WO2005057286A1 - α-(1'-HYDROXYALKYL)ACRYLATE ENTHALTENDE BESCHICHTUNGSMASSEN - Google Patents

α-(1'-HYDROXYALKYL)ACRYLATE ENTHALTENDE BESCHICHTUNGSMASSEN Download PDF

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    • G—PHYSICS
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    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds

Definitions

  • the present invention relates to coating compositions which contain ⁇ - (1-hydroxyalkyl) acrylates, processes for their preparation and their use.
  • ⁇ - (1'-hydroxyalkyl) acrylates can be prepared via the so-called Baylis-Hillman reaction, in which acrylates and aldehydes are reacted with one another.
  • US Pat. No. B1 6,482,568 describes radiation-curable resin compositions for photoresists which are composed of special norbornene derivatives as monomers and may optionally also contain polymerized ⁇ -hydroxymethyl acrylates as further monomers.
  • the object of the present invention was to develop new coating compositions for radiation curing and especially for multi-cure applications.
  • the term “dual cure” or “multi-cure” refers to a hardening process which takes place via two or more than two mechanisms, for example selected from radiation, moisture, chemical, oxidative and / or thermal curing, preferably selected from radiation, moisture, chemical and / or thermal curing, particularly preferably selected from radiation, chemical and / or thermal curing and very particularly preferably radiation and chemical curing.
  • Chemical curing in the sense of this document is defined as the polymerization of polymerizable compounds as a result of a reaction of hydroxy groups (-OH) with hydroxyl (-OH) reactive groups, for example isocyanates, capped isocyanates, epoxides, carbonates or aminoplasts, preferably isocyanates, Epoxides or aminoplasts, more preferably isocyanates or epoxides, and most preferably isocyanates.
  • Suitable ⁇ - (1'-hydroxyalkyl) acrylates (A) may be one or more, for example 1 to 10, preferably 1 to 6, particularly preferably 1 to 4, very particularly preferably 2 to 4 and in particular 3 to 4 ⁇ - (1 '). -Hydroxyalkyl) acrylate groups.
  • the number average molecular weight M n of these compounds (A), determined by gel permeation chromatography with tetrahydrofuran as eluent and polystyrene as standard, can be, for example, up to 10,000, preferably up to 5000, more preferably between 100 and 2000 and in particular between 100 and 1000 g / mol.
  • Examples of such ⁇ - (1'-hydroxyalkyl) acrylates (A) are compounds obtainable by reacting a mono- or polyfunctional acrylate with a monofunctional or polyfunctional carbonyl compound.
  • carbonyl compounds are aldehydes or ketones, preferably aldehydes. This may be the reaction of a monofunctional acrylate (I) with a monofunctional carbonyl compound (II).
  • R 1, R 2 and R 3 independently represent Ci - C 18 alkyl, optionally substituted by one or more oxygen and / or sulfur atoms and / or one or more substituted or unsubstituted imino groups, C 2 - C 18 alkyl, C 2 - C 18 alkenyl, C 6 -C 12 -aryl, C 5 -C 12 -cycloalkyl or a five- to six-membered, oxygen, nitrogen and / or sulfur-containing heterocycle, where the abovementioned radicals in each case by aryl, alkyl , Aryloxy, alkyloxy, heteroatoms and / or heterocycles may be substituted,
  • R 2 and / or R 3 additionally hydrogen, optionally substituted by aryl, alkyl, aryloxy, alkyloxy, heteroatoms and / or heterocycles C 1 - C 18 alkoxy or -COOR 4 ,
  • R 2 may additionally form a ring together with R 1 , in which case R 2 may represent a carbonyl group, so that the group COOR 1 and R 2 together form an acid anhydride group - (CO) -O- (CO) -,
  • R 4 has the same meaning as listed for R 1 , but may be different from this,
  • R 5 and R 6 are independently hydrogen, C 1 -C 8 -alkyl, optionally interrupted by one or more oxygen and / or sulfur atoms and / or one or more substituted or unsubstituted imino C 2 -C 18 alkyl, C 2 - 8 - Alkenyl, C 6 -C 12 -aryl, C 5 -C 2 -cycloalkyl or a five- to six-membered, oxygen-, nitrogen- and / or sulfur-containing heterocycle, where the radicals mentioned in each case by aryl, alkyl, aryloxy, alkyloxy, Heteroatoms and / or heterocycles may be substituted, or may together form a ring,
  • n is a positive integer from 2 to 10
  • R 8 is unsubstituted or substituted by halogen, C 1 -C 8 -alkyl, C 2 -C 8 -alkenyl, carboxy, carboxy-C 1 -C 8 -alkyi, C 1 -C 2 o-acyl, C 2 -C 8 -alkoxy, C 6 -C ⁇ 2 -aryl, hydroxyl, or hydroxy-substituted -C 8 alkyl-substituted C 6 -C ⁇ 2 -arylene, C 3 -C ⁇ 2 cycloalkylene, C 1 -C- 20 - alkylene or by one or more oxygen and / or sulfur atoms and / or one or more substituted or unsubstituted imino groups and / or by one or more - (CO) -, -O (CO) O-, - (NH) (CO) O-, -O (CO) (NH) -, - O (CO) - or - (
  • C 1 -C 18 -alkyl substituted by aryl, alkyl, aryloxy, alkyloxy, heteroatoms and / or heterocycles, for example methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, Heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, 2,4,4-trimethylpentyl, decyl, dodecyl, tetradecyl, heptadecyl, octadecyl, 1, 1-dimethylpropyl, 1,1-dimethylbutyl, 1,1,3,3-tetramethylbutyl, Benzyl, 1-phenylethyl, 2-phenylethyl, ⁇ , ⁇ -dimethylbenzyl, benzhydryl, p-tolylmethyl, 1- (p-butyl
  • C 1 -C 18 -alkoxy substituted by aryl, alkyl, aryloxy, alkyloxy, heteroatoms and / or heterocycles for example methoxy, ethoxy, n-propyloxy, isopropyloxy, n-butyloxy, isobutoxy, sec-butyloxy, tert-butyloxy, 6-hydroxy-1,4-dioxohexyl, 9-hydroxy-1, 4,7-trioxononyl, 12-hydroxy-1, 4,7,10-tetraoxododecyl, 6-methoxy-1 , 4-dioxohexyl, 9-methoxy-1, 4,7-trioxononyl, 12-methoxy-1, 4,7,10-tetraoxododecyl, 6-ethoxy-1,4-dioxohexyl, 9-ethoxy-1,4 , 7-trioxononyl, 12-ethoxy
  • C 2 - C ⁇ 8 alkyl for example, 5-hydroxy-3-oxa-pentyl, 8-hydroxy-3,6-dioxa octyl, 11-hydroxy-3,6,9-trioxa-undecyl, 7-hydroxy-4-oxa-heptyl, 11-hydroxy-4,8-dioxa-undecyl, 15-hydroxy-4,8,12- trioxa-pentadecyl, 9-hydroxy-5-oxa-nonyl, 14-hydroxy-5,10-oxo-tetradecyl, 5-methoxy-3-oxa-pentyl, 8-methoxy-3,6-dioxo-octyl, 11 - Methoxy-3,6,9-trioxa undecyl, 7-methoxy-4-oxa-
  • the number of oxygen and / or sulfur atoms and / or imino groups is not limited. As a rule, it is not more than 5 in the radical, preferably not more than 4, and very particularly preferably not more than 3.
  • At least one carbon atom preferably at least two, is usually present between two heteroatoms.
  • Substituted and unsubstituted imino groups may be, for example, imino, methylimino, / so-propylimino, n-butylimino or tert-butylimino.
  • C 2 -C 18 -alkenyl optionally substituted by aryl, alkyl, aryloxy, alkyloxy, heteroatoms and / or heterocycles, for example vinyl, 1-propenyl, allyl, methallyl, 1, 1-dimethylallyl, 2-butenyl, 2-hexenyl, octenyl, undecenyl, dodecenyl, octadecenyl, 2-phenylvinyl, 2-methoxyvinyl, 2-ethoxyvinyl, 2-methoxyallyl, 3-methoxyallyl, 2-ethoxy-allyl, 3 Ethoxyallyl or 1- or 2-chlorovinyl,
  • C 6 -C 2 -aryl optionally substituted by aryl, alkyl, aryloxy, alkyloxy, heteroatoms and / or heterocycles, for example phenyl, tolyl, xylyl, ⁇ -naphthyl, ⁇ -naphthyl, 4-diphenylyl, chlorophenyl, dichlorophenyl, trichlorophenyl, Difluorophenyl, methylphenyl, dimethylphenyl, trimethylphenyl, ethylphenyl, diethylphenyl, / so-propylphenyl, tert-butylphenyl, dodecylphenyl, methoxyphenyl, dimethoxyphenyl, ethoxyphenyl, hexyloxyphenyl, methylnaphthyl, isopropylnaphthyl, chlomaphthyl, e
  • 2 -cycloalkyl for example, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclooctyl, cyclododecyl, methylcyclopentyl, dimethylcyclopentyl, methylcyclohexyl, dimethylcyclohexyl, diethylcyclohexyl, butylcyclohexyl, methoxycyclohexyl, dimethoxycyclohexyl, diethoxycyclohexyl, butylthiocyclohexyl, chlorocyclohexyl, dichlorocyclohexyl, dichlorocyclopentyl and a saturated or unsaturated bicyclic system such as norbornyl or norbornenyl,
  • a five- to six-membered heterocycle having oxygen, nitrogen and / or sulfur atoms for example furyl, thiophenyl, pyrryl, pyridyl, indolyl, benzoxazolyl, dioxolyl, dioxyl, benzimidazolyl, benzthiazolyl, dimethylpyridyl, methylquinolyl, dimethylpyrryl, methoxyfuryl, dimethoxypyridyl, Difluorpyridyl, methylthiophenyl, isopropylthiophenyl or tert-butylthiophenyl and
  • Ci to C alkyl, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl or te ⁇ t.-butyl.
  • the number of substituents in the indicated radicals is not limited. In general, it is up to 3 substituents, preferably up to 2 and particularly preferably up to one with radicals having one to three carbon atoms. In the case of radicals having four to six carbon atoms, it is generally up to 4 substituents, preferably up to 3 and particularly preferably up to one. For radicals with more than seven carbon atoms, it is usually up to 6 substituents, preferably up to 4 and more preferably up to two.
  • R 1 is preferably C 1 -C 18 -alkyl or C 5 -C 12 -cycloalkyl which is substituted by aryl, alkyl, aryloxy, alkyloxy, heteroatoms and / or heterocycles, for example methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl , tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, 3-hydroxypropyl, 4-hydroxybutyl, 6-hydroxyhexyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclooctyl, cyclododecyl, methylcyclopentyl, dimethylcyclopentyl, methylcyclohexyl, dimethylcyclohexyl, norbornyl or norbornenyl, more preferred
  • R 2 is preferably hydrogen, C 1 -C 18 -alkyl substituted by aryl, alkyl, aryloxy, alkyloxy, heteroatoms and / or heterocycles or a carbonyl group which is bonded to R 1 , so that the group COOR 1 and R 2 together form an acid anhydride group - (CO) -O- (CO) - form, more preferably hydrogen, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl or tert-butyl, most preferably hydrogen or methyl and especially hydrogen.
  • R 3 is preferably hydrogen, C 1 -C 18 -alkyl substituted by aryl, alkyl, aryloxy, alkyloxy, heteroatoms and / or heterocycles, more preferably hydrogen, or C 1 -C 4 -alkyl, among which in the context of this document methyl, ethyl, propyl, isopropyl , n-butyl, sec-butyl or tert-butyl, very particularly preferably hydrogen or methyl and especially hydrogen.
  • R 4 is preferably methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl or tert-butyl, more preferably methyl or ethyl.
  • R 5 and R 6 are each independently preferably hydrogen, C 1 -C 18 -alkyl substituted by aryl, alkyl, aryloxy, alkyloxy, heteroatoms and / or heterocycles, C 2 -C 8 -alkenyl, C 6 -C 12 -aryl or C 5 - C ⁇ 2 -cycloalkyl, particularly preferably hydrogen, substituted by aryl, alkyl, aryloxy, alkyloxy, heteroatoms and / or heterocycles C T - C 18 alkyl or C 6 - C ⁇ 2 aryl, very particularly preferably hydrogen, methyl, ethyl , Propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, phenyl, benzyl, tolyl, o-, m- or p-xylyl, 2-, 3- or 4-methoxyphenyl, 2-, 3 - or 4-chlorophenyl or
  • At least one of the two radicals R 5 and R 6 is hydrogen.
  • R 7 is preferably an organic radical derived from an n-valent alcohol by removal of n-hydroxy groups, for example derived from dihydric to ten-hydric alcohols, more preferably derived from dihydric to hexahydric alcohols, most preferably derived from di-bis tetrahydric alcohols and in particular derived from dihydric to trihydric alcohols.
  • R 8 is preferably phenyl which is unsubstituted or substituted by halogen, C ⁇ -C 8 alkyl, C 2 -C 8 -Alke- nyl carboxy, carboxy-C C 8 alkyl, -C 2 o-acyl, dC 8 -alkoxy, C 6 -C 12 -aryl, hydroxyl or hydroxy-substituted C 1 -C 8 -alkyl-substituted C 6 -C 12 -arylene, C 3 -C-, 2 -cycloalkylene or C 1 -C 20 -alkylene or by one or more oxygen and / or sulfur - Felatome and / or one or more substituted or unsubstituted imino groups and / or by one or more - (CO) -, -O (CO) O-, - (NH) (CO) O-, -O (CO) (NH ) -, -O (CO)
  • Examples of compounds (I) are methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, sec-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2 -Hydroxyethyl acrylate, 5-hydroxy-3-oxa-pentyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 6-hydroxyhexyl acrylate, dihydrodicyclopentadienyl acrylate, norbornyl acrylate, cyclohexyl acrylate, cyclopentyl acrylate, cyclododecyl acrylate, phenyl acrylate, crotonic acid methyl ester, crotonic acid ethyl ester , Maleic anhydride, dimethyl maleate
  • Preferred compounds (I) are methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, sec-butyl acrylate, tert-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate.
  • Particularly preferred compounds (I) are methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate.
  • Examples of compounds (II) are formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, n-butyraldehyde, isobutyraldehyde, heptanal, nonanal, cyclopentylaldehyde, cyclohexylaldehyde, benzaldehyde, 3-chlorobenzaldehyde, 4-chlorobenzaldehyde, 3-hydroxybenzaldehyde, 4-hydroxybenzaldehyde , 3-methoxybenzaldehyde, 4-methylbenzaldehyde, phenylacetaldehyde, salicylaldehyde, chloral hydrate, 4-dimethylaminobenzaldehyde, furfural, 2-nitrobenzaldehyde, vaniline, anisaldehyde, cinnamaldehyde, pyridinecarbaldehyde, hydroxypivaline aldehyde, dimethylolpropional
  • Preferred compounds (II) are the aldehydes listed, with particular preference being given to formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, n-butyraldehyde, isobutyraldehyde, benzaldehyde, 3-hydroxybenzaldehyde, 4-hydroxybenzaldehyde, hydroxypivalaldehyde, dimethylolpropionaldehyde, dimethylolbutyraldehyde and trimethylolacetaldehyde, very particular preference being given to formaldehyde , Acetaldehyde, propionaldehyde, n-butyraldehyde, isobutyraldehyde, 3-hydroxybenzaldehyde, 4-hydroxybenzaldehyde and dimethylolbutyraldehyde, and especially formaldehyde.
  • 5,380,901 consistently achieves ether-bridged systems owing to the use of para-formaldehyde or para-formaldehyde / DMSO, in which the formation of formals is not suppressed, it is advantageous to use aldehydes having a high proportion of lower formals , For example, w ⁇ 20, preferably w ⁇ 10 and particularly preferably w ⁇ 5.
  • the proportion of these lower formals should, based on the total amount of aldehyde, be for example at least 50%, preferably at least 60%, particularly preferably at least 70% and very particularly preferably at least 80%.
  • formaldehyde for example, by using formaldehyde in the form of aqueous solutions, for example not more than 49% pure and preferably up to 37% pure.
  • This proportion is determined as the molar fraction of the aldehyde equivalents in ether linkages (-CHR 5 -O-CHR 5 -) on the sum of the Baylis-Hillman products, ie ether linkages and terminal -CHR 5 OH groups.
  • the ether linkages thus correspond to 2 molar equivalents of aldehyde R 5 -CHO, whereas the terminal -CHR 5 OH groups correspond to one molar equivalent of aldehyde.
  • the determination of the proportions of the groups can be carried out, for example, by NMR spectroscopy.
  • the proportion of ether linkages can generally be 50% or less, preferably 40% or less, more preferably not more than 33%, very particularly preferably not more than 25% and in particular to not more than 15%.
  • Examples of compounds (IV) are ethylene glycol diacrylate, 1,2-propanediol diacrylate, 1,3-propanediol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,3-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,8 Octanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, 1, 1, 2, 1, 3 and 1, 4-cyclohexanedimethanol diacrylate, 1, 2, 1, 3 or 1, 4-cyclohexanediol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, ditrimethylolpropane penta- or hexaacrylate, pentaerythritol tri- or tetraacrylate, glycerol di- or triacrylate, and di- and polyacrylates of sugar alcohols, such as sorbitol, mannitol
  • R 9 and R independently of one another are hydrogen or d-ds-alkyl
  • k, I, m, q independently of one another are each an integer from 1 to 10, preferably 1 to 5 and particularly preferably 1 to 3, and
  • These are preferably acrylates of one to twenty times and more preferably three to ten times ethoxylated, propoxylated or mixed ethoxylated and propoxylated and in particular exclusively ethoxylated neopentylglycol, trimethylolpropane, trimethylolethane or pentaerythritol.
  • Preferred compounds (IV) are ethylene glycol diacrylate, 1,2-propanediol diacrylate, 1,3-propanediol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, polyesterpolyol acrylates, polyetherol acrylates and triacrylate of one to twenty times ethoxylated trimethylolpropane ,
  • Particularly preferred compounds are 1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate and triacrylate of one to twenty times ethoxylated trimethylolpropane.
  • Polyester polyols are e.g. from Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 4th Edition, Volume 19, pp. 62-65. Preference is given to using polyesterpolyols which are obtained by reacting dihydric alcohols with dibasic carboxylic acids. Instead of the free polycarboxylic acids, it is also possible to use the corresponding polycarboxylic anhydrides or corresponding polycarboxylic acid esters of lower alcohols or mixtures thereof to prepare the polyesterpolyols.
  • the polycarboxylic acids may be aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic, aromatic or heterocyclic, and optionally, e.g. by halogen atoms, substituted and / or unsaturated. Examples include:
  • anhydrides or dialkyl esters for example C 1 -C 4 -alkyl esters, preferably methyl, ethyl or n-but
  • dicarboxylic acids of the general formula HOOC- (CH 2 ) y -COOH, where y is a number from 1 to 20, preferably an even number from 2 to 20, particularly preferably succinic acid, adipic acid, sebacic acid and dodecanedicarboxylic acid.
  • Suitable polyhydric alcohols for preparing the polyesterols are 1, 2-propanediol, ethylene glycol, 2,2-dimethyl-1,2-ethanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1, 3-butanediol, 1, 4-butanediol, 3-methylpentane-1,5-diol, 2-ethylhexane-1, 3-diol, 2,4-diethyloctane-1,3-diol, 1,6-hexanediol, poly-THF with one molecular weight between 162 and 2000, poly-1,3-propanediol having a molecular weight between 134 and 1178, poly-1,2-propanediol having a molecular weight between 134 and 898, polyethylene glycol having a molecular weight between 106 and 458, neopentyl glycol, hydroxypivalic acid ne
  • Alcohols of the general formula HO- (CH 2 ) x -OH, where x is a number from 1 to 20, preferably an even number from 2 to 20, are preferred.
  • Preferred are ethylene glycol, butane-1, 4-diol, hexane-1, 6-diol, octane-1, 8-diol and dodecane-1, 12-diol. Further preferred is neopentyl glycol.
  • polycarbonate diols e.g. by reaction of phosgene with an excess of the mentioned as synthesis components for the polyester polyols low molecular weight alcohols, into consideration.
  • lactone-based polyesterdiols which are homopolymers or copolymers of lactones, preferably hydroxyl-terminated addition products of lactones to suitable difunctional starter molecules.
  • Suitable lactones are preferably those which are derived from compounds of the general formula HO- (CH 2 ) z -COOH, where z is a number from 1 to 20 and an H atom of a methylene unit is also denoted by a d- to C- Alkyl radical may be substituted.
  • Examples are ⁇ -caprolactone, ⁇ -propiolactone, gamma-butyrolactone and / or methyl- ⁇ -caprolactone, 4-hydroxybenzoic acid, 6-hydroxy-2-naphthoic acid or pivalolactone and mixtures thereof.
  • Suitable starter components are, for example, the low molecular weight dihydric alcohols mentioned above as the synthesis component for the polyesterpolyols.
  • the corresponding polymers of ⁇ -caprolactone are particularly preferred.
  • Lower polyester diols or polyether diols can also be used as starters for the preparation of the lactone polymers.
  • Examples of compounds (VI) are glyoxal, succinaldehyde, glutaraldehyde, capronaldehyde, phthalaldehyde or terephthalaldehyde, preferably glyoxal.
  • Another object of the present invention are compounds of formula (V) in which n is at least 3 and preferably 3 or 4. Very particular preference is given to those compounds in which the radical R 7 is derived from optionally alkoxylated trimethylolpropane or pentaerythritol. Due to the simultaneous presence of acrylate and hydroxyl groups, these compounds have a particularly good suitability for dual-cure curing. It is surprising, with knowledge of the teaching of US 5,380,901, that despite the higher density of the hydroxy groups and their spatial proximity no increased proportion of Etherverb Wegieux were defined as defined above.
  • Baylis-Hillman reaction is known per se to a person skilled in the art and described, for example, in H.M.R. Hoffmann, J. Rabe, Angew. Chem., Int. Ed. EngL, 22, 1983, 795-796 and 796-797, A. Foucaud, E. le Rouille, Synthesis, 1990, 787-789, Y. Fort, M.-C. Berthe, P. Caubere, Synthetic Communications, 1992, 22 (9), 1265-1275 or D. Basaviah, P. D. Rao and R. S. Hyma, Tetrahedron, 1996, 52 (24), 8001-8062.
  • the reaction can be carried out at a temperature between 0 ° C and 100 ° C, preferably 20 to 80 ° C and particularly preferably 25 ° C to 60 ° C.
  • ketones it may be necessary to apply high pressure as described in D. Basaviah et al, supra, p. 8004.
  • the catalyst used for the reaction is usually a tertiary amine or phosphine, for example trimethylamine, triethylamine, tri-n-butylamine, ethyl-di- / so-propylamine, methyl-di-so-propylamine, N-methylmorpholine, N Methylpiperidine, triethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, 4-dimethylaminopyridine, 1, 5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene (DBN), 1, 8-diazabicyclo [5.4.0] -undec- 7-ene (DBU), pyrolloline, quinuclidine, quinidine, trimethylphosphine, triethylphosphine, tri-n-butylphosphine, dimethylphenylphosphine, the tertiary amines or phosphines listed in D.
  • the catalyst is generally used in amounts of from 1 to 50 mol% with respect to acrylic groups, preferably from 5 to 50, particularly preferably from 10 to 40 and very particularly preferably from 15 to 30 mol%.
  • the stoichiometry between acrylate groups and carbonyl compounds is generally 1: 0.05-1.5, preferably 1: 0.1-1.3, more preferably 1: 0.2-1.0, and most preferably 1: 0, 4 - 1, 0.
  • the solvents used may preferably be water, petroleum ether, ligroin, toluene, benzene, xylene, tetrahydrofuran (THF), diethyl ether, dioxane or else the acrylate used.
  • the reaction can also be carried out in the absence of a solvent. If the acrylate is used as a solvent, the resulting reaction mixture, which contains both the acrylate used and ⁇ - (1 'hydroxyalkyl) acrylate, purified or used without separation of the acrylate as such, the acrylate then as reactive or multifunctional Acrylate acts.
  • the mixture can also be purified by distillation, stripping, acidic, alkaline or neutral scrubbing, filtration or the like on a purification of the reaction mixture.
  • the carbonyl compound is used substoichiometrically in relation to the acrylate groups, so that reaction mixtures containing the Baylis-Hillman product in admixture with the acrylate used are obtained.
  • Such mixtures can be used with advantage in coating compositions for radiation curing and / or dual-cure curing.
  • P photoinitiators known to those skilled in the art may be used, e.g. those in "Advances in Polymer Science", Volume 14, Springer Berlin 1974 or in K.K. Dietliker, Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints, Volume 3; Photoinitiators for Free Radical and Cationic Polymerization, P.K.T. Oldring (Eds), SITA Technology Ltd, London.
  • Suitable examples are phosphine oxides, benzophenones, ⁇ -hydroxy-alkyl aryl ketones, thioxanthones, anthraquinones, acetophenones, benzoins and benzoin ethers, ketals, imidazoles or phenylglyoxylic acids and mixtures thereof.
  • Phosphine oxides are, for example, mono- or bisacylphosphine oxides, such as, for example, Irgacure® 819 (bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide), as described, for example, in EP-A 7 508, EP-A 57 474, DE-A 196 18 720, EP-A 495 751 or EP-A 615 980 are described, for example, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide (Lucirin ® TPO), ethyl 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinate and bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2, 4,4-trimethylpentylphosphine oxide,
  • Irgacure® 819 bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide
  • Benzophenones are, for example, benzophenone, 4-aminobenzophenone, 4,4'-bis (dimethylamino) benzophenone, 4-phenylbenzophenone, 4-chlorobenzophenone, Michler's ketone, o-methoxybenzophenone, 2,4,6-trimethylbenzophenone, 4-methylbenzophenone, 2 , 4-dimethylbenzophenone, 4-isopropylbenzophenone, 2-chlorobenzophenone,
  • 2,2'-dichlorobenzophenone, 4-methoxybenzophenone, 4-propoxybenzophenone or 4-butoxybenzophenone, ' ⁇ -hydroxy-alkyl-aryl-ketones are for example 1 -Benzoylcyclohexan-1-ol (1-hydroxy-cyclohexyl phenyl ketone), 2-hydroxy-2,2-dimethyIacetophenon (2-hydroxy-2-methyl-1 - phenyl -propan-1-one), 1-hydroxyacetophenone, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one or polymer which is 2-hydroxy Contains 2-methyl-1 - (4-isopropene-2-yl-phenyl) -propan-1-one in copolymerized form (Esacure® KIP 150)
  • xanthones and thioxanthones are 10-thioxanthenone, thioxanthen-9-one, xanthen-9-one, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-diisopropyltrioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone or chloroxanthenone,
  • Anthraquinones are, for example, ⁇ -methylanthraquinone, tert.-butylanthraquinone, anthraquinonecarbonyl acid ester, benz [de] anthracen-7-one, benz [a] anthracene-7,12-dione, 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-terf Butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone or 2-amylanthraquinone,
  • Acetophenones are, for example, acetophenone, acetonaphthoquinone, valerophenone, hexanophenone, phenylbutyrophenone, p-morpholinopropiophenone, dibenzosuberone, 4-morpholinobenzophenone, p-diacetylbenzene, 4'-methoxyacetophenone, ⁇ -tetralone, 9-acetylphenanthrene, 2-acetylphenanthrene, 3-acetylphenanthrene, 3 Acetylol, 9-fluorenone, 1-indanone, 1, 3,4-triacetylbenzene, 1-acetonaphthone, 2-acetonaphthone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone , 1, 1-dichloroacetophenone, 1-hydroxyacetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone
  • Benzoins and benzoin ethers are, for example, 4-morpholinodeoxybenzoin, benzoin, benzoin isobutyl ether, benzoin tetrahydropyranyl ether, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin butyl ether, benzoin isopropyl ether or 7-H-benzoinmethyl ether.
  • Ketals are, for example, acetophenone dimethyl ketal, 2,2-diethoxyacetophenone, or benzil ketals, such as benzil dimethyl ketal.
  • Phenylglyoxylic acids are described, for example, in DE-A 198 26712, DE-A 199 13 353 or WO 98/33761.
  • photoinitiators are, for example, benzaldehyde, methyl ethyl ketone, 1-naphthaldehyde, triphenylphosphine, tri-o-tolylphosphine or 2,3-butanedione.
  • Typical mixtures include, for example, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-2-one and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide and 2 -Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, benzophenone and 1-Hydroxycyclohexyl phenyl ketone, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentyl phosphine oxide and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide and 2-hydroxy-2 -methyl-1-phenyl-propan-1-one, 2,4,6-trimethylbenzophenone and 4-methylbenzophenone or 2,4,6-trimethylbenzophenone and 4-methylbenzophenone and 2,4,6-trimethylbenzo
  • Such coating compositions according to the invention can be used according to the invention in radiation curing.
  • the coating compositions of the invention may further comprise at least one reactive diluent and / or at least one multifunctional, polymerizable compound and / or further typical coatings additives.
  • Reactive thinner are, for example, esters of (meth) acrylic acid with alcohols having 1 to 20 C atoms, e.g. Methyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid ethyl ester, butyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid 2-ethylhexyl ester, 2-hydroxyethyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, dihydrodicyclopentadienyl acrylate, vinyl aromatic compounds, e.g. Styrene, divinylbenzene, ⁇ , ⁇ -unsaturated nitriles, e.g.
  • esters of (meth) acrylic acid with alcohols having 1 to 20 C atoms e.g. Methyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid ethyl ester, butyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid 2-ethylhexyl ester, 2-hydroxyethy
  • N-vinylacetamide, N-vinyl-N-methylformamide and N-vinyl-N-methylacetamide or vinyl ethers e.g. Methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, / so-propyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, se / butyl vinyl ether, / so-butyl vinyl ether, tert-butyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, and mixtures thereof.
  • (Meth) acrylic acid in this specification stands for methacrylic acid and acrylic acid, preferably for acrylic acid.
  • Multifunctional, polymerizable compounds are preferably multifunctional (meth) acrylates which carry at least 2, preferably 3-10, more preferably 3-6, very preferably 3-4, and in particular 3 (meth) acrylate groups, preferably acrylate groups.
  • These may be, for example, esters of (meth) acrylic acid with correspondingly at least dihydric polyhydric alcohols.
  • Such polyalcohols are, for example, at least divalent polyols, polyether or polyesterols or polyacrylate polyols having an average OH functionality of at least 2, preferably 3 to 10, suitable.
  • At least divalent polyalcohols are, for example, those as listed above in the preparation of the polyesterols.
  • At least divalent polyalcohols are alkoxylated at least divalent polyalcohols of the above-mentioned formulas (IVa), (IVb) or (IVc).
  • Suitable alkylene oxides are, for example, ethylene oxide, propylene oxide, isobutylene oxide, vinyl oxirane and / or styrene oxide.
  • the alkylene oxide chain may preferably be composed of ethylene oxide, propylene oxide and / or butylene oxide units. Such a chain may be composed of a species of an alkylene oxide or a mixture of alkylene oxides. When a mixture is used, the different alkylene oxide units may be random or block or blocks of individual species.
  • the number of alkylene oxide units in the chain is, for example, 1 to 20, preferably 1 to 10, particularly preferably 1 to 5 and in particular 1 to 3 and exceptionally preferably 1, based on the respective hydroxyl groups of the polyhydric alcohol.
  • polyesterols are e.g. such as those already listed above.
  • the molecular weights M n of the polyesterols or polyetherols are preferably between 100 and 4000 (M n determined by gel permeation chromatography using polystyrene as standard and tetrahydrofuran as eluent).
  • Other multifunctional (meth) acrylates may be polyester (meth) acrylates, epoxy (meth) acrylates, urethane (meth) acrylates or (meth) acrylated polyacrylates, as described above as acrylates of (IVa), (IVb) or (IVc) are listed.
  • the (meth) acrylate groups it is also possible to use other free-radically or cationically polymerizable groups.
  • Urethane (meth) acrylates are obtainable, for example, by reacting polyisocyanates with hydroxyalkyl (meth) acrylates or vinyl ethers and optionally chain extenders such as diols, polyols, diamines, polyamines or dithiols or polythiols.
  • Preferred multifunctional (meth) acrylates are trimethylolpropane tri (meth) acrylate, (meth) acrylates of ethoxylated and / or propoxylated trimethylolpropane, pentaerythritol, glycerol or di-trimethylolpropane. Particularly preferred are acrylates of ethoxylated and / or propoxylated trimethylolpropane or pentaerythritol.
  • antioxidants for example, antioxidants, stabilizers, activators (accelerators), fillers, pigments, dyes, antistatic agents, flame retardants, thickeners, thixotropic agents, surface-active agents, viscosity modifiers, plasticizers or chelating agents can be used.
  • a post-curing accelerator e.g. Tin octoate, zinc octoate, dibutyltin laureate or diaza [2.2.2] bicyclooctane.
  • one or more photochemically and / or thermally activatable initiators may be added, e.g. Potassium peroxodisulfate, dibenzoyl peroxide, cyclohexanone peroxide, di-tert-butyl peroxide, azobis / so-butyronitrile, cyclohexylsulfonyl acetyl peroxide, di- / sopropyl percarbonate, tert-butyl peroctoate or benzopinacol, and for example those thermally activatable initiators which have a half-life of 80 ° C have more than 100 hours, such as di-t-butyl peroxide, cumene hydroperoxide, dicumyl peroxide, t-butyl perbenzoate, silylated pinacols, the z.
  • photochemically and / or thermally activatable initiators may be added, e.g. Potassium peroxodisulfate,
  • ADDID 600 commercially available under the trade name ADDID 600 from Wacker or hydroxyl-containing amine-N-oxides, such as 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl, 4-hydroxy-2,2,6, 6- tetramethylpiperidine-N-oxyl etc.
  • chelating agents e.g. Ethylenediaminetic acid and its salts and ß-dike tone be used.
  • Suitable fillers include silicates, e.g. B. by hydrolysis of silicon tetrachloride available silicates such as Aerosil ® the Fa. Degussa, silica, talc, aluminum silicates, magnesium silicates, calcium carbonates, etc.
  • 'Suitable stabilizers include typical UV absorbers such as oxanilides, triazines and benzotriazole (the latter available as Tinuvin ® grades from Ciba-Spezialitatenchemie) and benzophenones.
  • radical scavengers for example sterically hindered amines such as 2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 2,6-di-tert-butylpiperidine or derivatives thereof, eg. B. bis (2,2,6,6-tetra-methyl-4-piperi- dyl) sebacinat be used.
  • Stabilizers are usually used in amounts of 0.1 to 5.0 wt .-%, based on the solid components contained in the preparation.
  • the coating compositions according to the invention are advantageously usable for dual or multi-cure applications if they additionally contain at least one compound (B) having at least one hydroxy (-OH) reactive group.
  • Compounds (B) having at least one hydroxy (-OH) reactive group may be, for example, isocyanates, capped isocyanates, epoxides, carbonates or aminoplasts.
  • Isocyanates are, for example, aliphatic, aromatic and cycloaliphatic diisocyanates and polyisocyanates having an NGO functionality of at least 1, 8, preferably 1, 8 to 5 and particularly preferably 2 to 4 in question, and also their isocyanurates, biurets, urethanes, allophanates and uretdiones ,
  • the diisocyanates are preferably isocyanates having 4 to 20 C atoms.
  • Examples of customary diisocyanates are aliphatic diisocyanates, such as tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (1,6-diisocyanatohexane), octamethylene diisocyanate, decamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, tetradecamethylene diisocyanate, derivatives of lysine diisocyanate, trimethylhexane diisocyanate or tetra methylhexane diisocyanate, cycloaliphatic diisocyanates, such as 1,4.
  • Suitable polyisocyanates are polyisocyanates containing isocyanurate groups, uretdione diisocyanates, biuret-group-containing polyisocyanates, urethane or allophatic polyisocyanates.
  • aliphatic or cycloaliphatic di- and polyisocyanates e.g. the abovementioned aliphatic or cycloaliphatic diisocyanates, or mixtures thereof.
  • hexamethylene diisocyanate 1, 3-bis (isocyanatomethyl) - cyclohexane, isophorone diisocyanate and di (isocyanatocyclohexyl) methane
  • isophorone diisocyanate and hexamethylene diisocyanate particularly preferred is hexamethylene diisocyanate.
  • isocyanurate-containing polyisocyanates of aromatic, aliphatic and / or cycloaliphatic diisocyanates Particular preference is given here to the corresponding aliphatic and / or cycloaliphatic isocyanatoisocyanurates, and in particular those based on hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate.
  • the isocyanurates present are, in particular, trisisocyanatoalkyl or trisisocyanatocycloalkyl isocyanurates, which are cyclic trimers of the diisocyanates, or mixtures with their higher homologs having more than one isocyanurate ring.
  • the isocyanato-isocyanurates generally have an NCO content of 10 to 30 wt .-%, in particular 15 to 25 wt .-% and an average NCO functionality of 2.6 to 4.5.
  • uretdione diisocyanates having aromatic, aliphatic and / or cycloaliphatic bound isocyanate groups, preferably aliphatically and / or cycloaliphatically bonded and in particular those derived from hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate.
  • Uretdione diisocyanates are cyclic dimerization products of diisocyanates.
  • the uretdione diisocyanates can be used in the preparations according to the invention as the sole component or in a mixture with other polyisocyanates, in particular those mentioned under 1).
  • biuret polyisocyanates having aromatic, cycloaliphatic or aliphatic bound, preferably cycloaliphatic or aliphatic bound isocyanate groups, in particular tris (6-isocyanatohexyl) biuret or mixtures thereof with its higher homologues.
  • These biuret polyisocyanates generally have an NCO content of 18 to 22 wt .-% and an average NCO functionality of 2.8 to 4.5.
  • oxadiazinetrione-containing polyisocyanates preferably derived from hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate.
  • oxadiazinitrione-containing polyisocyanates can be prepared from diisocyanate and carbon dioxide.
  • Iminooxadiazindion phenomenon containing polyisocyanates preferably derived from hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate.
  • Such iminooxadiazine-containing polyisocyanates can be prepared from diisocyanates by means of special catalysts.
  • the polyisocyanates 1) to 7) can be used in a mixture, if appropriate also in a mixture with diisocyanates.
  • the isocyanate groups may also be present in capped form.
  • Suitable capping agents for NCO groups are e.g. Oximes, phenols, imidazoles, pyrazoles, pyrazolinones, diketopiperazines, caprolactam, malonic acid esters or compounds as mentioned in the publications of Z.W. Wicks, Prog. Org. Coat. 3 (1975) 73-99 and Prog. Org. Coat 9 (1981), 3-28 and in Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Vol. XIV / 2, 61 ff. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1963.
  • blocking or blocking agents compounds which convert isocyanate groups into blocked (capped or protected) isocyanate groups, which then do not exhibit the usual reactions of a free isocyanate group below the so-called deblocking temperature.
  • blocked isocyanate group compounds are commonly used in dual-cure coating compositions that are finally cured by isocyanate group cure.
  • Epoxy compounds are those having at least one, preferably having at least two, preferably two or three epoxide groups in the molecule.
  • Suitable examples include epoxidized olefins, glycidyl esters (eg glycidyl (meth) acrylate) of saturated or unsaturated carboxylic acids or glycidyl ethers of aliphatic or aromatic polyols. Such products are commercially available in large numbers. Polyglycidyl compounds of the bisphenol A, F or B type and glycidyl ethers of polyhydric alcohols, for example of butanediol, of 1,6-hexanediol, of glycerol and of pentaerythritol, are particularly preferred.
  • Examples of such polyepoxide compounds of Epikote ® 812 are gene and Epikote ® 828 (epoxide value: about 0.53 mol / 100g), Epikote ® 1001, Epikote ® 1007, and Epikote ® 162 (epoxide value: about 0.61 mol / 100 g) from resolution, Rutapox® 0162 (epoxide value: about 0.58 mol / 100g), Studtapox ® 0164 (epoxide value: about 0.53 mol / 100g) and Rütapox ® 0165 (epoxide value: about 0.48 mol / 100g) Bakelite AG, Araldite ® DY 0397 (epoxide value: about 0.83 mol / 100g) from Vantico AG.
  • Carbonate compounds are those having at least one, preferably at least two, preferably two or three carbonate groups in the molecule, which preferably contain terminal -CC 20 alkyl carbonate groups, more preferably terminal CrC alkyl carbonate groups, most preferably terminal methyl carbonate, ethyl carbonate or n-butyl carbonate.
  • suitable compounds (B) are compounds having active methylol or alkylalkoxy groups, in particular methylalkoxy groups, on aminoplast crosslinking agents, for example etherified reaction products of formaldehyde with amines, such as amine, urea, etc., phenol / formaldehyde adducts, siloxane or silane groups and anhydrides, as described, for example, in US Pat. No. 5,770,650.
  • preferred aminoplasts are particularly preferred urea resins and melamine resins, such.
  • Suitable urea resins are those which are obtainable by reacting ureas with aldehydes and can be modified if appropriate.
  • urea, N-substituted or N, N'-disubstituted ureas are suitable, e.g. N-methylurea, N-phenylurea, N, N'-dimethylurea, hexamethylenediurea, N, N'-diphenylurea, 1,2-ethylenediurea, 1,3-propylenediurea, diethylenetriurea, dipropylenetriurea, 2-hydroxypropylenediurea, 2- imidazolidinone (ethyleneurea), 2-oxohexahydropyrimidine (propyleneurea) or 2-oxo-5-hydroxyhexahydropyrimidine (5-hydroxypropyleneurea).
  • Urea resins may optionally be partially or fully modified, e.g. by reaction with mono- or polyfunctional alcohols, ammonia or amines (cationically modified urea resins) or with (hydrogen) sulfites (anionically modified urea resins), the alcohol-modified urea resins are particularly suitable.
  • Possible alcohols for the modification are C 1 -C 6 -alcohols, preferably C 1 -C 4 -alcohol and, in particular, methanol, ethanol, iso-propanol, n-propanol, n-butanol, isobutanol and sec-butanol.
  • Suitable melamine resins are those which are obtainable by reacting melamine with aldehydes and which may optionally be partially or completely modified.
  • aldehydes in particular formaldehyde, acetaldehyde, / so-butyraldehyde and glyoxal are suitable.
  • Melamine-formaldehyde resins are reaction products of the reaction of melamine with aldehydes, for example the abovementioned aldehydes, in particular formaldehyde.
  • the resulting methylol groups are modified by etherification with the above-mentioned monohydric or polyhydric alcohols.
  • the melamine-formaldehyde resins can also be modified as described above by reaction with amines, aminocarboxylic acids or sulfites.
  • aminoplasts The production of said aminoplasts is carried out according to known methods.
  • melamine-formaldehyde resins including monomeric or polymeric melamine resins, and partially or fully alkylated melamine resins, urea resins, e.g. Methylol ureas such as formaldehyde-urea resins, alkoxy ureas such as butylated formaldehyde-urea resins, but also N-methylol acrylamide emulsions, / so-butoxy methyl acrylamide emulsions, polyanhydrides, such. Polysuccinic anhydride, and siloxanes or silanes, e.g. Dimethyldimethoxysilane.
  • urea resins e.g. Methylol ureas such as formaldehyde-urea resins, alkoxy ureas such as butylated formaldehyde-urea resins, but also N-methylol acrylamide emulsions, / so-butoxy methyl
  • aminoplast resins such as melamine-formaldehyde resins or formaldehyde-urea resins.
  • the substrates are coated by customary methods known to the person skilled in the art, at least one coating composition or lacquer formulation according to the invention being applied to the substrate to be coated in the desired thickness and the volatile constituents of the coating composition removed, if appropriate with heating. If desired, this process can be repeated one or more times.
  • the application to the substrate can in a known manner, for. B. by spraying, filling, doctoring, brushing, rolling, rolling or pouring done.
  • the coating thickness is generally in a range of about 3 to 1000 g / m 2 and preferably 10 to 200 g / m 2 .
  • a process for coating substrates in which the coating compositions of the invention or coating formulations containing them, optionally mixed with further typical coatings additives and thermally curable resins, applied to the substrate and optionally dried, with electron beams or UV exposure under an oxygen-containing atmosphere or preferred cured under inert gas, optionally at temperatures up to the height of the drying temperature and then at temperatures up to 160 ° C, preferably between 60 and 160 ° C, thermally treated.
  • the process for coating substrates can also be carried out in such a way that, after application of the coating composition or coating composition according to the invention, * first formulations at temperatures up to 160 ° C, preferably between 60 and 160 ° C, thermally treated and then cured with electron beams or UV exposure under oxygen or preferably under inert gas. If desired, the curing of the films formed on the substrate can be effected exclusively thermally. Generally and preferably, however, the coatings are cured by both high energy irradiation and thermal.
  • thermal and / or radiation curing can take place after each coating operation.
  • Suitable radiation sources for radiation curing are, for example, low-pressure mercury lamps, medium-pressure lamps with high-pressure lamps and fluorescent tubes, pulse emitters, metal halide lamps, electronic flash devices, whereby radiation curing without photoinitiator is possible, or excimer radiators.
  • the radiation sources used are, for example, high-pressure mercury vapor lamps, lasers, pulsed lamps (flash light), halogen lamps or excimer radiators.
  • the radiation dose for UV curing which is usually sufficient for crosslinking, is in the range from 80 to 3000 mJ / cm 2 .
  • radiation sources can be used for the curing, e.g. two to four.
  • the curing can also be carried out in addition to or instead of the thermal curing by NIR radiation, wherein NIR radiation here electromagnetic radiation in the wavelength range of 760 nm to 2.5 microns, preferably from 900 to 1500 nm is designated.
  • the irradiation may optionally also in the absence of oxygen, for. B. under inert gas atmosphere, are performed. Suitable inert gases are preferably nitrogen, noble gases, carbon dioxide or combustion gases. Furthermore, the irradiation can be carried out by covering the coating mass with transparent media. Transparent media are z. As plastic films, glass or liquids, eg. B. water. Particular preference is given to irradiation in the manner described in DE-A1 199 57 900.
  • the invention further provides a process for coating substrates, comprising i) coating a substrate with a coating composition as described above, ii) removing volatile constituents of the coating composition for film formation under conditions in which the initiator (P) iii) optionally irradiating the film formed in step ii) with high-energy radiation, wherein the film is precured, and then, if appropriate, mechanically treating the object coated with the precured film or carrying along the surface of the precured film contacting another substrate, iv) thermally curing the film.
  • the steps iv) and iii) can also be performed in reverse order, d. H.
  • the film can first be cured thermally and then with high energy radiation.
  • the coating compositions and paint formulations according to the invention are particularly suitable for coating substrates such as wood, paper, textile, leather, fleece, plastic surfaces, glass, ceramics, mineral building materials such as cement blocks and fiber cement boards, or metals or coated metals, preferably plastics or Metals, which may be present as films, for example.
  • the coating compositions according to the invention are particularly preferably suitable as or in exterior coatings, ie those applications that are exposed to daylight, preferably of buildings or building parts, interior coatings, road markings, coatings on vehicles and aircraft.
  • the coating compositions of the invention are used as or in automotive clearcoat and topcoat (s).
  • Another object of the invention is the use of - (1 '- hydroxyalkyl) acrylates in coating compositions for dual-cure applications.
  • Another object of the invention is the use of compounds of formula (V) or (VII) in radiation curing.
  • the Erichsenianaung was determined according to DIN 53156 and is a measure of flexibility and elasticity. The information is given in millimeters (mm). High values mean high flexibility. Unless otherwise indicated, the Erichsen relief films were applied to sheet metal using spiral irons. The layer thickness after the exposure was 40 ⁇ m unless otherwise specified.
  • the pendulum hardness was determined according to DIN 53157 and is a measure of the hardness of the coating. The information is given in seconds (s). High values mean high hardness. Unless otherwise stated, the pendulum hardness films were applied to glass with the aid of a box squeegee. The layer thickness after exposure was 70 ⁇ m unless otherwise specified.
  • the OH number was gem. DIN 53240 determined.
  • Trimethylolpropane triacrylate was processed instead of the reaction product of Example 1 using the same conditions as in Example 8. This resulted in a pendulum hardness of 172 s and a Erichsen relief of 0.
  • Example 8 and Comparative Example 1 show that with the alpha-hydroxyacrylates according to the invention similar properties are obtained after UV exposure in terms of hardness and flexibility as with unsubstituted acrylate and Example 7 shows that the products according to the invention can be prepared using dual-cure paints.

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Abstract

Beschichtungsmassen, enthaltend alpha-(1'-Hydroxyalkyl)acrylate, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.

Description

'α-(1 '-Hydroxyalkyl)acrylate enthaltende Beschichtungsmassen
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft Beschichtungsmassen, die α-(l'-Hydroxyalkyl)- acrylate enthalten, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.
α-(1'-Hydroxyalkyl)acrylate sind herstellbar über die sog. Baylis-Hillman-Reaktion, in der Acrylate und Aldehyde miteinander umgesetzt werden.
US 5,380,901 beschreibt die Reaktion von Acrylaten mit para- Formaldehyd unter Bildung von etherverbrückten Diacrylaten sowie die Umsetzung von Diacrylaten mit Formaldehyd zu Di-(α-(1 '-Hydroxyalkyl))acrylaten sowie die potentielle Verwendung solcher Monomere in beispielsweise Beschichtungen. Als Härtung wird lediglich Massepo- lymerisation beschrieben.
US-B1 6,482,568 beschreibt durch Excimer-Laser strahlungshärtbare Harzzusammensetzungen für Photoresiste, die aus speziellen Norbomen-Derivaten als Monomere aufgebaut sind und als weitere Monomere optional auch α-Hydroxymethylacrylate ein- polymerisiert enthalten können.
Die dort beschriebenen speziellen Harzzusammensetzungen werden ebenfalls lediglich durcht Massepolymerisation hergestellt und die polymerisierten Harze sind nur die Härtung mit bestimmten Wellenlängen in der Lithographie konzipiert und nicht breit anwendbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, neue Beschichtungsmassen für die Strahlungshärtung und besonders für Multi-Cure-Anwendungen zu entwickeln.
Die Aufgabe wurde gelöst durch Beschichtungsmassen, enthaltend
- mindestens ein α-(1 '-Hydroxyalkyl)acrylat (A) und
- mindestens einen Photoinitiator (P).
Mit dem Begriff "Dual Cure" beziehungsweise "Multi Cure" ist im Rahmen dieser Schrift ein Härtungsprozeß bezeichnet, der über zwei beziehungsweise mehr als zwei Mechanismen erfolgt und zwar beispielsweise ausgewählt aus strahlungs-, feuchtigkeits-, chemisch, oxidativ und/oder thermisch härtend, bevorzugt ausgewählt aus strahlungs-, feuchtigkeits-, chemisch und/oder thermisch härtend, besonders bevorzugt ausgewählt aus strahlungs-, chemisch und/oder thermisch härtend und ganz besonders bevorzugt strahlungs- und chemisch härtend. ' Strahlungshärtung im Sinne dieser Schrift ist definiert als die Polymerisation von poly- merisierbaren Verbindungen infolge einer elektromagnetischen und/oder korpuskularen Strahlung, bevorzugt UV-Licht im Wellenlängenbereich von λ=200 bis 700 nm und/oder Elektronenstrahlung im Bereich von 150 bis 300 keV und besonders bevor- zugt mit einer Strahlungsdosis von mindestens 80, bevorzugt 80 bis 3000 mJ/cm2.
Chemische Härtung im Sinne dieser Schrift ist definiert als die Polymerisation von po- lymerisierbaren Verbindungen infolge einer Reaktion von Hydroxygruppen (-OH) mit gegenüber Hydroxy (-OH) reaktiven Gruppen, beispielsweise Isocyanaten, verkappten Isocyanaten, Epoxiden, Carbonaten oder Aminoplasten, bevorzugt Isocyanaten, Epoxiden oder Aminoplasten, besonders bevorzugt Isocyanaten oder Epoxiden und ganz besonders bevorzugt Isocyanaten.
Geeignete α-(1 '-Hydroxyalkyl)acrylate (A) können eine oder mehrere, beispielsweise 1 bis 10, bevorzugt 1 bis 6, besonders bevorzugt 1 bis 4, ganz besonders bevorzugt 2 bis 4 und insbesondere 3 bis 4 α-(1 '-Hydroxyalkyl)acrylatgruppen tragen.
Das zahlenmittlere Molekulargewicht Mn dieser Verbindungen (A), bestimmt durch Gel- permeationschromatographie mit Tetrahydrofuran als Elutionsmittel und Polystyrol als Standard, kann beispielsweise bis zu 10000, bevorzugt bis zu 5000, besonders bevorzugt zwischen 100 und 2000 und insbesondere zwischen 100 und 1000 g/mol betragen.
Beispiele für solche α-(1'-Hydroxyalkyl)acrylate (A) sind Verbindungen, die erhältlich sind durch Umsetzung eines ein- oder mehrfunktionellen Acrylats mit einer ein- oder mehrfunktionellen Carbonylverbindung.
Beispiele für Carbonylverbindungen sind Aldehyde oder Ketone, bevorzugt Aldehyde. Dabei kann es sich um die Umsetzung eines monofunktionellen Acrylats (I) mit einer monofunktionellen Carbonylverbindung (II) handeln.
Figure imgf000003_0001
(I) (II) (III) Weiterhin kann es sich um die Umsetzung eines mehrfunktionellen Acrylats (IV) mit einer monofunktionellen Carbonylverbindung (II) handeln.
Figure imgf000004_0001
(IV) (ii) (V)
Weiterhin kann es sich um die Umsetzung eines mehrfunktionellen Acrylats (I) mit einer mehrfunktionellen Carbonylverbindung (VI) handeln.
Figure imgf000004_0002
(I) (VI) (VII)
Darin bedeuten
R1, R2 und R3 unabhängig voneinander Ci - C18-Alkyl, gegebenenfalls durch ein oder mehrere Sauerstoff- und/oder Schwefelatome und/oder ein oder mehrere substituierte oder unsubstituierte Iminogruppen unterbrochenes C2 - C18-Alkyl, C2 - C18-Alkenyl, C6 - C12-Aryl, C5 - C12-Cycloalkyl oder einen fünf- bis sechsgliedrigen, Sauerstoff-, Stickstoff- und/oder Schwefelatome aufweisenden Heterocyclus, wobei die genannten Res- te jeweils durch Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiert sein können,
R2 und/oder R3 zusätzlich Wasserstoff, gegebenenfalls durch Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes C1 - C18-Alkoxy oder -COOR4,
R2 kann zusätzlich zusammen mit R1 einen Ring bilden, in diesem Fall kann R2 eine Carbonylgruppe bedeuten, so daß die Gruppe COOR1 und R2 gemeinsam eine Säureanhydridgruppe -(CO)-O-(CO)- bilden,
R4 hat die gleiche Bedeutung wie für R1 aufgeführt, kann jedoch von diesem verschieden sein,
R5 und R6 unabhängig voneinander Wasserstoff, C1 - Cι8-Alkyl, gegebenenfalls durch ein oder mehrere Sauerstoff- und/oder Schwefelatome und/oder ein oder mehrere sub- stituierte oder unsubstituierte Iminogruppen unterbrochenes C2 - C18-Alkyl, C2 - Cι8- Alkenyl, C6 - C12-Aryl, C5 - Cι2-Cycloalkyl oder einen fünf- bis sechsgliedrigen, Sauerstoff-, Stickstoff- und/oder Schwefelatome aufweisenden Heterocyclus, wobei die genannten Reste jeweils durch Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiert sein können, oder können gemeinsam einen Ring bilden,
n eine positive ganze Zahl von 2 bis 10,
R7 einen n-wertigen organischen Rest mit 1 bis 50 Kohlenstoffatomen, der unsubstitu- iert oder mit Halogen, C C8-Alkyl, C2-C8-Alkenyl, Carboxy, Carboxy-Cι-C8-Alkyl, C C20-Acyl, Cι-C8-Alkoxy, C6-C12-Aryl, Hydroxy oder hydroxysubstituiertem C-ι-C8-Alkyl substituiert sein und/oder eine oder mehrere -(CO)-, -O(CO)O-, -(NH)(CO)O-, -O(CO)(NH)-, -O(CO)- oder -(CO)O-Gruppen aufweisen kann und
R8 bedeutet unsubstituiertes oder mit Halogen, Cι-C8-Alkyl, C2-C8-Alkenyl, Carboxy, Carboxy-CrC8-AlkyI, C1-C2o-AcyI, C C8-Alkoxy, C6-Cι2-Aryl, Hydroxyl oder hydroxysubstituiertem CrC8-Alkyl substituiertes C6-Cι2-Arylen, C3-Cι2-Cycloalkylen, C1-C-20- Alkylen oder durch ein- oder mehrere Sauerstoff- und/oder Schwefelatome und/oder ein oder mehrere substituierte oder unsubstituierte Iminogruppen und/oder durch eine oder mehrere -(CO)-, -O(CO)O-, -(NH)(CO)O-, -O(CO)(NH)-, -O(CO)- oder -(CO)O- Gruppen unterbrochenes C2-C2o-Alkylen oder eine Einfachbindung.
Darin bedeuten
gegebenenfalls durch Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyc- len substituiertes C-i - C18-Alkyl beispielsweise Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl, tert.-Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, 2-Etylhexyl, 2,4,4-Trimethylpentyl, Decyl, Dodecyl, Tetradecyl, Hetadecyl, Octadecyl, 1 ,1-Dimethylpropyl, 1,1-Dimethyl- butyl, 1,1,3,3-Tetramethylbutyl, Benzyl, 1-Phenylethyl, 2-Phenylethyl, α,α-Dimethyl- benzyl, Benzhydryl, p-Tolylmethyl,1-(p-Butylphenyl)-ethyl, p-Chlorbenzyl, 2,4-Dichlor- benzyl, p-Methoxybenzyl, m-Ethoxybenzyl, 2-Cyanoethyl, 2-Cyanopropyl, 2-Methoxy- carbonethyl, 2-Ethoxycarbonylethyl, 2-Butoxycarbonylpropyl, 1 ,2-Di-(methoxycar- bonyl)-ethyl, 2-Methoxyethyl, 2-Ethoxyethyl, 2-Butoxyethyl, Diethoxymethyl, Diethoxy- ethyl, 1 ,3-Dioxolan-2-yl, 1 ,3-Dioxan-2-yl, 2-Methyl-1 ,3-dioxolan-2-yl, 4-Methyl-1 ,3-dio- xolan-2-yl, 2-lsopropoxyethyl, 2-Butoxypropyl, 2-Octyloxyethyl, Chlormethyl, 2-Chlor- ethyl, Trichiormethyl, Trifluormethyl, 1 ,1 -Dimethyl-2-chlorethyl, 2-Methoxyisopropyl, 2-Ethoxyethyl, Butylthiomethyl, 2-Dodecylthioethyl, 2-Phenylthioethyl, 2,2,2-Trifluor- ethyl, 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxypropyl, 3-Hydroxypropyl, 4-Hydroxybutyl, 6-Hydroxy- hexyl, 2-Aminoethyl, 2-AminopropyI, 3-AminopropyI, 4-AminobutyI, 6-Aminohexyl, 2- Methylami noethyl, 2-Methylaminopropyl, 3-Methylaminopropyl, 4-Methylaminobutyl, 6-MethylaminohexyI, 2-Dimethylaminoethyl, 2-Dimethylaminopropyl, 3-Dimethylamino- propyl, 4-Dimethylaminobutyl, 6-Dimethylaminohexyl, 2-Hydroxy-2,2-dimethylethyl, 2-Phenoxyethyl, 2-Phenoxypropyl, 3-Phenoxypropyl, 4-Phenoxybutyl, 6-Phenoxyhexyl, 2-MethoxyethyI, 2-Methoxypropyl, 3-Methoxypropyl, 4-Methoxybutyl, 6-Methoxyhexyl, 2-Ethoxyethyl, 2-Ethoxypropyl, 3-Ethoxypropyl, 4-Ethoxybutyl oder 6-Ethoxyhexyl,
gegebenenfalls durch Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyc- len substituiertes d - C18-Alkoxy beispielsweise Methoxy, Ethoxy, n-Propyloxy, iso- Propyloxy, n-Butyloxy, iso-Butyloxy, sek.-Butyloxy, tert.-Butyloxy, 6-Hydroxy-1 ,4-dio- xohexyl, 9-Hydroxy-1 ,4,7-trioxononyl, 12-Hydroxy-1 ,4,7,10-tetraoxododecyl, 6-Me- thoxy-1 ,4-dioxohexyl, 9-Methoxy-1 ,4,7-trioxononyl, 12-Methoxy-1 ,4,7,10-tetraoxo- dodecyl, 6-Ethoxy-1 ,4-dioxohexyl, 9-Ethoxy-1,4,7-trioxononyl, 12-Ethoxy-1 ,4,7,10-te- traoxododecyl, 8-Hydroxy-1 ,5-dioxooctyl, 12-Hydroxy-1 ,5,9-trioxooctyl, 16-Hydroxy- 1 ,5,9,13-tetraoxohexadecyl, 8-Methoxy-1 ,5-dioxooctyl, 12-Methoxy-1 ,5,9-trioxooctyl, 16-Methoxy-1 ,5,9,13-tetraoxohexadecyl, 8-Ethoxy-1 ,5-dioxooctyl, 12-Ethoxy-1 ,5,9-trio- xooctyl, 16-Ethoxy-1 ,5,9,13-tetraoxohexadecyl, 10-Hydroxy-1 ,6-dioxodecyl, 15-Hy- droxy-1 ,6,11 -trioxopentadecyl, 10-Methoxy-1 ,6-dioxodecyl, 15-Methoxy-1 ,6,11-trio- xopentadecyl, 10-Ethoxy-1 ,6-dioxodecyl oder 15-Ethoxy-1 ,6,11 -trioxopentadecyl,
gegebenenfalls durch ein oder mehrere Sauerstoff- und/oder Schwefelatome und/oder ein oder mehrere substituierte oder unsubstituierte Iminogruppen unterbrochenes C2 - Cι8-Alkyl beispielsweise 5-Hydroxy-3-oxa-pentyl, 8-Hydroxy-3,6-dioxa-octyl, 11-Hy- droxy-3,6,9-trioxa-undecyl, 7-Hydroxy-4-oxa-heptyl, 11-Hydroxy-4,8-dioxa-undecyl, 15-Hydroxy-4,8,12-trioxa-pentadecyl, 9-Hydroxy-5-oxa-nonyl, 14-Hydroxy-5,10-oxa- tetradecyl, 5-Methoxy-3-oxa-pentyl, 8-Methoxy-3,6-dioxa-octyl, 11 -Methoxy-3,6,9-trio- xa-undecyl, 7-Methoxy-4-oxa-heptyl, 11-Methoxy-4,8-dioxa-undecyl, 15-Methoxy- 4,8,12-trioxa-pentadecyl, 9-Methoxy-5-oxa-nonyl, 14-Methoxy-5,10-oxa-tetradecyl, 5-Ethoxy-3-oxa-pentyl, 8-Ethoxy-3,6-dioxa-octyl, 11-Ethoxy-3,6,9-trioxa-undecyl, 7-Ethoxy-4-oxa-heptyl, 11 -Ethoxy-4,8-dioxa-undecyI, 15-Ethoxy-4,8,12-trioxa- pentadecyl, 9-Ethoxy-5-oxa-nonyl oder 14-Ethoxy-5,10-oxa-tetradecyl.
Die Anzahl der Sauerstoff- und/oder Schwefelatome und/oder Iminogruppen ist nicht beschränkt. In der Regel beträgt sie nicht mehr als 5 in dem Rest, bevorzugt nicht mehr als 4 und ganz besonders bevorzugt nicht mehr als 3.
Weiterhin befinden sich zwischen zwei Heteroatomen in der Regel mindestens ein Kohlenstoffatom, bevorzugt mindestens zwei.
Substituierte und unsubstituierte Iminogruppen können beispielsweise Imino-, Methyli- mino-, /so-Propylimino, n-Butylimino oder tert-Butylimino sein.
Weiterhin bedeutet
gegebenenfalls durch Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes C2 - C18-Alkenyl beispielsweise Vinyl, 1-Propenyl, Allyl, Methallyl, 1 ,1-Dimethylallyl, 2-Butenyl, 2-HexenyI, Octenyl, Undecenyl, Dodecenyl, Octadecenyl, 2-PhenyIvinyl, 2-Methoxyvinyl, 2-Ethoxyvinyl, 2-Methoxyallyl, 3-Methoxyallyl, 2-Ethoxy- allyl, 3-EthoxyallyI oder 1- oder 2-Chlorvinyl,
gegebenenfalls durch Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes C6 - Cι2-Aryl beispielsweise Phenyl, Tolyl, Xylyl, α-Naphthyl, ß-Naph- thyl, 4-Diphenylyl, Chlorphenyl, Dichlorphenyl, Trichlorphenyl, Difluorphenyl, Methyl- phenyl, Dimethylphenyl, Trimethylphenyl, Ethylphenyl, Diethylphenyl, /so-Propylphenyl, tert.-Butylphenyl, Dodecylphenyl, Methoxyphenyl, Dimethoxyphenyl, Ethoxyphenyl, Hexyloxyphenyl, Methylnaphthyl, Isopropylnaphthyl, Chlomaphthyl, Ethoxynaphthyl, 2,6-Dimethylphenyl, 2,4,6-Trimethylphenyl, 2,6-Dimethoxyphenyl, 2,6-Dichlorphenyl, 4-Bromphenyl, 2- oder 4-Nitrophenyl, 2,4- oder 2,6-Dinitrophenyl, 4-Dimethylamino- phenyl, 4-Acetylphenyl, Methoxyethylphenyl oder Ethoxymethylphenyl,
gegebenenfalls durch Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes C5 - C-|2-Cycloalkyl beispielsweise Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cyclooc- tyl, Cyclododecyl, Methylcyclopentyl, Dimethylcyclopentyl, Methylcyclohexyl, Dimethyl- cyclohexyl, Diethylcyclohexyl, Butylcyclohexyl, Methoxycyclohexyl, Dimethoxycyclohe- xyl, Diethoxycyclohexyl, Butylthiocyclohexyl, Chlorcyclohexyl, Dichlorcyclohexyl, Dich- lorcyclopentyl sowie ein gesättigtes oder ungesättigtes bicyclisches System wie z.B. Norbornyl oder Norbornenyl,
ein fünf- bis sechsgliedriger, Sauerstoff-, Stickstoff- und/oder Schwefelatome aufweisender Heterocyclus beispielsweise Furyl, Thiophenyl, Pyrryl, Pyridyl, Indolyl, Benzo- xazolyl, Dioxolyl, Dioxyl, Benzimidazolyl, Benzthiazolyl, Dimethylpyridyl, Methylchinolyl, Dimethylpyrryl, Methoxyfuryl, Dimethoxypyridyl, Difluorpyridyl, Methylthiophenyl, Iso- propylthiophenyl oder tert.-Butylthiophenyl und
Ci bis C -Alkyl beispielsweise Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl oder teιt.-Butyl.
Die Anzahl der Substituenten in den angegebenen Resten ist nicht beschränkt. In der Regel beträgt sie bei Resten mit ein bis drei Kohlenstoffatomen bis zu 3 Substituenten, bevorzugt bis zu 2 und besonders bevorzugt bis zu einem. Bei Resten mit vier bis sechs Kohlenstoffatomen beträgt sie in der Regel bis zu 4 Substituenten, bevorzugt bis zu 3 und besonders bevorzugt bis zu einem. Bei Resten mit mehr als sieben Kohlenstoffatomen beträgt sie in der Regel bis zu 6 Substituenten, bevorzugt bis zu 4 und besonders bevorzugt bis zu zwei.
R1 ist bevorzugt durch Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes Ci - C18-Alkyl oder C5 - C12-Cycloalkyl, beispielsweise Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl, tert.-Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, 2-Etylhexyl, 2-HydroxyethyI, 2-Hydroxypropyl, 3-Hydroxypropyl, 4-Hydroxybutyl, 6-Hy- droxyhexyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cyclooctyl, Cyclododecyl, Methylcyclopentyl, Di- methylcyclopentyl, Methylcyclohexyl, Dimethylcyclohexyl, Norbomyl oder Norbornenyl, besonders bevorzugt ist R1 Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl, tert.~ Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, 2-Etylhexyl, 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxypropyl, 3-Hy- droxypropyl, 4-Hydroxybutyl oder 6-HydroxyhexyI, ganz besonders bevorzugt Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl, tert.-Butyl oder 2-Etylhexyl und insbesondere Methyl, Ethyl, n-Butyl oder 2-Etylhexyl.
R2 ist bevorzugt Wasserstoff, durch Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes Ci - C18-Alkyl oder eine Carbonylgruppe, die mit R1 verbunden ist, so daß die Gruppe COOR1 und R2 gemeinsam eine Säureanhydridgruppe -(CO)-O-(CO)- bilden, besonders bevorzugt Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl oder tert.-Butyl, ganz besonders bevorzugt Wasserstoff oder Methyl und insbesondere Wasserstoff.
R3 ist bevorzugt Wasserstoff, durch Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes Ci - C18-Alkyl, besonders bevorzugt Wasserstoff, oder CrC4-Alkyl, worunter im Rahmen dieser Schrift Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl oder tert.-Butyl verstanden wird, ganz besonders bevorzugt Wasserstoff oder Methyl und insbesondere Wasserstoff.
R4 ist bevorzugt Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl oder tert.-Butyl, besonders bevorzugt Methyl oder Ethyl.
R5 und R6 sind unabhängig voneinander bevorzugt Wasserstoff, durch Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes Ci - C18-Alkyl, C2 - Cι8-Alkenyl, C6 - C12-Aryl oder C5 - Cι2-Cycloalkyl, besonders bevorzugt Wasserstoff, durch Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes CT - C18-Alkyl oder C6 - Cι2-Aryl, ganz besonders bevorzugt Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl, tert.-Butyl, Phenyl, Benzyl, Tolyl, o-, m- o- der p-Xylyl, 2-, 3- oder 4-Methoxyphenyl, 2-, 3- oder 4-Chlorphenyl oder 2-, 3- oder 4-Nitrophenyl und insbesondere Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl oder Phenyl.
Bevorzugt ist mindestens einer der beiden Reste R5 und R6 Wasserstoff.
R7 ist bevorzugt ein organischer Rest, abgeleitet von einem n-wertigen Alkohol durch Entfernung von n Hydroxygruppen, beispielsweise abgeleitet von zwei- bis zehnwerti- gen Alkoholen, besonders bevorzugt abgeleitet von zwei- bis sechswertigen Alkoholen, ganz besonders bevorzugt abgeleitet von zwei- bis vierwertigen Alkoholen und insbesondere abgeleitet von zwei- bis dreiwertigen Alkoholen. R8 ist bevorzugt bedeutet unsubstituiertes oder mit Halogen, Cι-C8-Alkyl, C2-C8-Alke- nyl, Carboxy, Carboxy-C C8-Alkyl, CrC2o-Acyl, d-C8-Aikoxy, C6-C12-Aryl, Hydroxyl oder hydroxysubstituiertem d-C8-Alkyl substituiertes C6-C12-Arylen, C3-C-,2-Cyclo- alkylen oder CrC20-Alkylen oder durch ein- oder mehrere Sauerstoff- und/oder Schwe- felatome und/oder ein oder mehrere substituierte oder unsubstituierte Iminogruppen und/oder durch eine oder mehrere -(CO)-, -O(CO)O-, -(NH)(CO)O-, -O(CO)(NH)-, -O(CO)- oder -(CO)O-Gruppen unterbrochenes C2-C o-Alkylen oder eine Einfachbindung, besonders bevorzugt unsubstituiertes oder mit Halogen, CrC8-Alkyl, C2-C8-Al- kenyl, Carboxy, Carboxy-C C8-Alkyl, C C20-Acyl, d-C8-Alkoxy, C6-C12-Aryl, Hydroxyl oder hydroxysubstituiertem d-C8-Alkyl substituiertes C C20-Alkylen oder eine Einfachbindung und ganz besonders bevorzugt unsubstituiertes oder mit Halogen, Cι-C8-Alkyl, C2-C8-Alkenyl, Carboxy, Carboxy-Cι-C8-Alkyl, d-C20-Acyl, d-C8-Alkoxy, C6-C12-Aryl, Hydroxyl oder hydroxysubstituiertem Cι-C8-Alkyl substituiertes d-C20-Alkylen.
Beispiele für Verbindungen (I) sind Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester, Acryl- säure-n-propylester, Acrylsäure-iso-propylester, Acrylsäure-n-butylester, Acrylsäure- sek-butylester, Acrylsäure-tert-butylester, Acrylsäure-2-ethylhexylester, 2-Hydroxy- ethylacrylat, 5-Hydroxy-3-oxa-pentylacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 3-Hydroxypro- pylacrylat, 4-Hydroxybutylacrylat, 6-Hydroxyhexylacrylat, Dihydrodicyclopentadienyl- acrylat, Norbornylacrylat, Cyclohexylacrylat, Cyclopentylacrylat, Cyclododecylacrylat, Phenylacrylat, Crotonsäuremethylester, Crotonsäureethylester, Maleinsäureanhydrid, Maleinsäuredimethylester, Maleinsäurediethylester, Maleinsäuredi-n-butylester, Fu- marsäuredimethylester oder Fumarsäurediethylester.
Bevorzugte Verbindungen (I) sind Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester, Acryl- säure-n-propylester Acrylsäure-iso-propylester, Acrylsäure-n-butylester, Acrylsäure- sek-butylester, Acrylsäure-tert-butylester und Acrylsäure-2-ethylhexylester.
Besonders bevorzugte Verbindungen (I) sind Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethyl- ester, Acrylsäure-n-butylester und Acrylsäure-2-ethylhexylester.
Beispiele für Verbindungen (II) sind Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, n-Bu- tyraldehyd, iso-Butyraldehyd, Heptanal, Nonanal, Cyclopentylaldehyd, Cyclohexylalde- hyd, Benzaldehyd, 3-Chlorbenzaldehyd, 4-Chlorbenzaldehyd, 3-Hydroxybenzaldehyd, 4-Hydroxybenzaldehyd, 3-Methoxybenzaldehyd, 4-Methylbenzaldehyd, Phenylacetal- dehyd, Salicylaldehyd, Chloralhydrat, 4-Dimethylaminobenzaldehyd, Furfural, 2-Nitro- benzaldehyd, Vanilin, Anisaldehyd, Zimtaldehyd, Pyridincarbaldehyd, Hydroxypivalin- aldehyd, Dimethylolpropionaldehyd, Dimethylolbutyraldehyd, Trimethylolacetaldehyd, Aceton, Ethylmethylketon, Diethylketon, Methylvinylketon, iso-Butylmethylketon, Aceto- phenon, Propiophenon, Benzophenon, Cyclopentanon, Cyclohexanon oder Cyclodo- decanon. Bevorzugte Verbindungen (II) sind die aufgelisteten Aldehyde, besonders bevorzugt sind Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, n-Butyraldehyd, iso-Butyraldehyd, Benzaldehyd, 3-Hydroxybenzaldehyd, 4-Hydroxybenzaldehyd, Hydroxypivalinaldehyd, Dimethylolpropionaldehyd, Dimethylolbutyraldehyd und Trimethylolacetaldehyd, ganz besonders bevorzugt sind Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, n-Butyral- dehyd, iso-Butyraldehyd, 3-Hydroxybenzaldehyd, 4-Hydroxybenzaldehyd und Dimethylolbutyraldehyd und insbesondere Formaldehyd.
Es ist zur Herstellung nicht-etherverbrückter Baylis-Hillman-Produkte vorteilhaft Alde- hyde in freier Form einzusetzen, d.h. die Bildung von Formalen dieser Aldehyde der Formel (R5-CHO)w, worin w eine positive ganze Zahl ist, durch Einsatz geeigneter Aldehyde bzw. Wahl geeigneter Lösungsmittel zurückzudrängen. Während in US 5,380,901 aufgrund des Einsatzes von para-Formaldehyd bzw. para-Formalde- hyd/DMSO, in dem die Bildung von Formalen nicht unterdrückt ist, durchweg ether- verbrückte Systeme erhalten werden, ist es vorteilhaft Aldehyde mit einem hohen Anteil niedriger Formale einzusetzen, beispielsweise w ≤ 20, bevorzugt w < 10 und besonders bevorzugt w ≤ 5.
Der Anteil dieser niedrigen Formale sollte bezogen auf die Gesamtmenge Aldehyd beispielsweise mindestens 50 % betragen, bevorzugt mindestens 60 %, besonders bevorzugt mindestens 70 % und ganz besonders bevorzugt mindestens 80 %.
Dies wird im Fall von Formaldehyd beispielsweise dadurch erreicht, daß man Formaldehyd in Form von wäßrigen Lösungen einsetzt, beispielsweise nicht mehr als 49 %ig und bevorzugt bis zu 37 %ig.
Durch diese Maßnahmen ist es möglich, den Anteil etherverbrückter Baylis-Hillman Produkte zurückzudrängen. Dieser Anteil wird bestimmt als molarer Anteil der Aldehyd- Äquivalente in Etherverbrückungen (-CHR5-O-CHR5-) an der Summe der Baylis- Hillman Produkte, also Etherverbrückungen und endständige -CHR5OH-Gruppen.
Die Etherverbrückungen entsprechen somit 2 Moläquivalenten Aldehyd R5-CHO, wohingegen die endständigen -CHR5OH-Gruppen einem Moläquivalent Aldehyd entsprechen.
Die Bestimmung der Anteile der Gruppen kann beispielsweise über NMR- Spektroskopie erfolgen. Im Fall von Formaldehyd erscheint in 1H-NMR-Spektren in CDCI3 die CH2-O-CH2-Gruppe als Singulett bzw. durch Allylkopplung aufgespaltenes Singulett bei ca. δ=4,22 ppm (s. US 5,380,901) und die CH2OH-Gruppe bei ca. 4,30 ppm oder in 13C-NMR-Spektren in CDCI3 die CH2-O-CH2-Gruppe bei ca. δ=68,7 ppm und die CH2OH-Gruppe bei ca. 62,0 ppm. Durch die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Maßnahmen des Einsetzens von Aldehyden mit einem geringen Anteil an Formalen kann der Anteil der Etherverbrückungen in der Regel auf 50% oder weniger, bevorzugt auf 40% oder weniger, besonders bevorzugt auf nicht mehr als 33%, ganz besonders bevorzugt auf nicht mehr als 25% und insbesondere auf nicht mehr als 15% gesenkt werden.
Dahingegen beträgt der Anteil an Etherverbrückungen in dem in US 5,380,901 Spalte 5 dargestellten Silikondiacrylat mit n=2 und 95% x=-CH2OH (US 5,380,901 , Spalte 5, Zeile 57-59) etwa 69%. Ein hoher Anteil endständiger OH-Gruppen ist jedoch in der Dual-Cure-Härtung für die Reaktion mit gegenüber OH reaktiven Gruppen vorteilhaft.
Beispiele für Verbindungen (IV) sind Ethylenglykoldiacrylat, 1 ,2-Propandioldiacrylat, 1 ,3-Propandioldiacrylat, 1 ,4-Butandioldiacrylat, 1 ,3-Butandioldiacrylat, 1 ,5-Pentan- dioldiacrylat, 1 ,6-Hexandioldiacrylat, 1 ,8-Octandioldiacrylat, Neopentylglykoldiacrylat, 1 ,1 -, 1 ,2-, 1 ,3- und 1 ,4-Cyclohexandimethanoldiacrylat, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Cyclohexan- dioldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Ditrimethylolpropanpenta- oder -hexaacrylat, Pentaerythrittri- oder -tetraacrylat, Glycerindi- oder -triacrylat, sowie Di- und Polyacry- late von Zuckeralkoholen, wie beispielsweise Sorbit, Mannit, Diglycerol, Threit, Erythrit, Adonit (Ribit), Arabit (Lyxit), Xylit, Dulcit (Galactit), Maltit oder Isomalt, oder von Poly- esterpolyolen, Polyetherolen, Poly-THF mit einer Molmasse zwischen 162 und 2000, Poly-1 ,3-Propandiol mit einer Molmasse zwischen 134 und 1178, Polyethylenglykol mit einer Molmasse zwischen 106 und 898, sowie Urethanacrylate oder Polycarbonatacry- late.
Weitere Beispiele sind Acrylate von Verbindungen der Formel (IVa) bis (IVc),
Figure imgf000011_0001
(IVa) (IVb) (IVc)
worin
R9 und R unabhängig voneinander Wasserstoff oder d - ds-Alkyl,
k, I, m, q unabhängig voneinander je für eine ganze Zahl von 1 bis 10, bevorzugt 1 bis 5 und besonders bevorzugt 1 bis 3 steht und
jedes Xi für i = 1 bis k, 1 bis 1, 1 bis m und 1 bis q unabhängig voneinander ausgewählt sein kann aus der Gruppe -CH2-CH2-O-, -CH2-CH(CH3)-O-, -CH(CH3)-CH2-0-, -CH2- C(CH3)2-O-, -C(CH3)2-CH2-O-, -CH2-CHVin-O-, -CHVin-CH2-O-, -CH2-CHPh-O- und -CHPh-CH2-O-, bevorzugt aus der Gruppe -CH2-CH2-O-, -CH2-CH(CH3)-O- und -CH(CH3)-CH2-O-, und besonders bevorzugt -CH2-CH2-O-,
worin Ph für Phenyl und Vin für Vinyl steht.
Bevorzugt handelt es sich dabei um Acrylate von ein- bis zwanzigfach und besonders bevorzugt drei- bis zehnfach ethoxyliertem, propoxyliertem oder gemischt ethoxylier- tem und propoxyliertem und insbesondere ausschließlich ethoxyliertem Neopentylgly- kol, Trimethylolpropan, Trimethylolethan oder Pentaerythrit.
Bevorzugte Verbindungen (IV) sind Ethylenglykoldiacrylat, 1 ,2-Propandioldiacrylat, 1 ,3-Propandioldiacrylat, 1 ,4-Butandioldiacrylat, 1 ,6-Hexandioldiacrylat, Trimethylolpro- pantriacrylat, Pentaerythrittetraacrylat, Polyestepolyolenacrylate, Polyetherolacrylate und Triacrylat von ein- bis zwanzigfach ethoxyliertem Trimethylolpropan.
Besonders bevorzugte Verbindungen sind 1 ,4-Butandioldiacrylat, 1 ,6- Hexandioldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Pentaerythrittetraacrylat und Triacrylat von ein- bis zwanzigfach ethoxyliertem Trimethylolpropan.
Polyesterpolyole, sind z.B. aus Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 19, S. 62 bis 65 bekannt. Bevorzugt werden Polyesterpolyole eingesetzt, die durch Umsetzung von zweiwertigen Alkoholen mit zweiwertigen Carbonsäuren erhalten werden. Anstelle der freien Polycarbonsäuren können auch die entspre- chenden Polycarbonsäureanhydride oder entsprechende Polycarbonsaureester von niederen Alkoholen oder deren Gemische zur Herstellung der Polyesterpolyole verwendet werden. Die Polycarbonsäuren können aliphatisch, cycloaliphatisch, aralipha- tisch, aromatisch oder heterocyclisch sein und gegebenenfalls, z.B. durch Halogenatome, substituiert und/oder ungesättigt sein. Als Beispiele hierfür seien genannt:
Oxalsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Se- bacinsäure, Dodekandisäure, o-Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Trimel- lithsäure, Azelainsäure, 1 ,4-Cyclohexandicarbonsäure oder Tetrahydrophthalsäure, Korksäure, Azelainsäure, Phthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexa- hydrophthalsäureanhydrid, Tetrachlorphthalsäureanhydrid, Endomethylentetrahydro- phthalsäureanhydrid, Glutarsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, dimere Fettsäuren, deren Isomere und Hydrierungsprodukte sowie veresterbare Derivate, wie Anhydride oder Dialkylester, beispielsweise d-C4-Alkylester, bevorzugt Methyl-, Ethyl- oder n-Bu- tylester, der genannten Säuren eingesetzt werden. Bevorzugt sind Dicarbonsäuren der allgemeinen Formel HOOC-(CH2)y-COOH, wobei y eine Zahl von 1 bis 20, bevorzugt eine gerade Zahl von 2 bis 20 ist, besonders bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und Dodecandicarbonsäure. Als mehrwertige Alkohole kommen zur Herstellung der Polyesterole in Betracht 1 ,2-Propandioi, Ethylenglykol, 2,2-Dimethyl-1,2-Ethandiol, 1 ,3-Propandiol, 1,2-Bu- tandiol, 1 ,3-Butandiol, 1 ,4-Butandiol, 3-Methylpentan-1,5-diol, 2-Ethylhexan-1 ,3-diol, 2,4-Diethyloctan-1,3-diol, 1 ,6-Hexandiol, Poly-THF mit einer Molmasse zwischen 162 und 2000, Poly-1 ,3-propandiol mit einer Molmasse zwischen 134 und 1178, Poly-1 ,2- propandiol mit einer Molmasse zwischen 134 und 898, Polyethylenglykol mit einer Molmasse zwischen 106 und 458, Neopentylglykol, Hydroxypivalinsäureneopentylgly- kolester, 2-Ethyl-1 ,3-Propandiol, 2-Methyl-1 ,3-Propandiol, 2,2-Bis(4-hydroxycyclo- hexyl)propan, 1,1-, 1,2-, 1,3- und 1 ,4-Cyclohexandimethanol, 1 ,2-, 1,3- oder 1,4-Cy- clohexandiol, Trimethylolbutan, Trimethylolpropan, Trimethylolethan, Neopentylglykol, Pentaerythrit, Glycerin, Ditrimethylolpropan, Dipentaerythrit, Sorbit, Mannit, Diglycerol, Threit, Erythrit, Adonit (Ribit), Arabit (Lyxit), Xylit, Dulcit (Galactit), Maltit oder Isomalt.
Bevorzugt sind Alkohole der allgemeinen Formel HO-(CH2)x-OH, wobei x eine Zahl von 1 bis 20, bevorzugt eine gerade Zahl von 2 bis 20 ist. Bevorzugt sind Ethylengly- col, Butan-1 ,4-diol, Hexan-1 ,6-diol, Octan-1 ,8-diol und Dodecan-1 ,12- diol. Weiterhin bevorzugt ist Neopentylglykol.
Ferner kommen auch Polycarbonat-Diole, wie sie z.B. durch Umsetzung von Phosgen mit einem Überschuß von den als Aufbaukomponenten für die Polyesterpolyole genannten niedermolekularen Alkohole erhalten werden können, in Betracht.
Geeignet sind auch Polyesterdiole auf Lacton-Basis, wobei es sich um Homo- oder Mischpolymerisate von Lactonen, bevorzugt um endständige Hydroxylgruppen aufwei- sende Anlagerungsprodukte von Lactonen an geeignete difunktionelle Startermoleküle handelt. Als Lactone kommen bevorzugt solche in Betracht, die sich von Verbindungen der allgemeinen Formel HO-(CH2)z-COOH ableiten, wobei z eine Zahl von 1 bis 20 ist und ein H-Atom einer Methyleneinheit auch durch einen d- bis C -Alkylrest substituiert sein kann. Beispiele sind ε-Caprolacton, ß-Propiolacton, gamma-Butyrolacton und/oder Methyl-ε-caprolacton, 4-Hydroxybenzoesäure, 6-Hydroxy-2-naphthalinsäure oder Pivalolacton sowie deren Gemische. Geeignete Starterkomponenten sind z.B. die vorstehend als Aufbaukomponente für die Polyesterpolyole genannten niedermolekularen zweiwertigen Alkohole. Die entsprechenden Polymerisate des ε-Caprolactons sind besonders bevorzugt. Auch niedere Polyesterdiole oder Polyetherdiole können als Starter zur Herstellung der Lacton-Polymerisate eingesetzt sein. Anstelle der Polymerisate von Lactonen können auch die entsprechenden, chemisch äquivalenten Polykon- densate der den Lactonen entsprechenden Hydroxycarbonsäuren, eingesetzt werden.
Beispiele für Verbindungen (VI) sind Glyoxal, Succinaldehyd, Glutaraldehyd, Capronal- dehyd, Phthaldialdehyd oder Terephthaldialdehyd, bevorzugt Glyoxal. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Verbindungen der Formel (V) in denen n mindestens 3 und bevorzugt 3 oder 4 ist. Ganz besonders bevorzugt sind solche Verbindungen, in denen der Rest R7 abgeleitet ist von gegebenenfalls alkoxy- liertem Trimethylolpropan oder Pentaerythrit. Diese Verbindungen weisen durch das gleichzeitige Vorliegen von Acrylat und Hydroxy-Gruppen eine besonders gute Eignung für die Dual-Cure-Härtung auf. Es ist überraschend in Kenntnis der Lehre aus der US 5,380,901, daß trotz der höheren Dichte der Hydroxygruppen und deren räumlicher Nähe kein erhöhter Anteil an Etherverbrückungen wie oben definiert gefunden wurden.
Die Durchführung der Baylis-Hillman-Reaktion ist dem Fachmann an sich bekannt und beispielsweise beschrieben in H.M.R. Hoffmann, J. Rabe, Angew. Chem., Int. Ed. EngL, 22, 1983, 795 - 796 und 796 - 797, A. Foucaud, E. le Rouille, Synthesis, 1990, 787 - 789, Y. Fort, M.-C. Berthe, P. Caubere, Synthetic Communictions, 1992, 22(9), 1265 - 1275 oder D. Basaviah, P. D. Rao und R. S. Hyma, Tetrahedron, 1996, 52(24), 8001 - 8062.
Die Reaktion kann bei einer Temperatur zwischen 0 °C und 100 °C, bevorzugt 20 bis 80 °C und besonders bevorzugt 25 °C bis 60 °C durchgeführt werden.
Um Ketone zur Reaktion zu bringen kann es erforderlich sein, hohen Druck anzulegen, wie es beschrieben ist in D. Basaviah et al, a.a.O., S. 8004.
Als Katalysator für die Reaktion wird zumeist ein tertiäres Amin oder Phosphin, verwendet, beispielsweise Trimethylamin, Triethylamin, Tri-n-butylamin, Ethyl-di-/so-Pro- pylamin, Methyl-di- so-Propylamin, N-Methylmorpholin, N-Methylpiperidin, Triethanol- amin, N,N-DimethyIethanolamin, 4-Dimethylaminopyridin, 1 ,5-Diazabicyclo[4.3.0]-non- 5-en (DBN), 1 ,8-Diazabicyclo[5.4.0]-undec-7-en (DBU), Pyrrocolin, Chinuclidin, Chini- din, Trimethylphosphin, Triethylphosphin, Tri-n-Butylphosphin, Dimethylphe- nylphosphin, die in D. Basaviah et al, a.a.O., S. 8053 - 8054 aufgeführten tertiären Amine oder Phosphine oder bevorzugt 1 ,4-Diaza-bicyclo[2,2,2]octan (DABCO) verwendet. Der Katalysator wird in der Regel in Mengen von 1 bis 50 mol% bzgl. Acryl- gruppen eingesetzt, bevorzugt 5 - 50, besonders bevorzugt 10 - 40 und ganz besonders bevorzugt 15 - 30 mol%.
Die Stöchiometrie zwischen Acrylatgruppen und Carbonylverbindungen beträgt in der Regel 1 : 0,05 - 1 ,5, bevorzugt 1 : 0,1 - 1 ,3, besonders bevorzugt 1 : 0,2 - 1 ,0 und ganz besonders bevorzugt 1 : 0,4 - 1 ,0.
Als Lösungsmittel können bevorzugt Wasser, Petrolether, Ligroin, Toluol, Benzol, Xylol, Tetrahydrofuran (THF), Diethylether, Dioxan, oder aber auch das verwendete Acrylat eingesetzt werden. Die Reaktion kann auch in Abwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt werden. Wird das Acrylat als Lösungsmittel verwendet, so kann das entstehende Reaktionsgemisch, das sowohl das verwendete Acrylat als auch α-(1 '-Hydroxyalkyl)acrylat enthält, aufgereinigt oder ohne Abtrennung des Acrylats als solches eingesetzt werden, wobei das Acrylat dann als Reaktiwerdünner oder multifunktionelles Acrylat fungiert.
Auf eine Aufreinigung des Reaktionsgemisches kann verzichtet werden, selbstverständlich kann das Gemisch natürlich auch durch Destillation, Strippen, saure, alkalische oder neutrale Wäsche, Filtration oder dergleichen gereinigt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Carbonylverbindung im Verhältnis zu den Acrylatgruppen unterstochiometrisch eingesetzt, so daß Reaktionsgemische erhalten werden, die das Baylis-Hillman-Produkt im Gemisch mit dem eingesetzten Acrylat enthalten. Derartige Gemische können mit Vorteil in Beschichtungsmassen für die Strahlungshärtung und/oder Dual-Cure-Härtung eingesetzt werden.
Als Photoinitiatoren (P) können dem Fachmann bekannte Photoinitiatoren verwendet werden, z.B. solche in "Advances in Polymer Science", Volume 14, Springer Berlin 1974 oder in K. K. Dietliker, Chemistry and Technology of UV- and EB-Formulation for Coatings, Inks and Paints, Volume 3; Photoinitiators for Free Radical and Cationic Po- lymerization, P. K. T. Oldring (Eds), SITA Technology Ltd, London, genannten.
Erfindungsgemäß werden darunter solche Photoinitiatoren verstanden, die unter Lichteinwirkung Radikale freisetzen und eine radikalische Reaktion, beispielsweise eine radikalische Polymerisation, starten können.
In Betracht kommen beispielsweise Phosphinoxide, Benzophenone, α-Hydroxy-alkyl- aryl-ketone, Thioxanthone, Anthrachinone, Acetophenone, Benzoine und Benzoi- nether, Ketale, Imidazole oder Phenylglyoxylsäuren und Gemische davon.
Phosphinoxide sind beispielsweise Mono- oder Bisacylphosphinoxide, wie z.B. Irgacu- re® 819 (Bis(2,4,6-Trimethylbenzoyl)phenylphosphinoxid), wie sie z.B. in EP-A 7 508, EP-A 57 474, DE-A 196 18 720, EP-A 495751 oder EP-A 615 980 beschrieben sind, beispielsweise 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid (Lucirin® TPO), Ethyl- 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinat oder Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trime- thylpentylphosphinoxid,
Benzophenone sind beispielsweise Benzophenon, 4-Aminobenzophenon, 4,4'-Bis(di- methylamino)benzophenon, 4-Phenylbenzophenon, 4-Chlorbenzophenon, Michlers Keton, o-Methoxybenzophenon, 2,4,6-Trimethylbenzophenon, 4-Methylbenzophenon, 2,4-Dimethylbenzophenon, 4-lsopropylbenzophenon, 2-Chlorbenzophenon,
2,2'-Dichlorbenzophenon, 4-Methoxybenzophenon, 4-Propoxybenzophenon oder 4-Butoxybenzophenon, ' α-Hydroxy-alkyl-aryl-ketone sind beispielsweise 1 -Benzoylcyclohexan-1 -ol (1-Hydroxy- cyclohexyl-phenylketon), 2-Hydroxy-2,2-dimethyIacetophenon (2-Hydroxy-2-methyl-1 - phenyl-propan-1 -on), 1-Hydroxyacetophenon, 1-[4-(2-Hydroxyethoxy)-phenyl]-2-hy- droxy-2-methyl-1 -propan-1 -on oder Polymeres, das 2-Hydroxy-2-methyl-1 -(4-iso- propen-2-yl-phenyl)-propan-1-on einpolymerisiert enthält (Esacure® KIP 150)
Xanthone und Thioxanthone sind beispielsweise 10-Thioxanthenon, Thioxanthen-9-on, Xanthen-9-on, 2,4-Dimethylthioxanthon, 2,4-Diethylthioxanthon, 2,4-Di-iso-propylthio- xanthon, 2,4-Dichlorthioxanthon oder Chloroxanthenon,
Anthrachinone sind beispielsweise ß-Methylanthrachinon, te/ϊ-Butylanthrachinon, An- thrachinoncarbonylsäureester, Benz[de]anthracen-7-on, Benz[a]anthracen-7,12-dion, 2-MethyIanthrachinon, 2-EfhyIanthrachinon, 2-terf-Butylanthrachinon, 1 -Chloranthra- chinon oder 2-Amylanthrachinon,
Acetophenone sind beispielsweise Acetophenon, Acetonaphthochinon, Valerophenon, Hexanophenon, -Phenylbutyrophenon, p-Morpholinopropiophenon, Dibenzosuberon, 4-Morpholinobenzophenon, p-Diacetylbenzol, 4'-Methoxyacetophenon, α-Tetralon, 9-Acetylphenanthren, 2-Acetylphenanthren, 3-Acetylphenanthren, 3-Acetylindol, 9-Flu- orenon, 1-lndanon, 1 ,3,4-Triacetylbenzol, 1-Acetonaphthon, 2-Acetonaphthon, 2,2-Di- methoxy-2-phenylacetophenon, 2,2-Diethoxy-2-phenylacetophenon, 1 ,1-Dichloraceto- phenon, 1-Hydroxyacetophenon, 2,2-Diethoxyacetophenon, 2-Methyl-1-[4-(methylthio)- phenyl]-2-morpholinopropan-1 -on, 2,2-Dimethoxy-1 ,2-diphenylethan-2-on oder 2-Ben- zyl-2-dimethylamino-1 -(4-morpholinophenyl)-butan-1 -on,
Benzoine und Benzoinether sind beispielsweise 4-Morpholinodeoxybenzoin, Benzoin, Benzoin-iso-buty lether, Benzoin-tetrahydropyranylether, Benzoin-methylether, Ben- zoin-ethylether, Benzoin-butylether, Benzoin-iso-propylether oder 7-H-Benzoin-methyl- ether oder
Ketale sind beispielsweise Acetophenondimethylketal, 2,2-Diethoxyacetophenon, oder Benzilketale, wie Benzildimethylketal.
Phenylglyoxylsäuren sind beispielsweise in DE-A 198 26712, DE-A 199 13 353 oder WO 98/33761 beschrieben.
Weiterhin verwendbare Photoinitiatoren sind beispielsweise Benzaldehyd, Methylethyl- keton, 1 -Naphthaldehyd, Triphenylphosphin, Tri-o-Tolylphosphin oder 2,3-Butandion. Typische Gemische umfassen beispielsweise 2-Hydroxy-2-Methyl-1 -phenyl-propan-2- on und 1 -Hydroxy-cyclohexyl-phenylketon, Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethyI- pentylphosphinoxid und 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-on, Benzophenon und 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenylketon, Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethylpentyl- phosphinoxid und 1 -Hydroxy-cyclohexyl-phenylketon, 2,4,6-Trimethylbenzoyl- diphenylphosphinoxid und 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-on, 2,4,6-Tri- methylbenzophenon und 4-Methylbenzophenon oder 2,4,6-Trimethylbenzophenon und 4-Methylbenzophenon und 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid.
Derartige erfindungsgemäße Beschichtungsmassen können erfindungsgemäß in der Strahlungshärtung angewendet werden.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen können weiterhin mindestens einen Reaktiwerdünner und/oder mindestens eine multifunktionelle, polymerisationsfähige Verbindung und/oder weitere lacktypische Additive enthalten.
Reaktiwerdünner sind beispielsweise Ester der (Meth)acrylsäure mit Alkoholen, die 1 bis 20 C-Atome aufweisen, z.B. (Meth)acrylsäuremethylester, (Meth)acrylsäure- ethylester, (Meth)acrylsäurebutylester, (Meth)acrylsäure-2-ethylhexylester, 2-Hydroxy- ethylacrylat, 4-Hydroxybutylacrylat , Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Vinylaro- matische Verbindungen, z.B. Styrol, Divinylbenzol, α,ß-ungesättigte Nitrile, z.B. Acryl- nitril, Methacrylnitril, ,ß-ungesättigte Aldehyde, z.B. Acrolein, Methacrolein, Vinylester, z.B. Vinylacetat, Vinylpropionat, halogenierte ethylenisch ungesättigte Verbindungen, z.B. Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, konjugierte ungesättigte Verbindungen, z.B. Butadien, Isopren, Chloropren, einfach ungesättigte Verbindungen, z.B. Ethylen, Propylen, 1 -Buten, 2-Buten, iso-Buten, cyclische einfach ungesättigte Verbindungen, z.B. Cyclo- penten, Cyclohexen, Cyclododecen, N-Vinylformamid, Allylessigsäure, Vinylessigsäu- re, monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 8 C-Atomen sowie deren wasserlöslichen Alkalimetall-, Erdalkalimetall- oder Ammoniumsalze wie beispielsweise: Acrylsäure, Methacrylsäure, Dimethylacrylsäure, Ethacrylsäure, Maleinsäure, Citra- consäure, Methylenmalonsäure, Crotonsäure, Fumarsäure, Mesaconsäure und Itacon- säure, Maleinsäure, N-Vinylpyrrolidon, N-Vinyllactame, wie z.B. N-Vinylcaprolactam, N-Vinyl-N-Alkyl-carbonsäureamide oder N-Vinyl-carbonsäureamide, wie z. B. N-Vinyl- acetamid, N-Vinyl-N-methylformamid und N-Vinyl-N-methylacetamid oder Vinylether, z.B. Methylvinylether, Ethylvinylether, n-Propylvinylether, /so-Propylvinylether, n-Butyl- vinylether, se/-Butylvinylether, /so-Butylvinylether, tert-Butylvinylether, 4-Hydroxybutyl- vinylether, sowie Gemische davon.
(Meth)Acrylsäure steht in dieser Schrift für Methacrylsäure und Acrylsäure, bevorzugt für Acrylsäure.
Multifunktionelle, polymerisationsfähige Verbindungen sind bevorzugt multifunktionelle (Meth)acrylate, die mindestens 2, bevorzugt 3 - 10, besonders bevorzugt 3 - 6, ganz besonders bevorzugt 3 - 4 und insbesondere 3 (Meth)acrylatgruppen, bevorzugt Acrylatgruppen tragen. Dies können beispielsweise Ester der (Meth)acrylsäure mit entsprechend mindestens zweiwertigen Polyalkoholen sein.
Derartige Polyalkohole sind beispielsweise mindestens zweiwertige Polyole, Polyether- oder Polyesterole oder Polyacrylatpolyole mit einer mittleren OH-Funktionalität von mindestens 2, bevorzugt 3 bis 10, geeignet.
Mindestens zweiwertige Polyalkohole sind beispielsweise solche, wie sie oben bei der Herstellung der Polyesterole aufgeführt sind.
Weitere geeignete mindestens zweiwertige Polyalkohole sind alkoxylierte mindestens zweiwertige Polyalkohole der oben aufgeführten Formeln (IVa), (IVb) oder (IVc).
Geeignete Alkylenoxide sind beispielsweise Ethylenoxid, Propylenoxid, iso- Butylenoxid, Vinyloxiran und/oder Styroloxid.
Die Alkylenoxidkette kann bevorzugt aus Ethylenoxid-, Propylenoxid- und/oder Butyle- noxideinheiten zusammengesetzt sein. Eine solche Kette kann sich aus einer Spezies eines Alkylenoxides oder aus einem Gemisch von Alkylenoxiden zusammensetzen. Wird ein Gemisch verwendet, können die unterschiedlichen Alkylenoxideinheiten statistisch oder als Block oder Blöcke einzelner Spezies vorliegen. Bevorzugt ist als Alkyle- noxid Ethylenoxid, Propylenoxid oder ein Gemisch daraus, besonders bevorzugt ist es Ethylenoxid oder Propylenoxid und ganz besonders bevorzugt Ethylenoxid.
Die Anzahl der Alkylenoxideinheiten in der Kette beträgt beispielsweise 1 bis 20, bevorzugt 1 bis 10, besonders bevorzugt 1 - 5 und insbesondere 1 - 3 und außergewöhnlich bevorzugt 1 , bezogen auf die jeweiligen Hydroxygruppen des Polyalkohols.
Als Polyesterole kommen z.B. solche in Betracht, wie sie oben bereits aufgeführt sind.
Die Molekulargewichte Mn der Polyesterole bzw. Polyetherole liegen bevorzugt zwischen 100 und 4000 (Mn bestimmt durch Gelpermeationschromatographie mit Polystyrol als Standard und Tetrahydrofuran als Elutionsmittel).
Weitere multifunktionelle (Meth)acrylate können Polyester(meth)acrylate, Epoxy(meth)- acrylate, Urethan(meth)acrylate oder (meth)acrylierte Polyacrylate sein, wie sie oben als Acrylate von (IVa), (IVb) oder (IVc) aufgeführt sind. Anstelle der (Meth)acrylat- gruppen können auch andere radikalisch oder kationisch polymerisierbare Gruppen eingesetzt werden. Urethan(meth)acrylate sind z.B. erhältlich durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit Hydroxyalkyl(meth)acrylaten oder -vinylethern und gegebenenfalls Kettenverlängerungsmitteln wie Diolen, Polyolen, Diaminen, Polyaminen oder Dithiolen oder Polythio- len.
Bevorzugte multifunktionelle (Meth)acrylate sind Trimethylolpropantri(meth)acrylat, (Meth)Acrylate von ethoxyliertem und/oder propoxyliertem Trimethylolpropan, Pentae- rythrit, Glycerin oder Di-Trimethylolpropan. Besonders bevorzugt sind Acrylate von ethoxyliertem und/oder propoxyliertem Trimethylolpropan oder Pentaerythrit.
Als weitere lacktypische Additive können beispielsweise Antioxidantien, Stabilisatoren, Aktivatoren (Beschleuniger), Füllmittel, Pigmente, Farbstoffe, antistatische Agentien, Flammschutzmittel, Verdicker, thixotrope Agentien, oberflächenaktive Agentien, Visko- sitätsmodifikatoren, Plastifizierer oder Chelatbildner verwendet werden.
Als Beschleuniger für die thermische Nachhärtung kann z.B. Zinnoctoat, Zinkoctoat, Dibutylzinnlaureat oder Diaza[2.2.2]bicyclooctan verwendet werden.
Weiterhin können ein oder mehrere photochemisch und/oder thermisch aktivierbare Initiatoren zugesetzt werden, z.B. Kaliumperoxodisulfat, Dibenzoylperoxid, Cyclohexa- nonperoxid, Di-tert.-Butylperoxid, Azobis-/so-butyronitril, Cyclohexylsulfonylacetylpero- xid, Di-/sopropylpercarbonat, fert-Butylperoktoat oder Benzpinakol, sowie beispielsweise solche thermisch aktivierbare Initiatoren, die eine Halbwertszeit bei 80°C von mehr als 100 Stunden aufweisen, wie Di-t-Butylperoxid, Cumolhydroperoxid, Dicumyl- peroxid, t-Butylperbenzoat, silylierte Pinakole, die z. B. unter dem Handelsnamen AD- DID 600 der Firma Wacker kommerziell erhältlich sind oder Hydroxylgruppen-haltige Amin-N-Oxide, wie 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-N-oxyl, 4-Hydroxy-2,2,6,6- Tetramethylpiperidin-N-oxyl etc.
Weitere Beispiele geeigneter Initiatoren sind in "Polymer Handbook", 2. Aufl., Wiley & Sons, New York beschrieben.
Als Verdicker kommen neben radikalisch (co)polymerisierten (Co) Polymerisaten, übliche organische und anorganische Verdicker wie Hydroxymethylcellulose oder Bentonit in Betracht.
Als Chelatbildner können z.B. Ethylendiaminessigsäure und deren Salze sowie ß-Dike- tone verwendet werden.
Geeignete Füllstoffe umfassen Silikate, z. B. durch Hydrolyse von Siliciumtetrachlond erhältliche Silikate wie Aerosil® der Fa. Degussa, Kieselerde, Talkum, Aluminiumsilikate, Magnesiumsilikate, Calciumcarbonate etc. ' Geeignete Stabilisatoren umfassen typische UV-Absorber wie Oxanilide, Triazine und Benzotriazol (letztere erhältlich als Tinuvin® -Marken der Ciba-Spezialitätenchemie) und Benzophenone. Diese können allein oder zusammen mit geeigneten Radikalfängern, beispielsweise sterisch gehinderten Aminen wie 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin, 2,6-Di-tert.-butylpiperidin oder deren Derivaten, z. B. Bis-(2,2,6,6-tetra-methyl-4-piperi- dyl)sebacinat, eingesetzt werden. Stabilisatoren werden üblicherweise in Mengen von 0,1 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf die in der Zubereitung enthaltenen festen Komponenten, eingesetzt. Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen sind mit Vorteil für Dual- oder MultiCure Anwendungen verwendbar, wenn sie zusätzlich mindestens eine Verbindung (B) mit mindestens einer gegenüber Hydroxy (-OH) reaktiven Gruppe enthalten.
Verbindungen (B) mit mindestens einer gegenüber Hydroxy (-OH) reaktiven Gruppe können beispielsweise Isocyanate, verkappte Isocyanate, Epoxide, Carbonate oder Aminoplaste sein.
Isocyanate sind beispielsweise aliphatische, aromatische und cycloaliphatische Di- und Polyisocyanate mit einer NGO Funktionalität von mindestens 1 ,8, bevorzugt 1 ,8 bis 5 und besonders bevorzugt 2 bis 4 in Frage, sowie deren Isocyanurate, Biurete, Uretha- ne, Allophanate und Uretdione.
Bei den Diisocyanaten handelt es sich bevorzugt um Isocyanate mit 4 bis 20 C-Ato- men. Beispiele für übliche Diisocyanate sind aliphatische Diisocyanate wie Tetramethy- lendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat(1 ,6-Diisocyanatohexan), Octamethylendiiso- cyanat, Decamethylendiisocyanat, Dodecamethylendiisocyanat, Tetradecamethylendii- socyanat, Derivate des Lysindiisocyanates, Trimethylhexandiisocyanat oder Tetra- methylhexandiisocyanat, cycloaliphatische Diisocyanate wie 1 ,4-, 1 ,3- oder 1 ,2-Di- isocyanatocyclohexan, 4,4'- oder 2,4'-Di(isocyanatocyclohexyl)methan, 1-lsocyanato- 3,3,5- trimethyl-5-(isocyanatomethyl)cyclohexan (Isophorondiisocyanat), 1 ,3- oder 1 ,4- Bis(isocyanatomethyl)cyclohexan oder 2,4-, oder 2,6-Diisocyanato-1 -methylcyclohexan sowie aromatische Diisocyanate wie 2,4- oder 2,6-Toluylendiisocyanat und deren Isomerengemische, m- oder p-Xylylendiisocyanat, 2,4'- oder 4,4'-Diisocyanatodiphenyl- methan und deren Isomerengemische, 1 ,3- oder 1 ,4-Phenylendiisocyanat, 1 -Chlor-2,4- phenylendiisocyanat, 1 ,5-Naphthylendiisocyanat, Diphenylen-4,4'-diisocyanat, 4,4'- Diisocyanato-3,3'-dimethyldiphenyl, 3-Methyldiphenylmethan-4,4'-diisocyanat, Tetra- methylxylylendiisocyanat, 1 ,4-Diisocyanatobenzol oder Diphenylether-4,4'-diisocyanat.
Es können auch Gemische der genannten Diisocyanate vorliegen.
Als Polyisocyanate kommen Isocyanuratgruppen aufweisende Polyisocyanate, Uretdi- ondiisocyanate, Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate, Urethan- oder Allopha- natgruppen aufweisende Polyisocyanate, Oxadiazintriongruppen oder Iminooxadiazin- diongruppen enthaltende Polyisocyanate, Uretonimin-modifizierte Polyisocyanate von geradlinigen oder verzweigten C -C2o-Alkylendiisocyanaten, cycloaliphatischen Diiso- cyanaten mit insgesamt 6 bis 20 C-Atomen oder aromatischen Diisocyanaten mit ins- gesamt 8 bis 20 C-Atomen oder deren Gemische in Betracht.
Die einsetzbaren Di- und Polyisocyanate haben bevorzugt einen Gehalt an Isocya- natgruppen (berechnet als NCO, Molekulargewicht = 42) von 10 bis 60 Gew% bezogen auf das Di- und Polyisocyanat(gemisch), bevorzugt 15 bis 60 Gew% und besonders bevorzugt 20 bis 55 Gew%.
Bevorzugt sind aliphatische bzw. cycloaliphatische Di- und Polyisocyanate, z.B. die vorstehend genannten aliphatischen bzw. cycloaliphatischen Diisocyanate, oder deren Mischungen.
Besonders bevorzugt sind Hexamethylendiisocyanat, 1 ,3-Bis(isocyanatomethyl)- cyclohexan, Isophorondiisocyanat und Di(isocyanatocyclohexyl)methan, ganz besonders bevorzugt sind Isophorondiisocyanat und Hexamethylendiisocyanat, insbesondere bevorzugt ist Hexamethylendiisocyanat.
Weiterhin bevorzugt sind
1 ) Isocyanuratgruppen aufweisende Polyisocyanate von aromatischen, aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Diisocyanaten. Besonders bevorzugt sind hierbei die entsprechenden aliphatischen und oder cycloaliphatischen Isocyana- to-lsocyanurate und insbesondere die auf Basis von Hexamethylendiisocyanat und Isophorondiisocyanat. Bei den dabei vorliegenden Isocyanuraten handelt es sich insbesondere um Tris-isocyanatoalkyl- bzw. Tris-isocyanatocycloalkyl- Isocyanurate, welche cyclische Trimere der Diisocyanate darstellen, oder um Gemische mit ihren höheren, mehr als einen Isocyanuratring aufweisenden Homologen. Die Isocyanato-Isocyanurate haben im allgemeinen einen NCO-Gehalt von 10 bis 30 Gew.-%, insbesondere 15 bis 25 Gew.-% und eine mittlere NCO- Funktionalität von 2,6 bis 4,5.
2) Uretdiondiisocyanate mit aromatisch, aliphatisch und/oder cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen, vorzugsweise aliphatisch und/oder cycloaliphatisch gebundenen und insbesondere die von Hexamethylendiisocyanat oder Isophorondiisocyanat abgeleiteten. Bei Uretdiondiisocyanaten handelt es sich um cyclische Dimerisierungsprodukte von Diisocyanaten. Die Uretdiondiisocyanate können in den erfindungsgemäßen Zubereitungen als alleinige Komponente oder im Gemisch mit anderen Polyisocyanaten, insbesondere den unter 1 ) genannten, eingesetzt werden.
3) Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate mit aromatisch, cycloaliphatisch oder aliphatisch gebundenen, bevorzugt cycloaliphatisch oder aliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen, insbesondere Tris(6-isocyanatohexyl)biuret oder dessen Gemische mit seinen höheren Homologen. Diese Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanate weisen im allgemeinen einen NCO-Gehalt von 18 bis 22 Gew.-% und eine mittlere NCO-Funktionalität von 2,8 bis 4,5 auf.
4) Urethan- und/oder Allophanatgruppen aufweisende Polyisocyanate mit aromatisch, aliphatisch oder cycloaliphatisch gebundenen, bevorzugt aliphatisch oder cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen, wie sie beispielsweise durch Umsetzung von überschüssigen Mengen an Hexamethylendiisocyanat oder an Isophorondiisocyanat mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen wie z.B. Methanol, Ethanol, /so-Propanol, n-Propanol, n-Butanol, /so-Butanol, se/c-Butanol, tert- Butanol, n-Hexanol, n-Heptanol, n-Octanol, n-Decanol, n-Dodecanol (Laurylalko- hol), 2-Ethylhexanol, n-Pentanol, Stearylalkohol, Cetylalkohol, Laurylalkohol, E- thylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoethylether, 1 ,3-Propandiol- monomethylether, Cyclopentanol, Cyclohexanol, Cyclooctanol, Cyclododecanol oder mehrwertige Alkohole, wie sie oben bei den Polyesterolen aufgeführt sind, oder deren Gemischen erhalten werden können. Diese Urethan- und/oder Allophanatgruppen aufweisenden Polyisocyanate haben im allgemeinen einen NCO-Gehalt von 12 bis 20 Gew.-% und eine mittlere NCO-Funktionalität von 2,5 bis 4,5.
5) Oxadiazintriongruppen enthaltende Polyisocyanate, vorzugsweise von Hexamethylendiisocyanat oder Isophorondiisocyanat abgeleitet. Solche Oxadiazintri- ongruppen enthaltenden Polyisocyanate sind aus Diisocyanat und Kohlendioxid herstellbar.
6) Iminooxadiazindiongruppen enthaltende Polyisocyanate, vorzugsweise von Hexamethylendiisocyanat oder Isophorondiisocyanat abgeleitet. Solche Iminooxadi- azindiongruppen enthaltenden Polyisocyanate sind aus Diisocyanaten mittels spezieller Katalysatoren herstellbar.
7) Uretonimin-modifizierte Polyisocyanate. Die Polyisocyanate 1) bis 7) können im Gemisch, gegebenenfalls auch im Gemisch mit Diisocyanaten, eingesetzt werden.
Die Isocyanatgruppen können auch in verkappter Form vorliegen. Als Verkappungsmit- tel für NCO-Gruppen eignen sich z.B. Oxime, Phenole, Imidazole, Pyrazole, Pyrazoli- none, Diketopiperazine, Caprolactam, Malonsäureester oder Verbindungen, wie sie genannt sind in den Veröffentlichungen von Z.W. Wicks, Prog. Org. Coat. 3 (1975) 73 - 99 und Prog. Org. Coat 9 (1981), 3 - 28 sowie in Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Bd. XIV/2, 61 ff. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1963.
Unter Verkappungs- bzw. Blockierungsmitteln werden dabei Verbindungen verstanden, die Isocyanatgruppen in blockierte (verkappte bzw. geschützte) Isocyanatgruppen umwandeln, die dann unterhalb der sogenannten Deblockierungstemperatur nicht die üblichen Reaktionen einer freien Isocyanatgruppe zeigen. Solche Verbindungen mit blo- ckierten Isocyanatgruppen kommen üblicherweise in Dual-Cure-Beschichtungsmitteln zur Anwendung, die über Isocyanatgruppenhärtung endgehärtet werden.
Epoxidverbindungen sind solche mit mindestens einer, bevorzugt mit mindestens zwei, vorzugsweise zwei oder drei Epoxidgruppen im Molekül.
In Betracht kommen z.B. epoxidierte Olefine, Glycidylester (z.B. Glycidyl(meth)acrylat) von gesättigten oder ungesättigten Carbonsäuren oder Glycidylether aliphatischer oder aromatische Polyole. Derartige Produkte werden im Handel in großer Zahl angeboten. Besonders bevorzugt sind Polyglycidylverbindungen vom Bisphenol A-, -F- oder -B- Typ und Glycidylether mehrfunktioneller Alkohole, z.B. des Butandiol, des 1 ,6-Hexan- diol, des Glycerin und des Pentaerythrit. Beispiele für derartige Polyepoxidverbindun- gen sind Epikote® 812 (Epoxidwert: ca. 0,67 mol/100g) und Epikote® 828 (Epoxidwert: ca. 0,53 mol/100g), Epikote® 1001 , Epikote® 1007 und Epikote® 162 (Epoxidwert: ca. 0,61 mol/100g) der Firma Resolution, Rütapox® 0162 (Epoxidwert: ca. 0,58 mol/100g), Rütapox® 0164 (Epoxidwert: ca. 0,53 mol/100g) und Rütapox® 0165 (Epoxidwert: ca. 0,48 mol/100g) der Firma Bakelite AG, Araldit® DY 0397 (Epoxidwert: ca. 0,83 mol/100g) der Firma Vantico AG.
Carbonatverbindungen sind solche mit mindestens einer, bevorzugt mit mindestens zwei, vorzugsweise zwei oder drei Carbonatgruppen im Molekül, die bevorzugt endständige Cι-C20-Alkylcarbonatgruppen enthalten, besonders bevorzugt endständiges CrC -Alkylcarbonatgruppen, ganz besonders bevorzugt endständiges Methylcarbonat, Ethylcarbonat oder n-Butylcarbonat.
Als Komponenten (B) kommen weiterhin Verbindungen in Frage, mit aktiven Methylol- oder Alkylalkoxygruppen, insbesondere Methylalkoxygruppen, an Aminoplastvemet- zern, wie z.B veretherte Umsetzungsprodukte von Formaldehyd mit Aminen, wie Mel- amin, Harnstoff etc., Phenol/Formaldehydaddukte, Siloxan oder Silangruppen und Anhydride ein, wie sie z.B. in US 5,770,650 beschrieben sind, ein.
Unter den technisch weit verbreiteten und bekannten, bevorzugten Aminoplasten sind besonders bevorzugt Harnstoffharze und Melaminharze, wie z.B. Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Melamin-Formaldehyd-Harze, Melamin-Phenol-Formaldehyd-Harze oder Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harze, verwendbar.
Als Harnstoffharze sind solche geeignet, die durch Umsetzung von Harnstoffen mit Aldehyden erhältlich sind und gegebenenfalls modifiziert werden können.
Als Harnstoffe sind Harnstoff, N-substituierte oder N,N'-disubstituierte Harnstoffe geeignet, wie z.B. N-Methylharnstoff, N-Phenylharnstoff, N.N'-Dimethylhamstoff, Hexa- methylendiharnstoff, N,N'-Diphenylhamstoff, 1 ,2-Ethylendiharnstoff, 1 ,3-Propylen- diharnstoff, Diethylentriharnstoff, Dipropylentrihamstoff, 2-Hydroxypropylendiharnstoff , 2-lmidazolidinon (Ethylenharnstoff), 2-Oxohexahydropyrimidin (Propylenhamstoff) oder 2-Oxo-5-Hydroxyhexahydropyrimidin (5-Hydroxypropylenharnstoff).
Harnstoffharze können gegebenenfalls teilweise oder vollständig modifiziert werden, z.B. durch Umsetzung mit mono- od. polyfunktionellen Alkoholen, Ammoniak bzw. A- minen (kationisch modifizierte Harnstoffharze) oder mit (Hydrogen)sulfiten (anionisch modifizierte Harnstoff harze), insbesondere geeignet sind die alkoholmodifizierten Harnstoffharze.
Als Alkohole kommen für die Modifizierung C-i - C6-Alkohole in Frage, bevorzugt Ci - C4-Alkohol und insbesondere Methanol, Ethanol, /so-PropanoI, n-Propanol, n-Butanol, /so-Butanol und sefr-Butanol.
Als Melaminharze sind solche geeignet, die durch Umsetzung von Melamin mit Alde- hyden erhältlich sind und gegebenenfalls teilweise oder vollständig modifiziert werden können.
Als Aldehyde sind insbesondere Formaldehyd, Acetaldehyd, /so-Butyraldehyd und Glyoxal geeignet.
Melamin-Formaldehyd-Harze sind Reaktionsprodukte der Umsetzung von Melamin mit Aldehyden, z.B. den o.g. Aldehyden, insbesondere Formaldehyd. Gegebenenfalls werden die erhaltenen Methylol-Gruppen durch Veretherung mit den oben genannten ein- oder mehrwertigen Alkoholen modifiziert. Weiterhin können die Melamin-Formaldehyd- Harze auch wie oben beschrieben durch Reaktion mit Aminen, Aminocarbonsäuren oder Sulfiten modifiziert werden. Durch Einwirkung von Formaldehyd auf Mischungen von Melamin und Harnstoff beziehungsweise auf Mischungen aus Melamin und Phenol entstehen erfindungsgemäß ebenfalls verwendbare Melamin-Hamstoff-Formaldehyd-Harze beziehungsweise Mel- amin-Phenol-Formaldehyd-Harze.
Die Herstellung der genannten Aminoplaste erfolgt nach an sich bekannten Verfahren.
Besonders genannte Beispiele sind Melamin-Formaldehyd-Harze, einschließlich mo- nomerer oder polymerer Melaminharze und teilweise oder vollständig alkylierte Mel- aminharze, Harnstoff-Harze, z.B. Methylolharnstoffe wie Formaldehyd-Harnstoff-Harze, Alkoxyharnstoffe wie butylierte Formaldehyd-Harnstoff-Harze, aber auch N-Methylol- acrylamid-emulsionen, /so-Butoxy methyl acrylamid-emulsionen, Polyanhydride, wie z.B. Polybernsteinsäureanhydrid, und Siloxane oder Silane, z.B. Dimethyldimethoxysi- lane.
Besonders bevorzugt sind Aminoplastharze wie Melamin-Formaldehyd-Harze oder Formaldehyd-Harnstoff-Harze.
Ebenfalls offenbart wird ein Verfahren zur Beschichtung von Substraten, in dem man eine erfindungsgemäße Beschichtungsmasse einsetzt.
Die Beschichtung der Substrate erfolgt nach üblichen, dem Fachmann bekannten Verfahren, wobei man wenigstens eine erfindungsgemäße Beschichtungsmasse oder diese enthaltende Lackformulierung auf das zu beschichtende Substrat in der gewünsch- ten Stärke aufbringt und die flüchtigen Bestandteile der Beschichtungsmasse, gegebenenfalls unter Erhitzen, entfernt. Dieser Vorgang kann gewünschtenfalls ein- oder mehrfach wiederholt werden. Das Aufbringen auf das Substrat kann in bekannter Weise, z. B. durch Spritzen, Spachteln, Rakeln, Bürsten, Rollen, Walzen oder Gießen erfolgen. Die Beschichtungsstärke liegt in der Regel in einem Bereich von etwa 3 bis 1000 g/m2 und vorzugsweise 10 bis 200 g/m2.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Beschichten von Substraten offenbart, bei dem man die erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen oder diese enthaltende Lackformulierungen, gegebenenfalls mit weiteren lacktypischen Additiven und thermisch härtbaren Harzen versetzt, auf das Substrat aufbringt und gegebenenfalls trocknet, mit Elektronenstrahlen oder UV Belichtung unter sauerstoffhaltiger Atmosphäre oder bevorzugt unter Inertgas härtet, gegebenenfalls bei Temperaturen bis zur Höhe der Trocknungstemperatur und anschließend bei Temperaturen bis zu 160°C, bevorzugt zwischen 60 und 160 °C, thermisch behandelt.
Das Verfahren zum Beschichten von Substraten kann auch so durchgeführt werden, daß nach dem Aufbringen der erfindungsgemäßen Beschichtungsmasse oder Lack- * formulierungen zunächst bei Temperaturen bis zu 160°C, bevorzugt zwischen 60 und 160°C, thermisch behandelt und anschließend mit Elektronenstrahlen oder UV Belichtung unter Sauerstoff oder bevorzugt unter Inertgas gehärtet wird. Die Härtung der auf dem Substrat gebildeten Filme kann gewünschtenfalls ausschließlich thermisch erfolgen. Im allgemeinen und bevorzugt härtet man die Beschichtungen jedoch sowohl durch Bestrahlung mit energiereicher Strahlung als auch thermisch.
Gegebenenfalls kann, wenn mehrere Schichten des Beschichtungsmittels übereinan- der aufgetragen werden, nach jedem Beschichtungsvorgang eine thermische und/oder Strahlungshärtung erfolgen.
Als Strahlungsquellen für die Strahlungshärtung geeignet sind z.B. Quecksilber- Niederdruckstrahler, -Mitteldruckstrahler mit Hochdruckstrahler sowie Leuchtstoffröh- ren, Impulsstrahler, Metallhalogenidstrahler, Elektronenblitzeinrichtungen, wodurch eine Strahlungshärtung ohne Photoinitiator möglich ist, oder Excimerstrahler. Die Strahlungshärtung erfolgt durch Einwirkung energiereicher Strahlung, also UV- Strahlung oder Tageslicht, vorzugsweise Licht im Wellenlängenbereich von λ=200 bis 700 nm strahlt, besonders bevorzugt von λ=200 bis 500 nm und ganz besonders be- vorzugt λ=250 bis 400 nm, oder durch Bestrahlung mit energiereichen Elektronen (E- lektronenstrahlung; 150 bis 300 keV). Als Strahlungsquellen dienen beispielsweise Hochdruckquecksilberdampflampen, Laser, gepulste Lampen (Blitzlicht), Halogenlampen oder Excimerstrahler. Die üblicherweise zur Vernetzung ausreichende Strahlungsdosis bei UV-Härtung liegt im Bereich von 80 bis 3000 mJ/cm2.
Selbstverständlich sind auch mehrere Strahlungsquellen für die Härtung einsetzbar, z.B. zwei bis vier.
Diese können auch in jeweils unterschiedlichen Wellenlängebereichen strahlen.
Die Härtung kann auch zusätzlich zur oder anstelle der thermischen Härtung durch NIR-Strahlung erfolgen, wobei als NIR-Strahlung hier elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von 760 nm bis 2,5 μm, bevorzugt von 900 bis 1500 nm bezeichnet ist.
Die Bestrahlung kann gegebenenfalls auch unter Ausschluß von Sauerstoff, z. B. unter Inertgas-Atmosphäre, durchgeführt werden. Als Inertgase eignen sich vorzugsweise Stickstoff, Edelgase, Kohlendioxid oder Verbrennungsgase. Desweiteren kann die Bestrahlung erfolgen, indem die Beschichtungsmasse mit transparenten Medien abge- deckt wird. Transparente Medien sind z. B. Kunststofffolien, Glas oder Flüssigkeiten, z. B. Wasser. Besonders bevorzugt ist eine Bestrahlung in der Weise, wie sie in der DE-A1 199 57 900 beschrieben ist. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Beschichtung von Substraten, wobei man i) ein Substrat mit einer Beschichtungsmasse, wie zuvor beschrieben, be- schichtet, ii) flüchtige Bestandteile der Beschichtungsmasse zur Filmbildung unter Bedingungen entfernt, bei denen der Initiator (P) im wesentlichen noch keine freien Radikale ausbildet, iii) gegebenenfalls den in Schritt ii) gebildeten Film mit energiereicher Strah- lung bestrahlt, wobei der Film vorgehärtet wird, und anschließend gegebenenfalls den mit dem vorgehärteten Film beschichteten Gegenstand mechanisch bearbeitet oder die Oberfläche des vorgehärteten Films mit einem anderen Substrat in Kontakt bringt, iv) dem Film thermisch endhärtet.
Dabei können die Schritte iv) und iii) auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt, d. h. der Film kann zuerst thermisch und dann mit energiereicher Strahlung gehärtet werden.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen und Lackformulierungen eignen sich besonders zum Beschichten von Substraten wie Holz, Papier, Textil, Leder, Vlies, Kunststoff Oberflächen, Glas, Keramik, mineralischen Baustoffen, wie Zement-Formsteine und Faserzementplatten, oder Metallen oder beschichteten Metallen, bevorzugt von Kunststoffen oder Metallen, die beispielsweise auch als Folien vorliegen können.
Besonders bevorzugt eignen sich die erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen als oder in Außenbeschichtungen, also solche Anwendungen, die dem Tageslicht ausgesetzt sind, bevorzugt von Gebäuden oder Gebäudeteilen, Innenbeschichtungen, Straßenmarkierungen, Beschichtungen auf Fahrzeugen und Flugzeugen. Insbesondere werden die erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen als oder in Automobilklar- und -decklacke(n) eingesetzt.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Gegenstand ist die Verwendung von -(1 '- Hydroxyalkyl)acrylaten in Beschichtungsmassen für Dual-Cure Anwendungen.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Gegenstand ist die Verwendung von Verbindungen der Formel (V) oder (VII) in der Strahlungshärtung.
Die folgenden Beispiele sollen die Eigenschaften der Erfindung erläutern, ohne sie aber einzuschränken. Beispiele
Als "Teile" oder "%" seien in dieser Schrift, wenn nicht anders angegeben, "Gewichtsteile" oder "Gewicht%" verstanden.
Die Erichsentiefung wurde nach DIN 53156 bestimmt und ist ein Maß für die Flexibilität und Elastizität. Die Angabe erfolgt in Millimeter (mm). Hohe Werte bedeuten hohe Flexibilität. Die Filme zur Bestimmung der Erichsentiefung wurden wenn nicht anders angegeben mit Hilfe einer Spiralraken auf Blech aufgetragen. Die Schichtdicke nach der Belichtung betrug wenn nicht anders angegeben 40 μm.
Die Pendelhärte wurde nach DIN 53157 bestimmt und ist ein Maß für die Härte der Beschichtung. Die Angabe erfolgt in Sekunden (s). Hohe Werte bedeuten dabei hohe Härte. Die Filme zur Bestimmung der Pendelhärte wurden wenn nicht anders angege- ben mit Hilfe einer Kastenrakel auf Glas aufgetragen. Die Schichtdicke nach der Belichtung betrug wenn nicht anders angegeben 70 μm.
Die OH-Zahl wurde gem. DIN 53240 bestimmt.
Beispiel 1 :
148 Teile Trimethylolpropan triacrylat, 17 Teile Diaza-bicyclo-octan, 100 Teile Tetra- hydrof uran und 150 Teile Formaldehydlösung (36%ig) wurden in einem Reaktionskolben zusammengegeben und 2 Stunden bei 60°C gerührt. Dann gab man 100 Teile Diethylether zu, schüttelte 2 mal mit 100 Teilen 1 N Salzsäure und 1mal mit wässriger Natriumchloridlösung aus, trennte die Phasen, trocknete die organische Phase über Natriumsulfat, setzte 1 Teil Phenothiazin zu und destillierte das Lösungsmittel ab. Es resultierte eine klare, schwach gelbliche Flüssigkeit, die im IR Spektrum eine deutli- ehe OH Bande bei 3500 cm-1 (OH Zahl 109 mgKOH/g) und eine Verschiebung der unsubstituierten Acrylatbande bei 810 cm"1 nach 820 cm"1 aufwies. Im GC Chroma- togramm war kein freies Trimethylolpropan triacrylat mehr vorhanden.
Beispiel 2:
148 Teile Trimethylolpropan triacrylat, 5,6 Teile Diaza-bicyclo-octan, 100 Teile Tetra- hydrofuran und 50 Teile Formaldehydlösung (36%ig) wurden in einem Reaktionskolben zusammengegeben und 2 Stunden bei 60°C gerührt. Dann gab man 100 Teile Diethylether zu, schüttelte 2 mal mit 100 Teilen 1 N Salzsäure und 1 mal mit wässriger Natriumchloridlösung aus, trennte die Phasen, trocknete die organische Phase über Natriumsulfat, setzte 1 Teil Phenothiazin zu und destillierte das Lösungsmittel ab.
Es resultierte eine klare Flüssigkeit mit einer Viskosität von 510 mPas, die im IR Spektrum eine deutliche OH Bande bei 3500 cm"1 aufwies (OH Zahl 63 mgKOH/g). Im GC Chromatogramm waren noch 23 Flächenprozent freies Trimethylolpropan triacrylat vorhanden.
Beispiel 3:
302 Teile Triacrylat von siebenfach ethoxyliertem Trimethylolpropan, 17 Teile Diaza- bicyclo-octan, 100 Teile Tetrahydrofuran und 150 Teile Formaldehydlösung (36%ig) wurden in einem Reaktionskolben zusammengegeben und 2 Stunden bei 60°C gerührt.
Dann gab man 100 Teile Diethylether zu, schüttelte 2 mal mit 100 Teilen 1N Salzsäure und 1 mal mit wässriger Natriumchloridlösung aus, trennte die Phasen, trocknete die organische Phase über Natriumsulfat, setzte 1 Teil Phenothiazin zu und destillierte das Lösungsmittel ab.
Es resultierte eine klare, schwach gelbliche Flüssigkeit, die im IR Spektrum eine deutliche OH Bande bei 3500 cm"1 aufwies.
Beispiel 4:
500 Teile eines kommerziell erhältlichen Polyesteracrylats (Laromer® PE 55F, BASF Aktiengesellschaft), 14 Teile Diaza-bicyclo-octan, 100 Teile Tetrahydrofuran und 125 Teile Formaldehydlösung (36%ig) werden in einem Reaktionskolben zusammengegeben und 2 Stunden bei 60°C gerührt. Dann gibt man 100 Teile Diethylether zu, schüttelt 2 mal mit 100 Teilen 1 N Salzsäure und 1 mal mit wässriger Natriumchloridlösung aus, trennt die Phasen, trocknet die organische Phase über Natriumsulfat, setzt 1 Teil Phenothiazin zu und destilliert das Lösungsmittel ab. Es resultiert eine klare, schwach gelbliche Flüssigkeit, die im IR Spektrum eine deutli- ehe OH Bande bei 3500 cm"1 aufweist. * Beispiel 5:
215 Teile eines kommerziell erhältlichen Epoxyacrylats ((Laromer® EA 81 , BASF Aktiengesellschaft), 11 Teile Diaza-bicyclo-octan, 100 Teile Tetrahydrofuran und 100 Teile Formaldehydlösung (36%ig) werden in einem Reaktionskolben zusammengegeben und 2 Stunden bei 60°C gerührt.
Dann gibt man 100 Teile Diethylether zu, schüttelt 2 mal mit 100 Teilen 1 N Salzsäure und 1 mal mit wässriger Natriumchloridlösung aus, trennt die Phasen, trocknet die or- ganische Phase über Natriumsulfat, setzt 1 Teil Phenothiazin zu und destilliert das Lösungsmittel ab.
Es resultiert eine klare, schwach gelbliche Flüssigkeit, die im IR Spektrum gegenüber der Ausgangsverbindung eine deutliche erhöhte OH Bande bei 3500 cm"1 aufweist.
Beispiel 6:
750 Teile eines kommerziell erhältlichen Urethanacrylats ((Laromer® UA19T, BASF Aktiengesellschaft), 11 Teile Diaza-bicyclo-octan, 100 Teile Tetrahydrofuran und 100 Teile Formaldehydlösung (36%ig) werden in einem Reaktionskolben zusammengegeben und 2 Stunden bei 60°C gerührt.
Dann gibt man 100 Teile Diethylether zu, schüttelt 2 mal mit 100 Teilen 1 N Salzsäure und 1 mal mit wässriger Natriumchloridlösung aus, trennt die Phasen, trocknet die organische Phase über Natriumsulfat, setzt 1 Teil Phenothiazin zu und destilliert das Lösungsmittel ab.
Es resultiert eine klare, schwach gelbliche Flüssigkeit, die im IR Spektrum neben der NH-Bande eine deutliche OH Bande bei 3500 cm"1 aufweist.
Beispiel 7: Dual Cure Anwendung
10 Teile des nach Beispiel 1 hergestellten α-Hydroxyalkyl-acrylats wurden mit 3,8 Tei- len eines Trimeren Isocyanurats von Hexamethylendiisocyanat gemischt und in einer Schichtdicke von ca. 5μm auf ein KBr IR Plättchen aufgetragen. Das IR Spektrum zeigte die OH Banden bei 3500 cm"1, die NCO- Banden bei 2250 cm"1 und die Acrylat- banden bei 820 cm'1. Bei Temperung des IR Kristalls bei 180°C für 2 Stunden, verschwanden die NCO Bande bei 2250 cm"1 fast vollständig, die Acrylatbande reduzierte sich und die OH Bande hatte sich nach 3350 cm"1 (NH) verschoben. Durch anschließende Belichtung verschwand die Acrylatbande ebenfalls nahezu vollständig. Ähnliche Resultate erhielt man auch, wenn man zuerst belichtet und dann bei 180°C erhitzt.
Beispiel 8:
10 Teile des nach Beispiel 1 hergestellten -Hydroxyalkyl-acrylats wurden mit 0,4 Teilen des Photoinitiators Darocure® 1173 (CIBA Specialities) versetzt und in einer Schichtdicke von ca. 50 μm auf eine Glasplatte aufgetragen und mit 1200 mJ/cm2 belichtet. Es resultierte eine Pendelhärte von 140 s und eine Erichsentiefung von 0,5 mm.
Vergleichsbeispiel 1 :
Mit den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 8 wurde Trimethylolpropan triacrylat an- statt des Umsetzungsprodukts aus Beispiel 1 prozessiert. Es resultierte eine Pendelhärte von 172 s und eine Erichsentiefung von 0.
Beispiel 8 und Vergleichsbeispiel 1 zeigen, dass man mit den erfindungsgemäßen al- pha-Hydroxyacrylaten ähnliche Eigenschaften nach UV Belichtung bezüglich Härte und Flexibilität erhält wie mit unsubstituiertem Acrylat und Beispiel 7 zeigt, dass man den erfindungsgemäßen Produkten Dual Cure Lacke herstellen kann..

Claims

Patentansprüche
1. Beschichtungsmassen, enthaltend mindestens ein α-(1 '-Hydroxyalkyl)acrylat (A) und - mindestens einen Photoinitiator (P).
2. Beschichtungsmassen nach Anspruch 1 , enthaltend zusätzlich mindestens einen Reaktiwerdünner und/oder mindestens eine multifunktionelle, polymerisationsfähige Verbindung.
3. Beschichtungsmassen nach Anspruch 1 oder 2, enthaltend zusätzlich mindestens eine Verbindung (B) mit mindestens einer gegenüber Hydroxy (-OH) reaktiven Gruppe.
4. Verfahren zur Beschichtung von Substraten, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Beschichtungsmasse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 einsetzt.
5. Substrat, beschichtet mit einer Beschichtungsmasse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3.
6. Verbindungen der Formel (V),
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(V) worin
R2 und R3 unabhängig voneinander d - Cι8-Alkyl, gegebenenfalls durch ein oder mehrere Sauerstoff- und/oder Schwefelatome und/oder ein oder mehrere substituierte oder unsubstituierte Iminogruppen unterbrochenes C2 - Cι8-Alkyl, C2 - Cι8-Alkenyl, C6 - C12-Aryl, C5 - C12-Cycloalkyl oder einen fünf- bis sechsgliedri- gen, Sauerstoff-, Stickstoff- und/oder Schwefelatome aufweisenden Heterocyc- lus, wobei die genannten Reste jeweils durch Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiert sein können, R2 und/oder R3 zusätzlich Wasserstoff, gegebenenfalls durch Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiertes Ci - C18-Alkoxy oder -COOR4,
R2 kann zusätzlich zusammen mit R1 einen Ring bilden, in diesem Fall kann R2 eine Carbonylgruppe bedeuten, so daß die Gruppe COOR1 und R2 gemeinsam eine Säureanhydridgruppe -(CO)-O-(CO)- bilden,
R4 d - C18-Alkyl, gegebenenfalls durch ein oder mehrere Sauerstoff- und/oder Schwefelatome und/oder ein oder mehrere substituierte oder unsubstituierte Iminogruppen unterbrochenes C2 - C18-Alkyl, C2 - d8-Alkenyl, C6 - C12-Aryl, C5 - Cι2-Cycloalkyl oder einen fünf- bis sechsgliedrigen, Sauerstoff-, Stickstoff- und/oder Schwefelatome aufweisenden Heterocyclus, wobei die genannten Reste jeweils durch Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyc- len substituiert sein können,
R5 und R6 unabhängig voneinander Wasserstoff , C-i - C18-Alkyl, gegebenenfalls durch ein oder mehrere Sauerstoff- und/oder Schwefelatome und/oder ein oder mehrere substituierte oder unsubstituierte Iminogruppen unterbrochenes C2 - C18-Alkyl, C2 - d8-Alkenyl, C6 - Cι2-Aryl, C5 - Cι2-Cycloalkyl oder einen fünf- bis sechsgliedrigen, Sauerstoff-, Stickstoff- und/oder Schwefelatome aufweisenden Heterocyclus, wobei die genannten Reste jeweils durch Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiert sein können, oder können gemeinsam einen Ring bilden,
n eine positive ganze Zahl von 3 bis 10,
R7 einen n-wertigen organischen Rest mit 1 bis 50 Kohlenstoffatomen, der un- substituiert oder mit Halogen, d-C Alkyl, C2-C8-Alkenyl, Carboxy, Carboxy-d- Cs-Alkyl, d-C20-Acyl, C C8-Alkoxy, C6-C12-Aryl, Hydroxy oder hydroxysubstituiertem Cι-C8-Alkyl substituiert sein und/oder eine oder mehrere -(CO)-, - O(CO)O-, -(NH)(CO)O-, -O(CO)(NH)-, -O(CO)- oder -(CO)O-Gruppen aufweisen kann.
7. Verbindungen gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß n 3 oder 4 ist und
R7 abgeleitet ist von einem n-wertigen Alkohol durch Entfernung von n Hydro- xygruppen, wobei es sich bei dem n-wertigen Alkohol um Trimethylolpropan, Pentaerythrit oder ein bis zwanzigfach ethoxyliertes Trimethylolpropan handelt.
8. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel (V)
Figure imgf000034_0001
(IV) (II) (V) wie in Anspruch 6 definiert, wobei n zusätzlich 2 sein kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (II) ein Aldehyd R5-CHO ist und man diesen Aldehyd in freier Form einsetzt, so daß in Formalen der Formel (R5-CHO)w, worin w eine positive ganze Zahl ist, w ≤ 20 ist.
9. Verwendung von α-(1 '-Hydroxyalkyl)acrylaten in Beschichtungsmassen für Dual- Cure Anwendungen.
10. Verwendung von Verbindungen der Formel (V) wie in Anspruch 8 definiert oder (VII)
Figure imgf000034_0002
(VII) worin R2 und R3 definiert sind wie in Anspruch 6, R1 C-i - C18-Alkyl, gegebenenfalls durch ein oder mehrere Sauerstoff- und/oder Schwefelatome und/oder ein oder mehrere substituierte oder unsubstituierte Iminogruppen unterbrochenes C2 - Cι8-Alkyl, C2 - C18-Alkenyl, C6 - Cι2-Aryl, C5 - C12-Cycloalkyl oder einen fünf- bis sechsgliedrigen, Sauerstoff-, Stickstoff- und/oder Schwefelatome aufweisenden Heterocyclus, wobei die genannten Reste jeweils durch Aryl, Alkyl, Aryloxy, Alkyloxy, Heteroatome und/oder Heterocyclen substituiert sein kann und
R8 R8 bedeutet unsubstituiertes oder mit Halogen, d-C8-AlkyI, C2-C8-Alkenyl, Carboxy, Carboxy-d-C8-AlkyI, d-C20-Acyl, d-C8-Alkoxy, C6-Cι2-Aryl, Hydroxyl oder hydroxysubstituiertem d-C8-Alkyl substituiertes C6-C12-Arylen, C3-C12- Cycloalkylen, CrC20-Alkylen oder durch ein- oder mehrere Sauerstoff- und/oder Schwefelatome und/oder ein oder mehrere substituierte oder unsubstituierte Iminogruppen und/oder durch eine oder mehrere -(CO)-, -O(CO)O-, -(NH)(CO)O-, -O(CO)(NH)-, -O(CO)- oder -(CO)O-Gruppen unterbrochenes C2-C20-Alkylen o- der eine Einfachbindung bedeuten,
in der Strahlungshärtung.
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