DE60004189T2

DE60004189T2 - Verbundmaterialien mit einer schicht aus einer antistossfolie

Info

Publication number: DE60004189T2
Application number: DE60004189T
Authority: DE
Inventors: Ludwik Leibler; Gilles Meunier; Bruno Vuillemin; Francis Verzaro; Jean-Marc Boumera
Original assignee: Atofina SA
Current assignee: Arkema France SA
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 2000-02-16
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2020-02-17
Also published as: US6680111B1; FR2790263A1; ES2204515T3; ATE246217T1; EP1169373A1; DE60004189D1; EP1169373B1; WO2000050496A1; CN1341137A; AU2678000A; KR20010102382A; CA2363644A1; CN1182184C; KR100454772B1; JP2002537158A

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Verbundwerkstoffe und insbesondere Verbundwerkstoffe, die auf mindestens einer Oberfläche eine schlagfeste Grundierung und mindestens eine auf der Grundierung aufgebrachte, abriebfeste (kratzfeste) Beschichtung aufweisen. Die schlagfeste Grundierung wird ausgehend von in Wasser dispergierten Polymerpartikeln gebildet. Die kratzfeste Beschichtung kann beispielsweise aus einem durch Strahlung oder durch Wärme vernetzenden Lack bestehen (gemäß EP 0 035 609 oder WO 83/0125. Die Verbundmaterialien, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, sind für verschiedene Anwendungen vorgesehen. Als nicht einschränkende Beispiele können angegeben werden im Bauwesen: Verglasungen; für Kraftfahrzeuge: Verglasung sowie Scheinwerfer; und im Sanitärbereich: Dusch- und Badewannen.
Bei bekannten Verbundmaterialien wird die Schlagfestigkeit durch die Gegenwart einer harten Schicht an der Oberfläche verändert. Für einige Anwendungen ist im Übrigen eine hohe Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln gefordert.
Es ist bekannt, dass Verbundmaterialien, die für die oben erwähnten Anwendungen vorgesehen sind, ohne die Grundierung nicht sehr schlagfest sind und eine begrenzte Beständigkeit gegenüber der Einwirkung von Lösungsmitteln aufweisen, wenn sie unter Spannung stehen (Reißen unter Beanspruchung).
Im Stand der Technik werden verschiedenartige schlagfeste Beschichtungen offenbart. In den japanischen Patenten 6314001 und 6387223 werden schlagfeste Grundierungen auf der Basis von thermoplastischen Polyurethanharzen beschrieben.
In dem Patent US 5015523 wird die Verwendung von schlagfesten Acrylgrundierungen empfohlen, wohingegen in dem europäischen Patent EP-0 404 111 die Verwendung von schlagfesten Grundierungen auf der Basis von wärmehärtbaren Polyurethanen beschrieben ist.
In der Druckschrift US 5316791 ist die Verwendung einer schlagfesten Grundierung beschrieben, die aus einer wässrigen Polyurethandispersion gebildet wird, die direkt auf eine Oberfläche des Substrats aus organischem Glas aufgetragen wird. Die schlagfeste Grundierung kann durch Trocknen und Härten an Luft einer wässrigen Dispersion oder eines Latex eines Polyurethan hergestellt werden, welche gegebenenfalls eine anionisch stabilisierte Acrylemulsion enthalten kann.
Obwohl die schlagfesten Grundierungen des Standes der Technik gleichzeitig eine akzeptable Haftung der harten abriebfesten Beschichtung und eine gewisse Schlagfestigkeit gewährleisten, ist die Schlagfestigkeit für die in Betracht gezogenen Anwendungen noch nicht ausreichend.
Es wurde festgestellt, dass es möglich ist, die Schlagfestigkeit von Verbundmaterialien zu verbessern, indem für die schlagfeste Grundierung ein Aggregat von mehrphasigen strukturierten Partikeln eingesetzt wird, deren eine Phase aus einem Polymer gebildet wird, das einen weichen Charakter hat, und deren andere Phase aus einem Polymer mit hartem Charakter gebildet wird, wobei die Phasen Glasübergangstemperaturen besitzen, die in vorgegebenen Bereichen liegen.
Gemäß der Erfindung wird ein mehrschichtiges Verbundmaterial hergestellt, das ein Substrat, mindestens eine auf mindestens einer Substratfläche abgeschiedene schlagfeste Grundierung und mindestens eine auf der Grundierung aufgebrachte abriebfeste Deckschicht aufweist, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Grundierung ein Aggregat von mehrphasigen Polymerpartikeln enthält, wobei die Partikel jeweils zwei unterschiedliche Phasen aufweisen:

– eine erste Phase, die aus dem Polymer P1 mit weichem Charakter gebildet wird, das eine Glasübergangstemperatur (Tg1) unter 20°C aufweist, und
– eine zweite Phase, die aus dem Polymer P2 mit hartem Charakter gebildet wird, das eine Glasübergangstemperatur (Tg2) über 50°C aufweist.

Die Partikel sind vorzugsweise zweiphasig und besitzen eine Kern/Schale-Struktur.
Vorzugsweise enthält der Kern das Polymer P1 und die Schale das Polymer P2. Das Polymer P1 weist außerdem vorzugsweise eine Tg1 unter 0°C und das Polymer P2 eine Tg2 über 60°C auf.
Weiterhin ist das Polymer P1 vorzugsweise in Form von Knöllchen in einer Matrix dispergiert, die von dem Polymer P2 gebildet wird.
Das Polymer P1 ist vorzugsweise hydrophober als das Polymer P2.
Die schlagfeste Grundierung besteht im Allgemeinen aus 70 bis 90 Gew.-% Polymer P1 mit weichem Charakter und 10 bis 30 Gew.-% Polymer P2 mit hartem Charakter.
Die Polymere P1 und P2 der erfindungsgemäßen Grundierungen enthalten vorteilhaft:

– 90 bis 100 Gew.-% Einheiten, die durch Polymerisation mindestens eines Monomers hergestellt werden, das aus der Gruppe (I) ausgewählt ist, welche aus C_1-8-Alkylestern von (Meth)acrylsäure, wie Methyl(meth)acrylat und Butyl(meth)acrylat, Vinylestern von geradkettigen oder verzweigten Carbonsäuren, wie Vinylacetat und Vinylstearat, Styrol, Alkylstyrolen, wie α-Methylstyrol, Haloalkylstyrolen, wie Chlormethylstyrol, konjugierten Dienen, wie Butadien und Isopren, (Meth)acrylamid, Acrylnitril, Vinylchlorid, (Meth)acrylsäure und deren Derivaten, wie ihren Anhydriden, besteht, und
– 0 bis 10 Gew.-% Einheiten, die durch Polymerisation mindestens eines Monomers hergestellt werden, das aus der Gruppe (II) ausgewählt ist, welche aus Allylestern von α,β-ungesättigten Monocarbonsäuren oder Dicarbonsäuren, wie Allylacrylat, Allylmethacrylat und Diallylmaleat, konjugierten Dienen, wie Butadien und Isopren, Poly(meth)acrylaten von Polyolen, wie Ethylenglykoldimethacrylat, 1,3-Butylenglykoldimethacrylat, 1,4-Butandioldiacrylat und Pentaerythrittetraacrylat, Polyvinylbenzolen, wie Divinylbenzol oder Trivinylbenzol, und Polyallylderivaten, wie Triallylcyanurat und Triallyltrimesat, besteht.

Die Monomere der Gruppe (II) dienen in den Polymeren P1 und P2 als Vernetzungsmittel.
Das Polymer P1 mit weichem Charakter besteht im Allgemeinen hauptsächlich aus Einheiten, die durch Polymerisation mindestens eines Monomers gebildet werden, welches unter Butylacrylat, Butadien und Isopren ausgewählt ist, wohingegen das Polymer P2 mit hartem Charakter im Allgemeinen hauptsächlich aus Einheiten besteht, die bei der Polymerisation mindestens eines Monomers entstehen, das unter Methylmethacrylat, Styrol, Vinylchlorid und Methacrylsäure ausgewählt ist.
Im Fall einer Kern/Schale-Struktur ist vorzugsweise nur der Kern vernetzt, wobei bevorzugte vernetzende Monomere das Butadien und 1,4-Butandioldiacrylat sind und wobei der Gehalt an vernetzenden Monomeren im Bereich von 0 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, und vorzugsweise im Bereich von 0 bis 2% liegt.
Das harte Polymer P2 kann direkt auf das Polymer P1 gepfropft oder in dieses durch Reste von Monomereinheiten eingeführt werden. Diese Reste von Monomereinheiten werden hergestellt, indem in das weiche Polymer P1 Pfropfmonomere eingebracht werden, die unter den konjugierten Dienen, wobei die Reste der Monomereinheiten aus dem partiellen Einbau bei 1,2 des Diens während der Polymerisation resultieren, oder unter den Allylestern von Carbonsäuren oder Dicarbonsäuren ausgewählt sind, welche ungesättigt sind und zwei copolymerisierbare Funktionen mit unterschiedlichen Reaktivitäten besitzen.
Bevorzugte zur Pfropfung dienende Monomere sind Butadien, Allylmethacrylat und Diallylmaleat.
Die erfindungsgemäßen Polymere P1 und P2 können durch Emulsionspolymerisation in zwei Schritten hergestellt werden, wie dies nachstehend beschrieben wird, ausgehend von Monomeren, die aus der Gruppe (I) und ggf. der Gruppe (II) ausgewählt werden.
Die Auswahl der Monomere sowohl für das weiche Polymer P1 als auch das harte Polymer P2 ist durch die Eigenschaften wie Hydrophobie und Glasübergangstemperatur gegeben, die die fraglichen Polymere besitzen sollen.
Die erfindungsgemäße Grundierung kann insbesondere ausgehend von einem Latex erhalten werden, der die Partikel der Polymere P1 und P2 und insbesondere Partikel der hydrophoben Polymere P1 und P2 enthält, die als Kern/Schale strukturiert sind. Wenn der Masseanteil der Schale an dem Gesamtgewicht der Polymerpartikel 30% nicht übersteigt, führt der auf die Oberfläche eines Substrats aus einem organischen Glas aufgebrachte Latex nach dem Trocknen bei niedriger Temperatur ohne Koaleszenzmittel und ohne flüchtige organische Verbindungen zu einem kontinuierlichen Film, der in Form von weichen Knöllchen, die in einer harten, homogenen Matrix dispergiert sind, strukturiert ist, der eine gute mechanische Beständigkeit besitzt und an der Oberfläche nicht klebrig ist.
Allgemein ist Hydrophobie die Nichtlöslichkeit in Wasser oder das Fehlen einer Affinität gegenüber Wasser. Gemäß der Erfindung kann das Fehlen dieser Affinität abgestuft werden. Die Hydrophobie ist gemäß der Erfindung nämlich durch den Solubilitätsparameter definiert, wie er in "Properties of polymers" von D. W. Van Krevelen, 1990, 3. Ausgabe, S. 200, beschrieben ist. Dieser Parameter ermög licht es, die verschiedenen Polymere entsprechend ihrer Affinitäten gegenüber Wasser einzuteilen. Gemäß der Erfindung ist ein Polymer hydrophob, wenn sein Solubilitätsparameter unter 26 liegt. Wenn außerdem der Solubilitätsparameter eines Polymers 1 unter dem Solubilitätsparameter eines Polymers 2 liegt, dann ist 1 hydrophober als 2.
Ein für die Herstellung von erfindungsgemäßen Grundierungen geeigneter Latex ist ein Latex, der weder Koaleszenzmittel noch flüchtige organische Verbindungen enthält, die durch Verdampfen bei einer Temperatur unter 40°C und vorzugsweise in der Gegenwart von 25°C filmbildend sind, wobei der Latex auf Partikeln von als Kern/Schale strukturierten, hydrophoben Polymeren basiert, die bestehen aus:

– 70 bis 90 Gew.-% mindestens eines Polymers P1 mit weichem Charakter mit einer Tg unter 20°C, das den Kern bildet, und
– 10 bis 30 Gew.-% mindestens eines Polymers P2 mit hartem Charakter, das eine Tg über 50°C aufweist und die Schale bildet.

Der Kern besitzt vorzugsweise eine Tg1 unter 0°C und die Schale eine Tg2 über 60°C. Außerdem ist der Kern im Allgemeinen hydrophober als die Schale.
Die erfindungsgemäßen Latices werden in zwei Schritten durch Emulsionspolymerisation eines Gemisches von Monomeren hergestellt, das besteht aus:

– 90 bis 100 Gew.-% mindestens eines Monomers, das aus der Gruppe (I) ausgewählt ist, und
–0 bis 10 Gew.-% mindestens eines Monomers, das aus der Gruppe (II) ausgewählt ist.

Die Latices werden allgemein durch Emulsionspolymerisation in mindestens zwei Schritten nach Polymerisationsverfahren hergestellt, die dem Fachmann bekannt sind.
Die Zusammensetzung des zu polymerisierenden Monomerengemisches in jedem Schritt hängt von den Eigenschaften ab, die die in diesem Schritt gebildeten Polymere besitzen sollen (Tg, Hydrophobie).
Gemäß der Erfindung wird in einem ersten Schrittt das Polymer P1 mit weichem Charakter und einer Tg unter 20°C hergestellt, das den Kern der Partikel bildet, worauf das Polymer P2 mit einer Tg2 über 50°C hergestellt wird, das die Schale mit hartem Charakter bildet.
Es wird darauf hingewiesen, dass das zu polymerisierende Monomerengemisch zur Bildung des Kerns hydrophober als das zu polymerisierende Gemisch zur Bildung der Schale sein sollte, damit die Partikel perfekt strukturiert sind.
In jedem Schritt wird die Polymerisation vorzugsweise in einer inerten Atmosphäre in Gegenwart von Radikalstartern durchgeführt. Das verwendete Startersystem kann ein Redoxsystem sein, ein thermisches System oder ein Peroxidsystem, wie t-Butylhydroperoxid/Natriumbisulfat oder Diisopropylbenzol, wobei die verwendeten Mengen im Bereich von 0,2 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren, und vorzugsweise im Bereich von 0,25 bis 0,5 Gew.-% liegen.
Die erfindungsgemäße Emulsionspolymerisation wird bei einer Temperatur von 25 bis 150°C durchgeführt und hängt von der Art des verwendeten Startersystems ab.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Dispersionen erfolgt vorzugsweise nach einem Verfahren vom halbkontinuierlichen Typ, durch das Abweichungen der Zusammensetzungen beschränkt werden können, die von den verschiedenen Reaktivitäten der verschiedenen Monomere abhängen. Die Monomere werden entweder in reiner Form oder als Präemulsion mit einem Teil des Wassers und der grenzflächenaktiven Stoffe im Allgemeinen während einer Zeitspanne von 3,5 bis 5 h zugegeben. Es ist auch zweckmäßig, wenn auch nicht unerlässlich, mit 1 bis 15% Monomeren anzuimpfen. Das bei der Emulsionspolymerisation eingesetzte Emulgatorsystem ist im Bereich der Emulgatoren ausgewählt, die einen geeigneten HLB-Wert (hydrophilic/lipophilic balance) besitzen. Bevorzugte Systeme bestehen aus der Kombination eines anionischen grenzflächenaktiven Stoffes, wie Natriumlaurylsulfat, ethoxylierten Nonylphenolsulfaten, insbesondere mit 20 bis 25 mol Ethylenoxid, Benzoldodecylsulfonat und ethoxylierten Fettalkoholsulfaten, und einem nichtionischen grenzflächenaktiven Stoff, wie ethoxylierten Nonylphenolen, insbesondere mit 10 bis 40 mol Ethylenoxid und ethoxylierten Fettalkoholen.
Die Substrate oder Träger sind vorzugsweise ausgewählt unter:

– transparenten oder nichttransparenten organischen Materialien und
– anorganischen Gläsern.

Von den transparenten organischen Materialien kommen insbesondere in Betracht:

– Polymethylmethacrylat und seine Copolymere,
– Polymethylmethacrylat und seine schlagfest verstärkten Copolymere,
– Polycarbonate,
– Styrol/Acrylnitril-Copolymere,
– Polystyrol und seine Copolymere,
– Polyester vom Typ PET oder PET G,
– Cycloolefin-Copolymere,
- Polyvinylchlorid und seine Copolymere.

Von den organischen nichttransparenten Materialien sind insbesondere zu nennen:

– Polyvinylidenfluorid und seine Copolymere,
– schlagfeste Polystyrole,
– ABS,
– oder deren Legierungen auf der Basis eines der genannten Polymere.

Das Substrat ist vorteilhaft ein schlagfest gemachtes Polymethylmethacrylat oder besteht vorteilhaft aus seinen schlagfest gemachten Copolymeren, beispielsweise einem Polymethylmethacrylat oder einem seiner Copolymere mit mindestens 10 Gew.-% Schlagzähmo difikator vom Typ hart/weich/hart (gemäß US-A-2159882 hergestellt) oder vom Typ weich/hart (gemäß US-A-2092389 hergestellt).
Vorteilhaft besteht das Substrat aus Polycarbonat.
Die anorganischen oder organischen Gläser sind im Allgemeinen die Gläser, die für Linsen und/oder Verglasungen verwendet werden. Von diesen sind die Substrate zu nennen, die durch Polymerisation von Alkylmethacrylaten und insbesondere C_1-4-Alkylmethacrylaten, wie Methyl(meth)acrylat und Ethyl(meth)acrylat, Allylderivaten, wie Allylcarbonaten von aliphatischen oder aromatischen, geradkettigen oder verzweigten Polyolen, Thio(meth)acrylverbindungen, Thiourethanen und ethoxylierten aromatischen (Meth)acrylaten, wie polyethoxylierten Bisphenolatdimethacrylaten, hergestellt werden.
Von den empfohlenen Substraten sind die Substrate zu nennen, die durch Polymerisation von Allylcarbonaten von Polyolen hergestellt werden, wobei von diesen Ethylenglykol-bis(allylcarbonat), Diethylenglykol-bis-2-methylcarbonat, Diethylenglykol-bis(allylcarbonat), Ethylenglykol-bis(2-chlorallylcarbonat), Triethylenglykol-bis(allylcarbonat), 1,3-Propandiol-bis(allylcarbonat), Propylenglykol-bis(2-ethylallylcarbonat), 1,3-Butendiol-bis(allylcarbonat), 1,4-Butandiolbis(2-bromallylcarbonat), Dipropylenglykol-bis(allylcarbonat), Trimethylenglykol-bis(2-ethylallylcarbonat), Pentamethylenglykolbis(allylcarbonat) und Isopropylen-bisphenol-A-bis(allylcarbonat) angegeben werden können.
Die Acrylpolymere können auch Copolymere sein, die ausgehend von Methylmethacrylat und Comonomeren erhalten werden, wie (Meth)acrylsäure, Alkyl(meth)acrylaten, Hydroxyalkyl(meth)acrylaten, Alko xyalkyl(meth)acrylaten, deren Alkylgruppen beispielsweise 1 bis 8 Kohlenstoffatome besitzen, (Meth)acrylnitril, (Meth)acrylamid, Maleimid, Maleinsäureanhydrid, substituiertes oder unsubstituiertes Styrol und Diene, wie Butadien. Von den Substraten, die erfindungsgemäß behandelt werden können, sind außerdem die oben erwähnten imidierten (Co)polymere zu nennen, beispielsweise die Polymere mit Glutarimidgruppen; die imidierten Copolymere können auch Methylmethacrylatgruppen, Methacrylsäuregruppen, Glutarsäureanhydridgruppen und ggf. Methacrylamidgruppen enthalten, wobei die Amid- und Imidgruppen in der gleichen Kette identische oder verschiedene Substituenten tragen können.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf:

– Verglasungen für Gebäude und Kraftfahrzeuge,
– Kraftfahrzeugscheinwerfer, und
– Sanitärprodukte, insbesondere Duschwannen, WCs und Badewannen, die die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe enthalten.

Zur Durchführung der Erfindung wird wie in den Beispielen beschrieben verfahren, wobei die Beispiele nicht einschränkend zu verstehen sind.
BEISPIELE
Beispiel 1: Herstellung eines erfindungsgemäßen Latex
Es wird in einem 5-1-Reaktor gearbeitet, der mit einem Rührwerk, einem Thermometer und einer Doppelwand ausgestattet ist, die von einem Wärmeträger durchströmt wird, um den Reaktor auf Temperatur zu halten.
Nach Entgasen mit Stickstoff werden in den auf Raumtemperatur gehaltenen Reaktor unter Rühren 1500 g entmineralisiertes Wasser und 4,8 g Dinatriumphosphat gegeben, worauf in dem Medium als Emulgator 40,05 g Natriumlaurylsulfat gelöst werden.
Die Temperatur des Reaktorinhalts wird dann auf 57°C erhöht, wobei danach bei dieser Temperatur gleichzeitig 991,75 g n-Butyl-acrylat und 9,2 g 1,4-Butandioldiacrylat zu dem Reaktorinhalt gegeben werden.
Die Temperatur des Reaktors wird auf 66°C erhöht und man gibt eine Lösung von 1,3 g Kaliumpersulfat in 12,5 g Wasser und eine Lösung von 0,925 g Natriumhydrogensulfit in 35 g Wasser zu dem Reaktionsmedium.
Nach einer Anfangsphase von etwa 15 min steigt die Temperatur auf 107°C.
Nach dieser exothermen Reaktion wird in den auf 80°C gehaltenen Reaktor ein Gemisch gegeben, das aus 98,9 g n-Butylacrylat und 5,48 g Diallylmaleat besteht, danach werden 0,15 g Kaliumpersulfat, gelöst in 25 g Wasser, zugefügt.
Die Temperatur wird 1 h auf 80°C gehalten. Man erhält mit einer Umwandlung von 97% den Elastomerkern, der aus Partikeln des Latex mit einem Durchmesser (Coulter) von 77 nm besteht.
Zu dem oben hergestellten Reaktionsmedium, das bei 80°C gehalten wird, wird unter Rühren 1 g Natriumformaldehydsulfoxylat in 5 g Wasser gegeben. Dann werden während einer Zeitspanne von 1 h 279,9 g Methylmethacrylat und 0,825 g Diisopropylbenzolhydroperoxid in 275 g Wasser zugegeben.
Nach dem Beginn der Methylmethacrylatzugabe wird der Reaktorinhalt 1, 5 h auf 80°C gehalten, worauf 0,5 g t-Butylhydroperoxid und 0,175 g Natriumhydrogensulfit in 10 g Wasser zugegeben werden.
Das Reaktionsmedium wird danach 1 h auf 80°C gehalten. Danach wird der Reaktorinhalt auf Raumtemperatur abgekühlt.
Man erhält mit einer Umwandlung von 96,4% einen Latex des gepfropften Copolymers mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 85 nm und einem Trockenextrakt von 39,9%. Die Analyse des Polymers zeigt, dass er 2 Tg besitzt, eine bei –38°C und die andere bei 105 °C.
Beispiel 2: Herstellung der festen Verglasung oder Seitenfenster eines Kraftfahrzeuges
Das Seitenfenster wird durch Thermoformen einer Platte aus Polymethylmethacrylat (PMMA), die gegen Schlageinwirkung verstärkt wurde, mit einer Dicke von 6 mm hergestellt (Ref. EI50).
Die thermogeformte Platte wird auf die Größe der zukünftigen Verglasung geschnitten.

1. Der Latex BA252 wird gemäß der folgenden Vorgehensweise durch Tauchbeschichtung auf eine thermogeformte Platte aufgebracht: Verwendung einer Lösung des Latex gemäß Beispiel 1 von 39,9%: Vollständiges Eintauchen der Probe in diese Lösung und anschließend Entnahme aus der Lösung mit einer Geschwindigkeit von 254 mm/min.
1. Trocknen des Films bei Raumtemperatur während 20 min 2. Trocknen in einem Trockenschrank bei 60°C während 30 min.
2. Dann wird die kratzfeste Beschichtung auf die mit dem Latex beschichtete Probe nach demselben Verfahren aufgebracht: Verwendung des in der Wärme vernetzenden Lacks SILVUE 101 von der Firma SDC Coating für die abriebfeste Ausrüstung. Vollständiges Eintauchen der Probe in den Lack und anschließende Entnahme aus der Lösung mit einer Geschwindigkeit von 254 mm/min. Trocknen des Lacks 30 min bei Raumtemperatur. Thermovernetzung bei 85°C während 4 h.

Dann werden die mechanischen Eigenschaften einer Probe ermittelt, die auf die für den FWI-Test (falling weight impact) erforderlichen Abmessungen zugeschnittenen wurde: Norm ISO 6603-1, NF EN 26603-1.
Die zum Bruch der Probe erforderliche Gesamtenergie wird als ET bezeichnet. Die Ergebnisse werden mit den Werten verglichen, die mit einer Probe EI50 blank (ohne Latex, ohne abriebfesten Lack) und mit einer Probe EI50 verglichen, die mit dem abriebfesten Lack, aber nicht mit dem Latex (Beispiel 1) beschichtet wurde.
Es wird eine beträchtliche Verminderung der Schlagfestigkeit des Werkstücks nach Abscheiden des abriebfesten Lacks festgestellt.
Die Gegenwart des Latex (Beispiel 1) zwischen dem Werkstück und dem Lack kann die anfänglichen Eigenschaften des blanken Werkstücks wiederherstellen.
Beispiel 3: Reißen unter Beanspruchung
Die Verfahren zur Abscheidung des Latex (Beispiel 1) und des abriebfesten Lacks SILVUE 101 entsprechen dem vorhergehenden Beispiel, mit dem einzigen Unterschied, dass die Latexkonzentration hier 19% beträgt.
Die Beständigkeit gegenüber Reißen unter Beanspruchung in einem Gemisch von Methylalkohol und Ethylalkohol (in Mengenanteilen von 1 Teil auf 10 Teile) wird nach dem Versuch UTAC ermittelt, Referenz: Ministerialerlass vom 20. Juni 1983 hinsichtlich Kraftfahrzeugverglasungen, S. 6959-6960.
Es wurde eine PMMA-Probe EI 50 mit einer Dicke von 6 mm ohne Latex und ohne Lack, eine PMMA-Probe EI 50, die mit dem abriebfesten Lack versehen wurde und eine mit beiden Schichten versehene Probe verglichen, einer Zwischenschicht aus Latex BA252 und einer Deckschicht aus abriebfestem Lack.
An der blanken Probe EI 50 treten Risse auf. An der nur mit dem Lack beschichteten Probe EI 50 treten die Risse mit einer im Vergleich mit dem vorhergehenden Fall leichten Verzögerung auf.
An der mit dem Latex BA252 und dem abriebfesten Lack beschichteten Probe EI 50 werden keine Risse beobachtet.

Claims

Mehrschichtiger Verbundwerkstoff, der ein Substrat, mindestens eine schlagfeste Grundierung, die auf mindestens einer Substratoberfläche aufgebracht ist, und mindestens eine abriebfeste, auf der Grundierung aufgebrachte Deckschicht umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundierung aus einem Polymer P1 besteht, das in Form von Knöllchen in einer Matrix dispergiert ist, die aus einem Polymer P2 gebildet wird, wobei die Grundierung aus mehrphasigen Polymerpartikeln hergestellt wird, wobei die Partikel jeweils zwei unterschiedliche Phasen aufweisen: – eine erste Phase, die aus dem Polymer P1 mit weichem Charakter gebildet wird, das eine Glasübergangstemperatur (Tg1) unter 20°C aufweist, und – eine zweite Phase, die aus dem Polymer P2 mit hartem Charakter gebildet wird, das eine Glasübergangstemperatur (Tg2) über 50°C aufweist.
Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel zweiphasig sind und eine Kern/Schale-Struktur besitzen.
Verbundwerkstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern das Polymer P1 und die Schale das Polymer P2 enthält.
Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer P1 eine Tg1 unter 0°C und das Polymer P2 eine Tg2 über 60°C aufweist.
Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer P1 70 bis 90 Gew.-% der Partikel und das Polymer P2 10 bis 30 Gew.-% der Partikel ausmacht.
Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer P1 hydrophober als das Polymer P2 ist.
Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymere P1 und P2 enthalten: – 90 bis 100 Gew.-% Einheiten, die durch Polymerisation mindestens eines Monomers hergestellt werden, das aus der Gruppe (I) ausgewählt ist, welche aus C_1-8-Alkylestern von (Meth)acrylsäure, Vinylestern von geradkettigen oder verzweigten Carbonsäuren, Styrol, Alkylstyrolen, Haloalkylstyrolen, konjugierten Dienen, (Meth)acrylamid, Acrylnitril, Vinylchlorid, (Meth)acrylsäure und deren Derivaten besteht, und – 0 bis 10 Gew.-% Einheiten, die durch Polymerisation mindestens eines Monomers hergestellt werden, das aus der Gruppe (II) ausgewählt ist, welche aus Allylestern von α-β-ungesättigten Monocarbonsäuren oder Dicarbonsäuren, konjugierten Dienen, (Meth)acrylaten von Polyolen, Polyvinylbenzolen und Polyallylderivaten besteht.
Verbundwerkstoff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass: – für das Polymer P1 die Monomere für die Monomere der Gruppe (I) unter Ethylacrylat, Butylacrylat, Butadien, Butyl-methacrylat und Methylmethacrylat und für die Monomere der Gruppe (II) unter 1,4-Butandioldiacrylat, Butadien, Ethylenglykoldiacrylat, Diallylmaleat und Allylmethacrylat ausgewählt sind, und – für das Polymer P2 die Monomere ausschließlich unter den Monomeren der Gruppe (I) ausgewählt sind, die Methylmethacrylat, Butylmethacrylat und Methacrylsäure umfasst.
Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ausgewählt ist unter: – den transparenten oder nicht transparenten organischen Materialien, und – den anorganischen Gläsern.
Verbundwerkstoff nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus Poly(methylmethacrylat) oder seinen Copolymeren besteht, welche schlagfest gemacht wurden.
Verbundwerkstoff nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus Polycarbonat besteht.
Gebäudeverglasung, die den Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 9 bis 11 enthält.
Kraftfahrzeugverglasung, die den Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 9 bis 11 enthält.
Kraftfahrzeugscheinwerfer, die den Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 9 bis 11 enthalten.
Sanitärprodukt, das den Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 9 bis 11 enthält.