelner Komponen ten hergestellt und diese dann miteinander vermischt werden.
Eine besonders vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht zunächst die Herstellung eines sogenannten Masterbatches (MS) vor, bei dem ein oder mehrere der in der Regel festen HALS-Stabilisatoren (B) in einer Konzentration von mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise von mindestens 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von mindestens 20 Gew.-%, insbe sondere von mindestens 30 Gew.-%, in einer oder mehreren flüssigen Komponenten der Beschichtungszusammensetzung (BS) gelöst werden. Bei der eigentlichen Herstellung der Be schichtungszusammensetzung (BS) wird dann dieser flüssige Masterbatch (MS) anstelle des festen HALS-Stabilisators (B) eingesetzt .
Als geeignete Komponenten zum Lösen der HALS-Stabilisatoren (B) können die Komponenten (C), (D), (E), (F), (I), (J) oder
(L) dienen, wobei die Komponenten (C) , (D) , (E) und (J) be vorzugt und die Komponente (J) besonders bevorzugt werden.
Vorzugsweise handelt es sich bei der Masterbatchmischung (MS) um eine Lösung eines oder mehrerer HALS-Stabilisatoren
(B) in Vinyl- oder Phenyltrimethoxysilan oder Vinyl- oder Phenyltriethoxysilan, insbesondere um eine Lösung in Vi- nyltrimethoxysilan .
In einer besonders vorteilhaften Ausführung werden der Mas terbatchmischung (MS) zusätzlich auch noch UV-Absorber und/oder ein Antioxidans (K) zugegeben. Dies hat für den Hersteller der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammenset zung (BS) den Vorteil, dass er mit dem Masterbatch (MS) nur noch eine einzige Komponente zugeben muss, um eine optimale Witterungsbeständigkeit zu erreichen.
Ein Herstellverfahren für die Beschichtungszusammensetzung (BS) unter Einsatz einer Masterbatchmischung (MS) ist eben falls Gegenstand der Erfindung.
Die erfindungsgemäßen bzw. erfindungsgemäß hergestellten Zu sammensetzungen eignen sich hervorragend zur Beschichtung von Oberflächen, vorzugsweise zur Abdichtung von Oberflächen im Außenbereich von Gebäuden, insbesondere von Flachdächern, gegen das Eindringen von Wasser.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Beschichtung von Oberflächen durch Aufträgen der erfindungs gemäßen oder erfindungsgemäß hergestellten Beschichtungszu sammensetzung (BS) auf die zu beschichtende Oberfläche, be vorzugt zur Beschichtung von Oberflächen im Außenbereich von Gebäuden, insbesondere zur Beschichtung von Flachdächern.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) können dabei auf beliebige und bisher bekannte Art auf die zu beschichtenden Oberflächen aufgetragen und härten gelas sen werden.
Die erfindungsgemäße Applikation erfolgt dabei vorzugsweise mittels Pinsel, Roller, Rakel oder kommerziellen Sprühgerä ten wie Airless-Geräten.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) werden dabei vorzugsweise in einer Schichtdicke von 0,1 mm bis 50 mm, besonders bevorzugt in einer Schichtdicke von 0,2 mm bis 20 mm, insbesondere in einer Schichtdicke von 0,3 mm bis 10 mm, auf die zu beschichtende Oberfläche aufge tragen .
Bevorzugte Beispiele für Oberflächen, auf die die erfin dungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen (BS) aufgetragen werden können, sind mineralische Baustoffe wie Steine oder Beton, Metalle, Dachpappen, Kunststoffe, Fasergewebe, Holz, Glas oder Keramik. Die erfindungsgemäßen Beschichtungszusam mensetzungen (BS) zeigen vorzugsweise thixotropes Verhalten und können sowohl auf horizontale als auch vertikale Flächen appliziert werden.
Für die Vernetzung der erfindungsgemäßen Beschichtungszusam mensetzungen (BS) reicht der übliche Wassergehalt der Luft aus. Die Vernetzung der erfindungsgemäßen Massen erfolgt vorzugsweise bei Raumtemperatur. Sie kann, falls erwünscht, auch bei höheren oder niedrigeren Temperaturen als Raumtem peratur, z.B. bei -5° bis 15°C oder bei 30° bis 50°C
und/oder mittels des normalen Wassergehaltes der Luft über steigenden Konzentrationen von Wasser durchgeführt werden.
Vorzugsweise wird die Vernetzung bei einem Druck von 100 bis 1100 hPa, insbesondere beim Druck der umgebenden Atmosphäre, also etwa 900 bis 1100 hPa, durchgeführt.
Ein weiterer Gegenstand sind Formkörper hergestellt durch Vernetzung der erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß herge stellten Zusammensetzungen (BS) .
Bevorzugt handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Formkör pern um Beschichtungen.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen haben den Vorteil, dass sie leicht herzustellen sind.
Die erfindungsgemäßen vernetzbaren Zusammensetzungen haben den Vorteil, dass sie sich durch eine sehr hohe Lagerstabi lität und eine hohe Vernetzungsgeschwindigkeit auszeichnen.
Ferner haben die erfindungsgemäßen vernetzbaren Zusammenset zungen den Vorteil, dass sie ein ausgezeichnetes Haftungs profil und eine hervorragende Elastizität aufweisen. Zudem zeichnen sie sich durch eine gute Überstreichbarkeit aus.
Des Weiteren haben die erfindungsgemäßen vernetzbaren Zusam mensetzungen den Vorteil, dass niederviskos und somit auch im lösungsmittelfreien Zustand leicht zu verarbeiten sind.
Des Weiteren haben die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen den Vorteil, dass daraus erhaltene Beschichtungen sehr be witterungsstabil sind. Während herkömmliche HALS-Stabilisa- toren bei einer Bewitterung nach und nach vom Regenwasser ausgewaschen werden verbleiben die Stabilisatoren der erfin dungsgemäßen Beschichtungen hingegen überraschenderweise auch bei einer Bewitterung zu weitaus größeren Teilen in der Beschichtung .
In den nachstehend beschriebenen Beispielen beziehen sich alle Viskositätsangaben auf eine Temperatur von 25 °C. Sofern nicht anders angegeben, werden die nachstehenden Beispiele bei einem Druck der umgebenden Atmosphäre, also etwa bei 1000 hPa, und bei Raumtemperatur, also bei etwa 23 °C, bzw. bei einer Temperatur, die sich beim Zusammengeben der Reak- tanden bei Raumtemperatur ohne zusätzliche Heizung oder Küh lung einstellt, sowie bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von etwa 50 % durchgeführt. Des Weiteren beziehen sich alle Angaben von Teilen und Prozentsätzen, soweit nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht.
Beispiele
Eingesetzte Stabilisatoren: Nicht—erfindungagcmäfie monomere oder dimere HALS-Stabilisatoren:
Tinuvin® 123: Bis- (2 , 2 , 6 , 6 -Tetramethyl - 1- (octyloxy) -4 - piperidinyl) -decandisäureester ; CAS-Nr. : 129757-67-1; käuflich erhältlich bei der BASF SE (D-Ludwigshafen)
Tinuvin 152 2 , 4 -Bis- [2V-Butyl-iV- ( l-cyclohexyloxy-2 ,2,6,6- tetramethylpiperidin-4-yl) -amino] -6- (2- hydroxyethylamine) -1, 3, 5-triazine; CAS-Nr. : 191743-75-6; käuflich erhältlich bei der BASF SE (D-Ludwigshafen)
Tmuvm 765 Mischung aus Bis- (1, 2, 2, 6, 6-Pentamethyl -4- piperidyl) -sebacat und Methyl-1, 2, 2, 6, 6- pentamethyl-4-piperidyl-sebacat; CAS-Nr. : 41556-26-7 und 82919-37-7; käuflich erhält lich bei der BASF SE (D-Ludwigshafen)
Dimere HALS -Stabilisatoren mit einer 2 , 6 -Di - t - Butylphenol -
Struktur s
Tinuvin 144: Bis- ( 1 , 2 , 2 , 6 , 6 -Pentamethyl -4 -piperidinyl ) -
[ [3, 5-bis- (1, 1-dimethylethyl) -4 -hydroxy- phenyl] -methyl] -butylmalonate ; CAS-Nr. :
63843-89-0; käuflich erhältlich bei der BASF SE (D-Ludwigshafen)
Oligomere HALS -Stabilisatoren:
Chimassorb 944 : Poly- [ [6- [ (1, 1, 3 , 3 -Tetramethylbutyl ) -amino] -
1, 3, 5-triazine-2, 4-diyl] [(2, 2, 6, 6- tetrame- thyl- 4 -piperidinyl) -imino] - 1 , 6 -hexanediyl- [(2,2,6, 6-tetramethyl-4-piperidinyl) - imino]]; CAS-Nr.: 71878-19-8; 70624-18-9 (US) ; käuflich erhältlich bei der BASF SE (D-Ludwigshafen)
Chimassorb° 2020 : Reaktionsprodukt aus N,N'-bis-{ 2, 2,6,6 -
Tetramethyl-4 -piperidinyl) -1, 6-hexanediamin mit 2,4, 6 -Trichloro- 1 ,3,5 - triazine und N- Butyl-l-butanamine und N-Butyl-2 , 2 , 6 , 6- tetramethyl-4 -piperidinamine ; CAS-Nr. :
192268-64-7; käuflich erhältlich bei der BASF SE (D-Ludwigshafen)
UV-Absorber :
Tinuvin° 400: 2-Hydroxyphenyl-s-triazin-Derivant (CAS-
Nr.: 107-98-2), 85 % in 1 -Methoxypropan- 2 - ol; käuflich erhältlich bei der BASF SE (D- Ludwigshafen)
Beispiel 1
Herstellung einer HALS -Masterbatch-Lösung
In einem 500 ml Kolben mit Rührer werden 80 g Vinyltrime- thoxysilan vorgelegt und mit 80 g Chimassorb° 2020 versetzt und für 15 min gerührt, wobei sich eine homogene, leicht opaque Lösung bildet. Dann werden 40 g Tinuvin® 400 zudo siert und für weitere 30 min gerührt. Die fertige Lösung ist klar, leicht gelblich und weist eine Brookfield-Viskosität von 350-450 mPas auf.
Beispiel 2a: Herstellung einer lK-Beschichtungsformulierung
168,3 g silanterminiertes Polypropylenglycol mit einer mitt leren Molmasse (Mn) von 12000 g/mol und Endgruppen der For mel -O-C (=0) -NH-CH2-SiCH3 (0CH3) 2 (käuflich erhältlich unter der Bezeichnung GENIOSIL° STP-E10 bei der Wacker Chemie AG,
D-München) , 84,1 g silanterminiertes Polypropylenglycol mit einer mittleren Molmasse (Mn) von 12000 Dalton und Endgrup pen der Formel -O-C (=0) -NH- (CH2) 3-Si (OCH3) 3 (käuflich erhält-
©
lieh unter der Bezeichnung GENIOSIL STP-E15 bei der Wacker Chemie AG, D-München) und 192,4 g Hexadecytrimethoxysilan werden in einem Laborplanetenmischer der Fa. PC-Laborsystem, ausgestattet mit zwei Balkenmischern, bei ca. 25°C mit 4,2 g Methylcarbamatomethyl-methyldimethoxysilan, 20,0 g Vinyltri- methoxysilan und 20 g Chimassorb® 2020 für 2 Minuten bei 200 U/min homogenisiert. Dann werden 119,0 g Aluminiumtrihydro- xid mit einer BET-Oberflache von 3-5 m2/g und einem d50-Wert von 1, 7-2,1 pm (käuflich erhältlich unter der Bezeichnung „Martinal° OL 104" bei der Fa. Albemarie Corp . ) , 370,0 g Kreide mit einer BET-Oberfläche von 3 m2/g und einem d50-
Wert von 0,45 mth (käuflich unter der Bezeichnung „Imerseal 50" bei der Fa. Imerys) und 15 g pyrogene Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche von ca. 200 m2/g, deren Oberfläche mit Trimethylsiloxygruppen modifiziert ist (käuflich erhältlich
® ,
unter HDK H2000 bei der Wacker Chemie AG, D-München) unter Rühren eine Minute bei 600 U/min aufgeschlossen. Danach wer den 7,0 g 3 -Aminopropyl-trimethoxysilan für 1 Minute bei 200 U/min eingemischt. Schließlich wird für 2 Minuten bei 600 U/min und für 1 Minute bei 200 U/min beim Druck von 100 mbar homogenisiert und blasenfrei gerührt.
Man erhält eine Dichtmasse mit einer Viskosität von 19500 mPas (Brookfield, Spindel 6, 5,0 min·1) bzw. 5200 mPas
(Brookfield, Spindel 6, 50 min1) .
Beispiel 2b: Herstellung einer 1K-Beschichtungsformulierung
Es wird ebenso vorgegangen wie in Beispiel 2a beschrieben, nur dass anstelle des Chimassorb° 2020 eine identische Menge
, ®
Chrmassorb 944 eingesetzt wird.
Beispiel 2c: Herstellung einer 1K-Beschichtungsformulierung
Es wird ebenso vorgegangen wie in Beispiel 2a beschrieben, nur dass anstelle der 20 g Chimassorb 2020 und des Vi- nyltrimethoxysilans 50 g der in Beispiel 1 hergestellten Masterbatch-Lösung zugegeben werden. Diese Masterbatch-
Losung enthalt ebenfalls 20 g Chimassorb 2020, weist aber gegenüber dem reinen Stabilisators- die Vorteile auf, flüssig zu sein und zusätzlich mit dem Tmuvm 400 auch noch 10 g eines UV-Absorbers zu enthalten.
Beispiel 2d: Herstellung einer 1K-Beschichtungsformulierung
Es wird ebenso vorgegangen wie in Beispiel 2a beschrieben,
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nur dass anstelle des Chimassorb 2020 eine identische Menge Tinuvin° 144 eingesetzt wird.
Vergleichsbeispiele V2e bis V2g : Herstellung einer l -Be- schichtungsformulierung
Es wird ebenso vorgegangen wie in Beispiel 2a beschrieben, nur dass anstelle des Chimassorb° 2020 eine identische Menge des folgenden monomeren oder dimeren HALS-Stabilisators ein gesetzt wird:
, , , , ®
Beispiel V2e: Tmuvm 152
Beispiel V2f: Tinuvin° 765
Beispiel V2g: Tmuvm 123
Beispiel 3a i Bestimmung von HautbildungsZeiten und mechanischen Eigenschaften Hautbildungszeit (HBZ )
Zur Bestimmung der Hautbildungszeit werden die in den Bei spielen 2a bis 2d und V2e bis V2g erhaltenen Beschichtungs formulierungen in einer 2 mm dicken Schicht auf PE-Folie aufgetragen und bei Normklima (23°C und 50% relative
Luftfeuchtigkeit) gelagert. Während des Aushärtens wird alle 5 min die Bildung einer Haut getestet. Dazu wird ein
trockener Laborspatel vorsichtig auf die Oberfläche der Probe aufgesetzt und nach oben gezogen. Bleibt Probe am Finger kleben, hat sich noch keine Haut gebildet. Bleibt keine Probe am Finger mehr kleben, so hat sich eine Haut gebildet. Die entsprechende Zeit ist in Tabelle 1 angegeben. Mechanische Eigenschaften der ausgehärteten Beschichtungen Die Beschichtungsformulierungen der Beispiele 2a bis 2d und V2e bis V2g werden jeweils auf ausgefrästen Teflonplatten mit 2 mm Tiefe ausgestrichen und 2 Wochen bei 23 °C, 50 rel. Luftfeuchte gehärtet.
Shore-A-Härte wird gemäß DIN 53505 bestimmt.
40-60% und eine Temperatur von 38 °C. Dabei werden die in Ta belle 2 erhaltenen Ergebnisse erzielt.
Die in Tabelle 2 angegebenen Zahlenwerte entsprechen dem Tag der Bewitterung, an dem das in der ersten Spalte angegebene Ereignis erstmalig beobachtet wurde.
Tabelle 2 :
Die Formulierungen aus den Beispielen 2a bis 2c waren nach 200 Tagen unverändert. Auch nach 250 Tagen zeigten die be sonders bevorzugten Formulierungen aus den Beispielen 2a und 2b noch keine flüssigen Stellen, waren jedoch etwas weicher geworden. Die besonders bevorzugte Formulierung aus dem Bei spiel 2c war auch nach 250 Tagen noch vollkommen unverän dert .
Beispiel 4a: Herstellung einer 1K-Beschichtungsformulierung
132.4 g GENIOSIL® STP-E10, 66,2 g GENIOSIL® STP-E15 und
246.4 g Cyclohexan-1 , 2 -dicarbonsäurediisononylester (käuf lich erhältlich unter der Bezeichnung „Hexamoll DINCH" bei der BASF SE; D-Ludwigshafen) werden in einem Laborplaneten mischer der Fa. PC-Laborsystem, ausgestattet mit zwei Bal kenmischern, bei ca. 25 °C mit 5,0 g Methylcarba atomethyl- methyldimethoxysilan, 19 g Vinyltrimethoxysilan und 20 g
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Reißfestigkeit wird gemäß DIN 53504-S1 bestimmt.
Reißdehnung wird gemäß DIN 53504-S1 bestimmt.
Die entsprechenden Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1 :
Beispiel 3b s Bewitterungstest
Aus den Beschichtungsformulierungen der Beispiele 2a bis 2d und V2e bis V2g werden jeweils 0,5 mm dicke Filme in einer
Größe von 45 mal 45 mm hergestellt, indem die jeweilige For mulierung mittels eines 550pm-Rakels auf einer PE Folie auf- gerakelt und anschließend für 2 Wochen bei 23 °C und 50 rel . Luftfeuchte härten gelassen werden.
Die fertig ausgehärteten Filme werden von der PE-Folie abge löst, und eine Fläche von 35 mal 45 mm wird in einem Xeno- test Beta LM der Fa. Atlas bewittert. Die Bewitterung er folgt entsprechend der Norm DIN EN ISO 11341 und simuliert eine Freilandbewitterung. Dabei wechseln sich in einem Zyk lus jeweils 12 min Regen und 108 min trockene Bewitterung ab. Das Bestrahlungsspektrum entspricht weitgehend dem des Sonnenlichtes, und UV-Strahlung hat eine Stärke von ca.
60 W/mm2. Im Xenotester herrschen eine Luftfeuchtigkeit von
Chimassorb® 2020 für 2 Minuten bei 200 U/min homogenisiert.
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Dann werden 489,0 g Imerseal 50 und 15 g HDK unter Rühren eine Minute bei 600 U/min aufgeschlossen. Danach werden 7,0 g 3-Aminopropyl-trimethoxysilan für 1 Minute bei 200 U/min eingemischt. Schließlich wird für 2 Minuten bei 600 U/min und für 1 Minute bei 200 U/min beim Druck von 100 mbar homo genisiert und blasenfrei gerührt.
Man erhält eine Dichtmasse mit einer Viskosität von 14200 mPas (Brookfield, Spindel 6, 5,0 min1) bzw. 5400 mPas
(Brookfield, Spindel 6, 50 min1).
Beispiel 4b: Herstellung einer 1K-Beschichtungsformulierung
Es wird ebenso vorgegangen wie in Beispiel 4a beschrieben, nur dass anstelle des Chimassorb° 2020 eine identische Menge Chimassorb° 944 eingesetzt wird.
Beispiel 4c: Herstellung einer 1K-Beschichtungsformulierung
Es wird ebenso vorgegangen wie in Beispiel 4a beschrieben, nur dass anstelle der 20 g Chimassorb0 2020 und des Vi- nyltrimethoxysilans 50 g der in Beispiel 1 hergestellten Masterbatch-Lösung zugegeben werden. Diese Masterbatch-
Lösung enthält ebenfalls 20 g Chimassorb 2020, weist aber gegenüber dem reinen Stabilisators- die Vorteile auf, flüssig zu sein und zusätzlich mit dem Tinuvin° 400 auch noch 10 g eines UV-Absorbers zu enthalten.
Vergleichsbeispiele V4d bis V4f : Herstellung 1K-Beschich- tungsformulierung
Es wird ebenso vorgegangen wie in Beispiel 4a beschrieben, nur dass anstelle des Chimassorb 2020 eine identische Menge des folgenden monomeren oder dimeren HALS-Stabilisators ein gesetzt wird:
®
Beispiel V4d: Tmuvm 152
Be ispie l V4 e : Tinuvin 765
, . . , ®
Beispiel V4f : Tinuvin 123.
Beispiel 5a: Bestimmung von HautbildungsZeiten und mechani - sehen Eigenschaften
Hautbildungszeit und mechanische Eigenschaften wurden wie in Beispiel 3a beschrieben bestimmt. Die entsprechenden Ergeb nisse sind in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3 :
Beispiel 5b: Bewitterungstest
Aus den Beschichtungsformulierungen der Beispiele 4a bis 4c sowie V4d bis V4f werden jeweils 0,5 mm dicke Filme in einer Größe von 45 mal 45 cm hergestellt, indem die jeweilige For mulierung mittels eines 550pm-Rakels auf einer PE Folie auf- gerakelt und anschließend für 2 Wochen bei 23 °C, 50 rel. Luftfeuchte härten gelassen werden. Die fertig ausgehärteten Filme werden von der PE-Folie abge löst und in einem Xenotest Beta LM der Fa. Atlas wie bei Beispiel 3 beschrieben bewittert . Dabei werden die in Tabel le 4 erhaltenen Ergebnisse erzielt.
Die in Tabelle 4 angegebenen Zahlenwerte entsprechen dem Tag der Bewitterung, an dem das in der ersten Spalte angegebene Ereignis erstmalig beobachtet wurde. Tabelle 4:
Die Formulierungen aus den Beispielen 4a bis 4c waren nach 200 Tagen unverändert. Auch nach 250 Tagen zeigten die be sonders bevorzugten Formulierungen aus den Beispielen 4a und 4b noch keine flüssigen Stellen, waren jedoch etwas weicher geworden. Die besonders bevorzugte Formulierung aus dem Bei spiel 4c war auch nach 250 Tagen noch vollkommen unverän dert .