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Title:
SET OF CHEMICALS FOR PREPARING A POLYMER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/157159
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a set of chemicals for preparing a polymer, to a composition containing the set of chemicals, to a process for preparing a polymer and to a polymer obtainable by this process.

Inventors:
MOSCHEL SEBASTIAN (DE)
MOSS TOBIAS (DE)
FUTTERER THOMAS (DE)
WISSEMBORSKI RÜDIGER (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/051041
Publication Date:
July 28, 2022
Filing Date:
January 18, 2022
Export Citation:
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Assignee:
BUDENHEIM KG CHEMISCHE FABRIK (DE)
International Classes:
C09D7/61; C09D5/03; C09F9/00
Domestic Patent References:
WO2019219250A12019-11-21
WO2020239740A12020-12-03
WO2014139602A12014-09-18
Foreign References:
DE102011120218A12013-06-06
CN105349018B2017-07-14
CN108841227A2018-11-20
DE2054903A11972-05-10
US20060222765A12006-10-05
Other References:
A. D. MCNAUGHTA. WILKINSON: "IUPAC. Compendium of Chemical Terminology", 1997, BLACKWELL SCIENTIFIC PUBLICATIONS
Attorney, Agent or Firm:
WSL PATENTANWÄLTE PARTNERSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1 . Satz von Chemikalien für die Herstellung eines vorzugsweise vernetzten Polymers, umfassend nachfolgende Komponenten: a) eine oder mehrere polymerisierbare und/oder vernetzbare Polymervorläuferverbindungen, b) eine oder mehrere Metallverbindungen mit einem oder mehreren Metallionen, wobei vorzugsweise das eine oder die mehreren Metallionen Übergangsmetal- lionen sind, wobei die eine oder die mehreren Metallverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Phosphaten, Phosphonaten, Phosphiten und Mischungen der vorgenannten, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von a) zu b) im Bereich von 1000:1 bis 2:1 , vorzugsweise 100:1 bis 5:1 , liegt.

2. Satz von Chemikalien nach Anspruch 1 , wobei das eine oder die mehreren Metallionen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alkali- und Erdalkalimetallen, den Übergangsmetallen (d-Block, Gruppe 3-12), insbesondere Sc, Y, La, Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Cu, Zn, sowie AI, Ga, In, Si, Sn, Sb, Bi, besonders bevorzugt Na, K, Fe und Cu.

3. Satz von Chemikalien nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die eine oder die mehreren Metallverbindungen Phosphate sind, die vorzugsweise ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyphosphaten, Pyrophosphaten, Metaphosphaten und Gemischen davon.

4. Satz von Chemikalien nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das Polymer ein Thermoplast oder ein Duromer ist, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylbutyral (PVB), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyamid (PA), Polyester wie Polybutylenterephthalat (PBT), Po- lyethylenterephthalat (PET), Polyurethan (PU), Polyharnstoff, Harnstoffharze, Polyphenylenoxid, Polyacetal, Polyacrylat, Polymethacrylat, Polyoxymethylen, Polyvinylacetal, Polyharnstoff, Polystyrol, Acryl-Butadien-Styrol (ABS), Acrylnitril-Styrol-Acrylester (ASA), Polycarbonat, Polyethersulfon, Polysulfonat, Polytetrafluoroethylen, Formaldehydharze, Melaminharze, Polyetherketon, Polyvinylchlorid, Polylactid, Polysiloxan, Phenolharze, Epoxidharze, Poly(imid), Bismaleimid-Triazin, thermoplastischem Polyurethan, Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA), Copolymeren und/oder Mischungen der vorgenannten Polymere, vorzugsweise aus Polyurethan (PU), Polyesterharze. Satz von Chemikalien nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis der Lichtabsorption der einen oder der mehreren Metallverbindungen bei 900 nm Wellenlänge zu der Lichtabsorption bei 500 nm Wellenlänge im Bereich von 1 :1 bis 50:1 , vorzugsweise 3:1 bis 8:1 , liegt. Satz von Chemikalien nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei der Satz weiterhin nachfolgende Komponente autweist: c) ein oder mehrere Lösemittel, die vorzugsweise ausgewählt sind aus wässrigen und organischen Lösemitteln. Zusammensetzung enthaltend den Satz von Chemikalien nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei vorzugsweise der Gewichtsanteil von c) an der Zusammensetzung maximal 70 Gew.-%, vorzugsweise maximal 40 Gew.-%, besonders bevorzugt maximal 10 Gew.-% beträgt. Verfahren zur Herstellung eines Polymers, umfassend nachfolgende Schritte:

■ Zurverfügungstellen eines Satzes von Chemikalien nach einem der vorausgehenden Ansprüche,

■ Mischen von a) und b) und optional c), um eine Zusammensetzung zu erhalten,

■ Reagieren der einen oder der mehreren Polymervorläuferverbindungen der Zusammensetzung, um das Polymer zu erhalten. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Zusammensetzung ein wässriges oder organisches Lösemittel umfasst und das Verfahren weiterhin nachfolgenden zusätzlichen Schritt aufweist:

Entfernen von c) aus der Zusammensetzung. 10. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das Mischen von a) und b) und optional c), und/oder das Reagieren und/oder das Entfernen von c) aus der Zusammensetzung, bei einer Temperatur von maximal 150 °C, vorzugsweise einer Temperatur von maximal 100 °C, erfolgen sowie vorzugsweise unter Einwirkung elektromagnetischer Strahlung.

11. Polymer erhältlich nach einem in den vorausgehenden Ansprüchen definierten Verfahren.

12. Beschichtung umfassend ein Polymer nach Anspruch 11 , wobei vorzugsweise die nach DIN EN ISO 2409 bestimmte Haftfestigkeitsklassifizierung der Beschichtung 0, 1 , 2 oder 3 beträgt.

13. Verwendung einer oder mehrerer Metallverbindungen mit einem oder mehreren Me- tallionen in einem Satz von Chemikalien zur Herstellung einer Beschichtung, wobei die eine oder die mehreren Metallverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Phosphaten, Phosphonaten, Phosphiten und Mischungen der vorgenannten und die Beschichtung vorzugsweise unter Einwirkung elektromagnetischer Strahlung eines Wellenlängenbereichs von 200-2000 nm, vorzugsweise 300 bis 1800 nm, noch bevorzugter 400 bis 1500 nm hergestellt wird.

14. Verwendung nach Anspruch 13 zur Herstellung einer Pulverbeschichtung oder eines Coil coatings.

15. Verwendung einer oder mehrerer Metallverbindungen mit einem oder mehreren Me- tallionen zur Beschleunigung einer Polymerisations- und/oder Polymervernetzungsreaktion, wobei die eine oder die mehreren Metallverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Phosphaten, Phosphonaten, Phosphiten und Mischungen der vorgenannten.

16. Verwendung einer oder mehrerer Metallverbindungen mit einem oder mehreren Me- tallionen zur Beschleunigung der Aushärtung und/oder Trocknung einer Polymerbeschichtung, wobei die eine oder die mehreren Metallverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Phosphaten, Phosphonaten, Phosphiten und Mischungen der vorgenannten.

Description:
Satz von Chemikalien für die Herstellung eines Polymers

GEGENSTAND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft einen Satz von Chemikalien für die Herstellung eines Polymers, eine Zusammensetzung enthaltend den Satz von Chemikalien, ein Verfahren zur Herstellung eines Polymers sowie ein Polymer erhältlich durch dieses Verfahren.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Im Stand der Technik ist eine Vielzahl von Reaktionsbeschleunigern für Polymerisations- und Polymervernetzungsreaktionen bekannt. Zumindest bei Reaktionsbeschleunigem, die aus Metallverbindungen mit einem oder mehreren Metallionen ausgewählt sind, ist der beschleunigende Effekt in der Regel auf die Eigenschaft des einen oder der mehreren Metallionen als Lewis-saures Zentrum zurückzuführen, an das die reaktiven Zentren der Polymervorläuferverbindungen koordinieren können. Hierdurch wird die Polarisierung der Polymervorläuferverbindung(en) derart beeinflusst, dass die Aktivierungsenergie der Reaktion herabgesetzt wird und in der Folge die Reaktion erleichtert oder in vielen Fällen sogar erst ermöglicht wird.

Aus der DE 2 054 903 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung von Polyestern durch Polymerisation von Lactonen in Gegenwart von Antimonpentafluorid oder Antimonpentachlorid als Reaktionsbeschleuniger bekannt. Die vorgenannten Verbindungen werden in einer Menge von 0,001 bis 0,5 Gew.-% bezogen auf die Reaktionsmischung zugesetzt. Allerdings ist Antimonpentafluorid aufgrund seiner hohen Reaktivität nur unter hoher Sorgfalt zu handhaben, da es sich bei Kontakt mit anderen Chemikalien zu Fluorwasserstoff und Stiban zersetzt. Darüber hinaus wird Antimonpentafluorid als cancerogen eingestuft. Da eine sichere Verwendung des erhaltenen Polymers nicht mehr gewährleistet ist, wird Antimonpentafluorid daher heutzutage in der Regel nicht mehr zur Beschleunigung von Polymerisationsreaktionen eingesetzt.

Die WO 2014 / 139602 A1 offenbart die Herstellung eines Polyesters durch Ringöffnungspolymeri- sation eines cyclischen Polyesteroligomers mit Furaneinheit. In dem offenbarten Prozess werden Zink-, Aluminium- oder Titanalkoxide oder -carboxylate als Reaktionsbeschleuniger eingesetzt. Insbesondere Titan- und Aluminiumalkoxide sind jedoch stark feuchtigkeitsempfindlich und hydrolysieren in Wasser in einer raschen exothermen Reaktion zu Titan- und Aluminiumoxiden.

Die US 2006 / 222 765 A1 betrifft eine Beschichtungszusammensetzung, die ein oder mehrere Polymerbinder aufweist, die quervernetzbar sind. Die Zusammensetzung weist ferner einen Reaktionsbeschleuniger auf, der aus Lewis-Säuren und Lewis-Basen ausgewählt sein kann. Als bevorzugte Lewis-Basen werden beispielsweise primäre Amine oder Ketimine beschrieben. Amine und Ketimine weisen jedoch oftmals eine gelbliche Eigenfärbung auf und können daher die optischen Eigenschaften des erhaltenen Polymers beeinträchtigen. Die Anmeldung beschreibt zwar auch Metallkomplexe oder Metallsalze als geeignete Reaktionsbeschleuniger, spezifische Beispiele werden jedoch nicht genannt.

AUFGABE

Vor diesem Hintergrund bestand die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Satz von Chemikalien für die Herstellung eines - vorzugsweise vernetzten - Polymers bereitzustellen, der eine schnelle, sichere und/oder einfache Herstellung des - vorzugsweise vernetzten - Polymers ermöglicht. Insbesondere vor dem Hintergrund regulatorischer Bestimmungen soll der erfindungsgemäße Satz von Chemikalien darüber hinaus nur minimale oder gar keine Mengen an Komponenten enthalten, die das gesundheitsgefährdende Potential des Polymers erhöhen können. Zudem sollen die optischen Eigenschaften des erhaltenen Polymers durch die Komponenten des Satzes von Chemikalien nicht oder nur in einem möglichst geringen Maße beeinflusst werden.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Satz von Chemikalien für die Herstellung eines - vorzugsweise vernetzten - Polymers, umfassend nachfolgende Komponenten: a) mindestens eine, d.h. eine oder mehrere, polymerisierbare und/oder vernetzbare Polymervorläuferverbindungen, b) mindestens eine, d.h. eine oder mehrere, Metallverbindungen mit einem oder mehreren Metallionen, wobei die mindestens eine Metallverbindung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Phosphaten, Phosphonaten, Phosphiten und Mischungen der vorgenannten, wobei das Gewichtsverhältnis von a) zu b) im Bereich von 1000:1 bis 2:1 , vorzugsweise im Bereich von 1000:1 bis 5:1 oder 500:1 bis 2:1 , noch bevorzugter im Bereich von 200:1 bis 5:1, noch stärker bevorzugt im Bereich von 100:1 bis 5:1 , noch erheblich stärker bevorzugt im Bereich von 50:1 bis 5:1 und am bevorzugtesten im Bereich von 50:1 bis 8:1 , liegt. Besonders stark bevorzugt kann das Gewichtsverhältnis auch im Bereich von 100:1 bis 10:1 liegen.

DEFINITIONEN

Wenn der Satz von Chemikalien mehrere polymerisierbare und/oder mehrere Metallverbindungen aufweist, bezieht sich das Gewichtsverhältnis von a) zu b) jeweils auf die Summe der Verbindungen gemäß a) oder b). D.h. die Gesamtsumme der mehreren Verbindungen nach a) oder b) wird addiert und in Relation zur Gesamtsumme der jeweils anderen Komponente gesetzt.

Unter „ein oder mehrere Metallverbindungen mit einem oder mehreren Metallionen“ wird verstanden, dass die eine oder die mehreren Metallverbindungen jeweils ein Metailion oder mehrere Metallionen aufweisen können, d.h. bei mehreren Metallverbindungen kann beispielsweise eine der Metallverbindungen nur ein Metailion aufweisen, während die anderen Metallverbindungen mehrere Metallionen aufweisen. In einem anderen Fall weisen die mehreren Metallverbindungen allesamt nur ein Metailion auf.

Unter „Polymervorläuferverbindungen“ werden erfindungsgemäß solche Verbindungen verstanden, aus denen durch Polymerisations- und/oder Polymervernetzungsreaktionen Polymere erhalten werden können.

Unter „Polymer“ wird in diesem Zusammenhang ein chemischer Stoff verstanden, der über 50 Gew.-%, vorzugsweise über 70 Gew.-% noch bevorzugter über 80 Gew.-%, noch stärker bevorzugt über 90 Gew.-% und am bevorzugtesten über 95 Gew.-% Makromoleküle aufweist.

„Makromoleküle“ sind Moleküle, die aus einer oder mehreren gleichen oder ähnlichen Struktureinheiten, den konstitutionellen Repetiereinheiten, aufgebaut sind (IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"), A. D. McNaught, A. Wilkinson, Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997), S. J. Chalk. ISBN 0-9678550-9-8). Solche Makromoleküle weisen mehr als 10 Repetiereinheiten, vorzugsweise mehr als 15 Repetiereinheiten auf. Die Molmasse beträgt vorzugsweise mindestens 3.000 g/mol, vorzugsweise mindestens 5.000 g/mol, besonders bevorzugt mindestens 7.000 g/mol und am bevorzugtesten mindestens 10.000 g/mol

Polymere werden üblicherweise durch die Reaktion von Monomeren oder Oligomeren, die eine oder mehrere der konstitutionellen Repetiereinheiten aufweisen, in einer Polymerisationsreaktion hergestellt. Als Oligomer wird dabei ein Molekül bezeichnet, das aus mehreren Monomeren gebildet wurde und daher aus einer Vielzahl der strukturell gleichen oder ähnlichen Struktureinheiten aufgebaut ist. Von Oligomeren wird im Rahmen der Erfindung dann gesprochen, wenn das Molekül aus einer Reaktion von 2-10, vorzugsweise 2-8, vorzugsweise 3-7 Monomeren hergestellt wurde.

Sowohl Monomere als auch Oligomere sind „Polymervorläuferverbindungen“ im Sinne der vorliegenden Erfindung. Unter den Begriff „Polymervorläuferverbindungen“ fallen allerdings auch sogenannte Präpolymere, d.h. chemische Stoffe, die zu über 50 Gew.-%, vorzugsweise über 70 Gew.-%, noch bevorzugter über 80 Gew.-%, noch stärker bevorzugt über 90 Gew.-% und am bevorzugtesten über 95 Gew.-% Makromoleküle aufweisen, die in der Lage sind, durch reaktive Gruppen in eine weitere Polymerisation einzutreten, wodurch diese zwei und mehr, vorzugsweise 10 und mehr, Monomereinheiten zu mindestens einer Kette des endgültigen Makromoleküls beisteuern (IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"), A. D. McNaught and A. Wilkinson, Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997), S. J. Chalk. ISBN 0-9678550-9-8).

Der erfindungsgemäße Satz von Chemikalien kann ein oder mehrere Polymervorläuferverbindungen aufweisen. Beispielsweise kann der Satz von Chemikalien eine Polymervorläuferverbindung aufweisen, die in einer Ringöffnungspolymerisation zu einem Polymer umgesetzt werden kann. Die erfindungsgemäßen Metallverbindungen können durch die Lewis-sauren Eigenschaften des Metailions eine solche Ringöffnung beschleunigen. Beispiele für solche Polymervorläuferverbindungen sind Lactone wie E-Caprolacton oder Lactame.

Der erfindungsgemäße Satz von Chemikalien kann auch zwei oder mehr unterschiedliche oder identische Polymervorläuferverbindungen aufweisen. Beispielsweise kann der Satz von Chemikalien zwei Polymervorläuferverbindungen aufweisen, die in einer Kondensationsreaktion zu einem Polymer umgesetzt werden können. Die erfindungsgemäßen Metallverbindungen können durch die Lewis-sauren Eigenschaften des Metailions eine solche Kondensationsreaktion beschleunigen. Ein Beispiel für solche Polymervorläuferverbindungen sind mehrfunktionelle Säuren und Alkohole. Da die erfindungsgemäßen Moleküle auch Vernetzungsreaktionen beschleunigen können, werden unter „Polymervorläuferverbindungen auch Monomer-, Oligomer-, Präpolymer-, und Polymerverbindungen verstanden, die durch Vernetzungsreaktion zu einem dreidimensionalen Netzwerk von Makromolekülen vernetzbar sind. Vorzugsweise entsteht durch die Vernetzungsreaktion ein Duromer.

Der Begriff „Satz von Chemikalien“ wird erfindungsgemäß so verstanden, dass es sich um eine vorgegebene Zusammenstellung einzelner Chemikalien handelt, die entweder in separaten Gebinden oder teilweise bzw. vollständig vorgemischt in einer Zusammensetzung vorliegen. Besonders bevorzugt liegt der Satz von Chemikalien als flüssige oder feste Zusammensetzung vor.

EFFEKTE/VORTEILE DER ERFINDUNG

Die Erfinder konnten feststellen, dass durch den Zusatz der erfindungsgemäßen Metallverbindungen zu einem Satz von Chemikalien für die Herstellung eines Polymers die Bildung und/oder die Vernetzung des Polymers signifikant beschleunigt werden kann. Ohne an diese Theorie gebunden zu sein, gehen die Erfinder davon aus, dass dies auf die Wechselwirkung der Metallphosphate mit den reaktiven funktionellen Gruppen der Polymervorläuferverbindungen zurückzuführen ist. Aufgrund der hohen elektronenziehenden Wirkung der P-O-haltigen Anionen der Metallkomplexe sind die Metallionen stark positiv polarisiert und können daher besonders effektiv mit den funktionellen Gruppen der Vorläuferverbindungen wechselwirken. Darüber hinaus absorbieren die erfindungsgemäßen Metallverbindungen intensiv im Bereich der UV- und IR-Strahlung und können - auch aufgrund der besonders ausgeprägten Wechselwirkung mit den funktionellen Gruppen der Vorläuferverbindungen - die aufgenommene Energie besonders effizient an die Polymervorläuferverbindungen übertragen. Die Herstellung des Polymers kann daher durch Verwendung des erfindungsgemäßen Satzes von Chemikalien deutlich beschleunigt und/oder bei niedrigeren Temperaturen als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Sätzen erfolgen. Besonders ausgeprägt ist dieser Effekt, wenn der Satz von Chemikalien als flüssige oder feste Zusammensetzung vorliegt. Eine solche Ausführung ist daher besonders bevorzugt.

Weiterhin ermöglicht die hohe Polarität der erfindungsgemäßen Metallkomplexe eine gute Mischbarkeit insbesondere mit polaren, in der Regel nur unter schwierigen Bedingungen umzusetzenden, Polymervorläuferverbindungen, sodass diese Metallkomplexe besonders geeignet sind, die Umsetzung solcher Verbindungen zu beschleunigen. Die hohe Polarität ermöglicht auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Metallverbindungen in polaren, oftmals umweltverträglicheren Lösemitteln wie Alkoholen oder Wasser. Ferner weisen die erfindungsgemäßen Metallverbindungen eine geringere Eigenfärbung auf und beeinflussen daher die optischen Eigenschaften des fertigen Polymers nicht oder nur unwesentlich. Besonders bevorzugt dient der erfindungsgemäße Satz von Chemikalien daher für die Herstellung eines gefärbten oder eines farbigen Polymers.

Darüber hinaus sind die erfindungsgemäßen Metallverbindungen, insbesondere die erfindungsgemäßen Phosphate, äußerst stabil, d.h. erfordern keine besondere Handhabung, beispielsweise unter Schutzgasatmosphäre, um Zersetzungs- oder Umwandlungsprozesse zu vermeiden. Folglich weisen Sie über die Zeit auch eine nahezu konstante Aktivität zur Reaktionsbeschleunigung auf.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die ein oder die mehreren Metallio- nen der ein oder mehreren Metallverbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkali- und Erdalkalimetallen, den Übergangsmetallen (d-Block, Gruppe 3-12), insbesondere Sc, Y, La, Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Cu, Zn, sowie AI, Ga, In, Si, Sn, Sb, Bi.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eines oder sind mehrere der Metallio- nen der Metallverbindung ausgewählt aus der Gruppe aus Alkali- und Erdalkalimetallen, besonders bevorzugt aus Natrium-, Kalium- und Calciumionen. Hierdurch wird sichergestellt, dass das aus dem erfindungsgemäßen Satz von Chemikalien erhaltene Polymer nur geringe oder keine Mengen von Schwermetallen aufweist, welche in gewissen Anwendungen, insbesondere aufgrund von toxikologischen und ökologischen Bestimmungen, zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren sind.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind alle der einen oder der mehreren Metallionen der einen Metallverbindung oder der mehreren Metallverbindungen ausgewählt aus der Gruppe aus Alkali- und Erdalkalimetallen, besonders bevorzugt aus Natrium- , Kalium- und Calciumionen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist eines oder sind mehrere Metallionen der Metallverbindung ausgewählt aus Eisen- und Kupferionen. Erfindungsgemäße Eisen- und Kupfer-Metallverbindungen, insbesondere Eisen- und Kupferphosphate, sind in einer Vielzahl unterschiedlicher Modifikationen bekannt. Diese sind auf dem Markt ubiquitär und vergleichsweise kostengünstig verfügbar. Eisen- und Kupferphosphate, vorzugsweise Kupferhydroxidphos- phat, besonders bevorzugt Kupferhydroxidphosphat der Summenformel CU2PO4OH, Eisen(ll)- Phosphat, vorzugsweise in der Graftonit-Struktur, sind darüber hinaus im Wesentlichen farblos und sind daher mit dem Vorteil verbunden, dass sie das zu erhaltene Polymer nicht oder nur unwesentlich verfärben. Im Übrigen ermöglichen sie aufgrund ihrer ausgeprägten Absorption im IR- und UV-Bereich eine erleichterte Aktivierung der Polymervorläuferverbindungen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind alle der ein oder mehreren Metallionen der Metallverbindung ausgewählt aus Eisen- und Kupferionen. Besonders bevorzugt sind Eisen- und Kupferphosphate, vorzugsweise Kupferhydroxidphosphat, besonders bevorzugt Kupferhydroxidphosphat der Summenformel CU2PO4OH, Eisen(ll)-Phosphat, vorzugsweise in der Graftonit-Struktur, sind darüber hinaus im Wesentlichen farblos und sind daher mit dem Vorteil verbunden, dass sie das zu erhaltene Polymer nicht oder nur unwesentlich verfärben. Im Übrigen ermöglichen sie aufgrund ihrer ausgeprägten Absorption im IR- und UV-Bereich eine erleichterte Aktivierung der Polymervorläuferverbindungen.

In einer bevorzugten Ausführungsform handelt sich bei der Metallverbindung um eine gemischtmetallische Verbindung, die mindestens zwei unterschiedliche Metallionen aufweist. Unter gemischtmetallisch werden hierbei auch Metallverbindungen verstanden, die Metallionen nur eines Metalls aufweisen, wobei die Metallionen jedoch in unterschiedlichen Oxidationsstufen vorliegen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Metallverbindung um eine gemischtmetallische Verbindung, die mindestens zwei unterschiedliche Metallionen mindestens zweier unterschiedlicher Metalle aufweist. Vorzugsweise weist diese gemischtmetallische Verbindung mindestens ein Alkali- oder Erdalkalimetallion, bevorzugt ausgewählt aus Natrium-, Kalium- und Calciumionen, und mindestens ein zweites Übergangsmetailion, bevorzugt ausgewählt aus Eisen- und Kupferionen, auf. Besonders bevorzugt sind die Verbindungen Kaliumkupferpyrophosphat, Kaliumkupferphosphat und Kaliumeisenphosphat.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die eine Metallverbindung oder sind die mehreren Metallverbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyphosphaten, Pyrophosphaten, Metaphosphaten, insbesondere Trimetaphosphaten und Gemischen hiervon.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die eine Metallverbindung oder sind die mehreren Metallverbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mono- und Diphosphaten. Mono- oder Diphosphate sind synthetisch leicht zugänglich und daher vielfältig und kostengünstig auf dem Markt verfügbar. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die eine Metallverbindung oder sind die mehreren Metallverbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metaoder Polyphosphaten. Meta- und Polyphosphate weisen mehrere Metallionen auf, die entlang der Ring- oder Kettenstruktur angeordnet sind. Dies ermöglicht, dass mehrere Metallionen gleichzeitig mit der einen oder den mehreren funktionellen Gruppen der Polymervorläuferver- bindung(en) interagieren können. Hierdurch kann eine stärkere Aktivierung als durch ein einzelnes Metailion erfolgen. Zudem ist die Verwendung von Meta- oder Polyphosphaten mit dem Vorteil verbunden, dass diese aufgrund der höheren Polarität insbesondere mit polaren Mono- , Oligo- und Polymeren eine gute Mischbarkeit aufweisen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die eine oder sind die mehreren Metallverbindungen Pyrophosphate. Metallpyrophosphate weisen aufgrund der P-O-P-Säureanhydrid- Bindung eine noch ausgeprägtere Polarisierung auf und sind daher besonders gut zur Aktivierung der Polymervorläuferverbindungen geeignet.

Der erfindungsgemäße Satz von Chemikalien eignet sich insbesondere für die Herstellung von thermoplastischen und duromeren Polymeren, besonders bevorzugt zur Herstellung von duro- meren Kunststoffen aus Harzen, insbesondere Kunstharzen. Unter „Harzen“ werden erfindungsgemäß Präpolymere von duromeren Kunststoffen verstanden (vgl. IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"), A. D. McNaught and A. Wilkinson, Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997)), die insbesondere als Bestandteile von Beschichtungen, Lacken und Farben eingesetzt werden können. Besonders bevorzugt sind diese Harze durch Polyaddition oder Polykondensation erhaltene Harze, insbesondere Polyurethan- (PU), Polyester-, Polyamid-, Harnstoff-, Melamin-, Formaldehyd-, PVC-, Acryl- oder Epoxidharze. Die erfindungsgemäßen Metallverbindungen können sowohl zur Herstellung dieser Harze, als auch zur Herstellung von Duromeren aus solchen Harzen eingesetzt werden. Die erfindungsgemäßen Metallverbindungen sind aufgrund ihrer hohen Polarität besonders gut in diesen Harzen lös- oder dispergierbar und können daher besonders effizient die Umsetzung dieser Harze beschleunigen.

Besonders bevorzugt wird mit dem erfindungsgemäßen Satz von Chemikalien ein Polymer erhalten, das eine Polymerbeschichtung ausbildet, wobei die Polymerbeschichtung vorzugsweise eine Pulverbeschichtung oder ein Coil coating ist. In diesem Zusammenhang ist das Polymer besonders bevorzugt ein Duromer, welches vorzugsweise aus einem Harz erhalten wird. Unter dem Begriff „Polymerbeschichtung“ wird eine feste, am Untergrund fest haftende, flächenhaft ausgebreitete Masse eines Polymers verstanden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Polymer, für dessen Herstellung sich der erfindungsgemäße Satz von Chemikalien eignet, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylbutyral (PVB), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyamid (PA), Polyester wie Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylenterephthalat (PET), Polyurethan (PU), Polyharnstoff, Harnstoffharze, Polyphenylenoxid, Polyacetal, Polyacrylat, Polymethacrylat, Polyoxymethylen, Polyvinylacetal, Polystyrol, Acryl-Butadien-Styrol (ABS), Acrylnitril-Styrol- Acrylester (ASA), Polycarbonat, Polyethersulfon, Polysulfonat, Polytetrafl uoroethylen, Formaldehydharze, Melaminharze, Polyetherketon, Polyvinylchlorid, Polylactid, Polysiloxan, Phenolharze, Epoxidharze, Poly(imid), Bismaleimid-Triazin, thermoplastischem Polyurethan, Ethy- len-Vinylacetat-Copolymer (EVA), Copolymeren und/oder Mischungen der vorgenannten Polymere, vorzugsweise aus Polyurethan (PU), Polyester-, Harnstoff-, Melamin- oder Epoxidharz.

Besonders bevorzugt eignet sich der erfindungsgemäße Satz von Chemikalien für Herstellung eines Polymers durch Polyaddition- oder Polykondensationsreaktion.

Besonders bevorzugt eignet sich der erfindungsgemäße Satz von Chemikalien für Herstellung von Polyurethanen (PU), Polyestern, Polyamiden, Polyharnstoffen, PVC, (Meth)acrylaten oder Epoxidharzen sowie den hieraus erhältlichen Duromeren.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der erfindungsgemäße Satz von Chemikalien weiterhin ein wässriges oder organisches Lösemittel auf, das vorzugsweise apro- tisch-polar oder protisch polar ist. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Metallverbindungen ist, dass diese im Gegensatz zu anderen bekannten Reaktionsbeschleunigern eine hohe Polarität aufweisen und wenig sensibel oder sogar inert gegenüber protischen Verbindungen und/oder Sauerstoff sind. Der erfindungsgemäße Satz kann daher polare und sogar protisch-polare Lösemittel aufweisen, ohne dass dies zu einer teilweisen oder vollständigen Veränderung oder Zersetzung der Metallverbindungen führt. Dies macht die erfindungsgemäßen Metallverbindungen insbesondere für solche Anwendungen attraktiv, bei denen polare Lösemittel wie Wasser eingesetzt werden. Der erfindungsgemäße Satz von Chemikalien eignet sich daher z.B. auch für die Herstellung wasserbasierter Polymerbeschichtungen. Wenn der Satz von Chemikalien ein Lösemittel aufweist, so ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Gewichtsanteil des Lösemittels an der Zusammensetzung möglichst hoch. Dies ermöglicht eine gute Wärmeabführung während der Reaktion zur Herstellung des Polymers. Dies ist vorteilhaft, um eine möglichst gleichförmige Reaktion zu erhalten, was beispielsweise eine homogene Molmassenverteilung des Polymers begünstigt. Der Gewichtsanteil von Lösemittel beträgt daher vorzugsweise mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 60 Gew.-%, noch bevorzugter mindestens 70 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 80 Gew.-% beträgt und am bevorzugtesten mindestens 90 Gew.-%.

In gewissen Verwendungen des erfindungsgemäßen Satzes von Chemikalien kann es allerdings vorteilhaft sein, möglichst wenig Lösemittel einzusetzen, beispielsweise wenn aufgrund regulatorischer Bestimmungen die Verwendung von Lösemitteln nicht oder nur eingeschränkt möglich ist. Der Gewichtsanteil von Lösemittel beträgt daher in einer solchen bevorzugten Ausführungsform maximal 50 Gew.-%, vorzugsweise maximal 40 Gew.-%, noch bevorzugter maximal 30 Gew.-%, besonders bevorzugt maximal 20 Gew.-% beträgt und am bevorzugtesten maximal 10 Gew.-%.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Polymers, umfassend nachfolgende Schritte:

■ Zurverfügungstellen eines Satzes von Chemikalien umfassend nachfolgende Komponenten: a) ein oder mehrere polymerisierbare und/oder vernetzbare Polymervorläuferverbindungen, b) ein oder mehrere Metallverbindungen mit einem oder mehreren Metallionen, wobei die Metallverbindung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Phosphaten, Phosphonaten, Phosphiten und Mischungen der vorgenannten, optional: c) ein oder mehrere Lösemittel, die vorzugsweise ausgewählt sind aus wässrigen und organischen Lösemitteln.

Mischen von a) und b) und optional c), um eine Zusammensetzung zu erhalten, Reagieren der einen oder der mehreren Polymervorläuferverbindungen der Zusammensetzung, um das Polymer zu erhalten. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der erfindungsgemäße Satz oder das aus diesem erhaltene Polymer auf die Oberfläche eines Gegenstands aufgebracht, um eine festhaftende Polymerschicht auf diesem Gegenstand zu bilden. Eine solcher Beschichtungsvorgang erfolgt vorzugsweise unter Einsatz erhöhter Temperatur, d.h. einer Temperatur größer 40°C, bevorzugt größer 60°C, besonders bevorzugt größer 80°C und/oder unter Einwirkung elektromagnetischer Strahlung, vorzugsweise von IR-Strahlung, bevorzugt in einem Wellenlängenbereich von 200-2000 nm, vorzugsweise 200 bis 1800 nm, noch bevorzugter 300 bis 1800 nm, noch stärker bevorzugt 400 bis 1800 nm und am bevorzugtesten 400 bis 1500 nm oder 800 bis 1800 nm.

Sofern die Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch ein Lösemittel aufweist, umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Verfahren auch das Entfernen des Lösemittels aus dieser Zusammensetzung.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Mischen von a) und b) und optional c) bei einer Temperatur von maximal 150°C, vorzugsweise 120°C, besonders bevorzugt 100°C und am bevorzugtesten 80°C. Hierdurch kann vermieden werden, dass sich die eine oder die mehreren Polymervorläuferverbindungen vor dem Reagieren zersetzen oder eine ungewollte Initiierung der Reaktion eintritt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Reagieren der Polymervorläuferverbindungen bei einer Temperatur von maximal 150°C, vorzugsweise maximal 120°C, besonders bevorzugt maximal 100°C und am bevorzugtesten maximal 80°C. Hierdurch kann vermieden werden, dass sich das bildende Polymer zumindest teilweise zersetzt und teilweise seine für die Anwendung gewünschten Eigenschaften verliert. Darüber hinaus wird durch die Viskositätszunahme während der Polymerisationsreaktion die Abfuhr der Wärme erschwert (Trommsdorff-Norrish-Effekt). Wird die Reaktion bei erhöhten Temperaturen durchgeführt, kann es daher im Laufe der Reaktion zu einem exponentiellen Anstieg der Reaktionsgeschwindigkeit kommen, was zu einer unkontrollierten und ungleichmäßigen Reaktion führt.

Sofern die Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Lösemittel aufweist, das in einem optionalen Verfahrensschritt entfernt wird, so erfolgt das Entfernen des Lösemittels vorzugsweise bei einer Temperatur von maximal 150°C, vorzugsweise maximal 120°C, besonders bevorzugt maximal 100°C und am bevorzugtesten maximal 80°C. Hierdurch wird ein gleichmäßiges Entfernen des Lösemittels sichergestellt und Beschädigungen des erhaltenen Polymers, beispielsweise durch ein „Aufplatzen“ des Polymers während des Entfernens von eingeschlossenem Lösemittel, vermieden. Um die Reaktion der Polymervorläuferverbindungen zu initiieren und/oder weiter zu beschleunigen, erfolgt das Reagieren vorzugsweise bei einer Temperatur von mindestens 50°C, vorzugsweise mindestens 60°C, besonders bevorzugt mindestens 70°C und am bevorzugtesten mindestens 80°C.

Sofern die Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Lösemittel aufweist, das in einem Verfahrensschritt entfernt wird, so erfolgt das Entfernen des Lösemittels vorzugsweise bei einer Temperatur von mindestens 50°C, vorzugsweise mindestens 60°C, besonders bevorzugt mindestens 70°C und am bevorzugtesten mindestens 80°C. Hierdurch kann das Entfernen des Lösemittels beschleunigt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Reagieren der Zusammensetzung bei einer Temperatur von 50-150 °C, vorzugsweise einer Temperatur von 50-130 °C, noch bevorzugter bei einer Temperatur von 60-120 °C, noch stärker bevorzugt bei einer Temperatur von 60-110 °C und am bevorzugtesten bei einer Temperatur von 60-100 °C.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Entfernen des Lösemittels der Zusammensetzung, sofern diese ein Lösemittel enthält, bei einer Temperatur von 50-150 °C, vorzugsweise einer Temperatur von 50-130 °C, noch bevorzugter bei einer Temperatur von 60-120 °C, noch stärker bevorzugt bei 60-110 °C und am bevorzugtesten bei 60-100 °C.

Die Erfindung umfasst auch ein Polymer erhältlich nach dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Herstellverfahren.

Der erfindungsgemäße Satz von Chemikalien ist besonders für die Herstellung einer Polymerbeschichtung geeignet, da die beanspruchten Metallverbindungen keine oder nur eine geringe Eigenfärbung aufweisen und damit die optischen Eigenschaften der erhaltenen Beschichtung nicht oder nur unwesentlich beeinflussen. Besonders bevorzugt weist eine solche Beschichtung Pigmente und/oder Farbstoffe auf.

Besonders vorteilhaft ist auch, dass die erfindungsgemäßen Metallverbindungen ein ausgeprägtes Absorptionsvermögen für IR- und UV-Strahlung aufweisen und die aufgenommene Wärmestrahlung besonders effizient an die Vorläuferverbindungen weitergeben können, um deren Reaktion zu beschleunigen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haben die Metallverbindungen ein Verhältnis der Lichtabsorption bei 900 nm Wellenlänge zur Lieh- tabsorption bei 500 nm Wellenlänge, das im Bereich von 1 :1 bis 100:1 , vorzugsweise im Bereich von 1 ,2:1 bis 50:1 , noch bevorzugter im Bereich von 1 ,5:1 bis 25:1 , noch stärker bevorzugt im Bereich von 2:1 bis 10:1 , am bevorzugtesten im Bereich von 3:1 bis 8:1 , liegt. Dieser Effekt ist besonders ausgeprägt, wenn das Reagieren der Polymervorläuferverbindungen in wässriger Phase erfolgt.

Die Erfindung betrifft daher insbesondere auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Beschichtung. Das „Herstellen einer Beschichtung“ kann auch das Aushärten einer noch verformbaren Beschichtung umfassen. Besonders bevorzugt erfolgt die Herstellung einer Beschichtung unter Einwirkung von IR-Strahlung, insbesondere eines Wellenlängenbereichs von 200-2000 nm, vorzugsweise 200 bis 1800 nm, noch bevorzugter 300 bis 1800 nm, noch stärker bevorzugt 400 bis 1800 nm und am bevorzugtesten 400 bis 1500 nm oder 800 bis 1800 nm, insbesondere zur Herstellung einer Beschichtung für die Oberfläche von Polymeren, Kompositmaterialien oder Holz. Bevorzugt wird das Polymer einer solchen Beschichtung durch Polyaddition oder Polykondensation erhalten. Besonders bevorzugt wird eine solche Beschichtung aus einem Harz, insbesondere einem Kunstharz, hergestellt. Das erhaltene Polymer ist dann vorzugsweise ein Thermoplast oder ein Duromer, besonders bevorzugt ein Duromer. Die erfindungsgemäßen Metallverbindungen absorbieren ausgeprägt im IR- und- UV-Spektralbereich und geben die aufgenommene Energie an die Vorläuferverbindungen und ggf. vorhandene Lösemittelmoleküle ab, was zu einer beschleunigten Aushärtung einer Beschichtung führt.

Durch die Einwirkung von Strahlung des oben genannten Wellenlängenbereiches kann die Reaktion besonders stark beschleunigt werden. Da Ort, Dauer und Intensität der Strahlung sehr einfach und effizient gesteuert werden kann, ist eine solche Verwendung besonders bevorzugt.

In einer bevorzugten Ausführung wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Pulverbeschichtung oder einer Bandbeschichtung, auch Coil coating genannt, verwendet. Da die im Polymer enthaltenen Metallverbindungen eine starke Wechselwirkung insbesondere mit metallischen Werkstoffen aufweisen, kann eine stärkere Bindung zwischen Beschichtung und Untergrund erzielt werden.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer oder mehrerer Metallverbindungen mit einem oder mehreren Metallionen in einem Satz von Chemikalien, vorzugsweise einer Zusammensetzung, zur Herstellung einer Beschichtung, vorzugsweise einer Pulverbeschichtung oder eines Coil coatings, wobei die eine oder die mehreren Metallverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Phosphaten, Phosphonaten, Phosphiten und Mischungen der vorgenannten. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um eine Metallverbindung, wie sie in den Ansprüchen 1 bis 6 definiert wird. Die Herstellung erfolgt vorzugsweise unter Einwirkung elektromagnetischer Strahlung eines Wellenlängenbereichs von vorzugsweise 200 bis 1800 nm, noch bevorzugter 300 bis 1800 nm, noch stärker bevorzugt 400 bis 1800 nm und am bevorzugtesten 400 bis 1500 nm oder 800 bis 1800 nm.. Besonders bevorzugt ist die Verwendung in einem Satz von Chemikalien zur Herstellung einer Beschichtung für die Oberfläche temperatursensitiver Materialien wie Polymeren, Kompositmaterialien oder Holz. Die eine oder die mehreren Metallverbindungen sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyphosphaten, Pyrophosphaten, Metaphosphaten, insbesondere Trimetaphosphaten, oder Gemischen hiervon. Das oder die Metallionen der Metallverbindung oder der Metallverbindungen sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkali- und Erdalkalimetallen, den Übergangsmetallen (d-Block, Gruppe 3-12), insbesondere Sc, Y, La, Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Cu, Zn, sowie AI, Ga, In, Si, Sn, Sb, Bi. Besonders bevorzugt sind die Metallionen der Metallverbindung oder der Metallverbindungen ausgewählt aus Cu, Fe, Na, K und Ca. Am bevorzugtesten ist die mindestens eine Metallverbindung ein Eisen- oder Kupferphosphat, insbesondere ein Eisen- oder Kupferphosphat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kaliumkupferpyrophosphat, Kaliumkupferphosphat, Kupferhydroxidphosphat, vorzugsweise Kupferhydroxidphosphat der Summenformel CU2PO4OH, Kaliumeisenphosphat, Eisen(ll)-Phosphat, vorzugsweise in der Graftonit-Struktur sowie Mischungen der vorgenannten. Die Beschichtung, zu deren Herstellung die Metallverbindung verwendet wird, ist vorzugsweise eine Polymerbeschichtung, wobei das Polymer, das die Polymerbeschichtung zu mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 70 Gew.-% aufweist, vorzugsweise aus der in Anspruch 4 genannten Liste von Polymeren ausgewählt und/oder vorzugsweise ein Thermoplast oder ein Duromer ist. Besonders bevorzugt erfolgt die Herstellung des Polymers der Polymerbeschichtung durch eine Polyaddition- oder Polykondensationsreaktion, vorzugsweise aus einem im Satz von Chemikalien enthaltenen Harz. Besonders bevorzugt ist das Polymer ein Polyester oder ein Epoxid. Der Gewichtsanteil der mindestens einen Metallverbindung am Satz von Chemikalien beträgt vorzugsweise mindestens 0,1 Gew.-%, bevorzugter mindestens 0,2 Gew.-% noch bevorzugter mindestens 0,5 Gew.-%, noch stärker bevorzugt mindestens 1 Gew.-%, noch erheblich stärker bevorzugt mindestens 2 Gew.-% und am bevorzugtesten mindestens 4 Gew.-%. Der Gewichtsanteil der mindestens einen Metallverbindung am Satz von Chemikalien beträgt vorzugsweise höchstens 30 Gew.-%, bevorzugter höchstens 25 Gew.-%, noch bevorzugter höchstens 20 Gew.-%, noch erheblich stärker bevorzugt 15 Gew.-% und am bevorzugtesten höchstens 10 Gew.-% oder sogar höchstens 8 Gew.-%. oder höchstens 5 Gew.-%. Der Gewichtsanteil der mindestens einen Metallverbindung am Satz von Chemikalien liegt vorzugsweise im Bereich von mindestens 0,1 Gew.-% bis höchstens 30 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von mindestens 0,2 Gew.-% bis höchstens 25 Gew.-%, noch stärker bevorzugt im Bereich von mindestens 0,5 Gew.-% bis höchstens 20 Gew.-%, noch erheblich stärker bevorzugt im Bereich von mindestens 1 Gew.-% bis höchstens 20 Gew.-%, und am bevorzugtesten im Bereich von mindestens 2 Gew.-% bis höchstens 15 Gew.-%.

Bevorzugt wird die mindestens eine Metallverbindung in einem Satz von Chemikalien zur Herstellung einer Beschichtung verwendet, die ein oder mehrere Lösemittel aufweist. Besonders bevorzugt ist die Verwendung mindestens einer Metallverbindung mit einem oder mehreren Metallionen in einem Satz von Chemikalien für die Herstellung einer Pulverbeschichtung oder eines Coil coatings. Aufgrund der besonders ausgeprägten Wechselwirkung der Metallverbindungen mit den Bestandteilen des Satzes von Chemikalien und der vorteilhaften Absorptionseigenschaften kann die Herstellung der Beschichtung bei deutlich geringeren Temperaturen und/oder mit kürzeren Herstellzeiten ablaufen, was insbesondere bei temperatursensitiven zu beschichtenden Materialien oder bei Prozessen mit kurzer Beschichtungszeit (z.B. Coil Coatings oder Pulverbeschichtungen) vorteilhaft ist. Besonders bevorzugt weist die mit dem Satz von Chemikalien herzustellende Beschichtung Pigmente und/oder Farbstoffe auf.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer oder mehrerer Metallverbindungen mit einem oder mehreren Metallionen, wobei die eine oder die mehreren Metallverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Phosphaten, Phosphonaten, Phosphiten und Mischungen, vorzugsweise aus den in Ansprüchen 1 bis 6 definierten Metallverbindungen, zur Beschleunigung einer Polymerisations- und/oder Vernetzungsreaktion und/oder eines Trocknungsprozesses, wobei unter „Trocknungsprozess“ das Entfernen von bei Normalbedingungen (STP) flüchtigen Komponenten, insbesondere Lösemitteln, aus einer Zusammensetzung, vorzugsweise einer Beschichtung, verstanden wird.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer oder mehrerer Metallverbindungen mit einem oder mehreren Metallionen zur Beschleunigung der Aushärtung und/oder Trocknung einer Polymerbeschichtung, wobei die eine oder die mehreren Metallverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Phosphaten, Phosphonaten, Phosphiten und Mischungen der vorgenannten, vorzugsweise aus den in Ansprüchen 1 bis 6 definierten Metallverbindungen, wobei die Aushärtung und/oder Trocknung vorzugsweise unter Einwirkung elektromagnetischer Strahlung eines Wellenlängenbereichs von vorzugsweise 200 bis 1800 nm, noch bevorzugter 300 bis 1800 nm, noch stärker bevorzugt 400 bis 1800 nm und am bevorzugtesten 400 bis 1500 nm oder 800 bis 1800 nm erfolgt. Das Polymer, das die Polymerbeschichtung zu mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 70 Gew.-% aufweist, ist vorzugsweise aus der in Anspruch 4 genannten Liste von Polymeren ausgewählt und/oder vorzugsweise ein Thermoplast oder ein Duromer. Besonders bevorzugt ist das Polymer ein Polyester oder ein Epoxid. Am bevorzugtesten ist die eine Metallverbindung oder sind die mehreren Metallverbindungen Eisen- oder Kupferphosphate, insbesondere Eisen- oder Kupferphosphate ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kaliumkupferpyrophosphat, Kaliumkupferphosphat, Kup- ferhydroxidphosphat, vorzugsweise Kupferhydroxidphosphat der Summenformel CU2PO4OH, Kaliumeisenphosphat, Eisen(ll)-Phosphat, vorzugsweise in der Graftonit-Struktur sowie Mischungen der vorgenannten. Die mindestens eine Metallverbindung ist Bestandteil der Polymerbeschichtung und der Gewichtsanteil der mindestens einen Metallverbindung an der ausgehärteten und/oder getrockneten Polymerbeschichtung beträgt vorzugsweise mindestens 0,1 Gew.-%, bevorzugter mindestens 0,2 Gew.-%, noch bevorzugter mindestens 0,5 Gew.-%, noch stärker bevorzugt mindestens 1 Gew.-%, noch erheblich stärker bevorzugt mindestens 2 Gew.-% und am bevorzugtesten mindestens 4 Gew.-%. Der Gewichtsanteil der Metallverbindung an der ausgehärteten und/oder getrockneten Polymerbeschichtung beträgt vorzugsweise höchstens 30 Gew.-%, bevorzugter höchstens 25 Gew.-%, noch bevorzugter höchstens 20 Gew.-%, noch erheblich stärker bevorzugt 15 Gew.-% und am bevorzugtesten höchstens 15 Gew.-% oder sogar höchstens 8 Gew.-% oder höchstens 5 Gew.-%. Bevorzugt wird die mindestens eine Metallverbindung zur Beschleunigung der Aushärtung und/oder Trocknung einer Polymerbeschichtung verwendet, die ein oder mehrere Lösemittel aufweist. Besonders bevorzugt wird die mindestens eine Metallverbindung zur Beschleunigung der Aushärtung und/oder Trocknung einer Polymerbeschichtung verwendet, wobei die Polymerbeschichtung eine Pulverbeschichtung oder eines Coil coating ist. Besonders bevorzugt ist die Verwendung der einen oder der mehreren Metallverbindungen zur Aushärtung und/oder Trocknung einer Polymerbeschichtung auf einem temperatursensitiven Material wie Holz, Plastik oder Kompo- sitmaterialien. Aufgrund der besonders ausgeprägten Wechselwirkung der Metallverbindungen mit den Bestandteilen der auszuhärtenden bzw. zu trocknenden Zusammensetzung und der vorteilhaften Absorptionseigenschaften kann die Aushärtung und/oder Trocknung bei deutlich geringeren Temperaturen und/oder mit kürzeren Aushärtungs- und/oder Trocknungszeiten ablaufen, was insbesondere bei temperatursensitiven zu beschichtenden Materialien oder bei Prozessen mit kurzer Beschichtungszeit (z.B. Coil Coatings oder Pulverbeschichtungen) vorteilhaft ist. Besonders bevorzugt weist die Polymerbeschichtung Pigmente und/oder Farbstoffe auf. BEISPIELE

Die Erfindung wird nun anhand von konkreten Ausführungsformen näher erläutert.

Tabelle 1: Ausqanqsstoffe

Tabelle 2: Vernetzungstest

Polyesterharz (Reafree 8580, 200 g) wird in einer Ultrazentrifugationsmühle (Hersteller:

Retsch Gerät: ZM200) auf eine durchschnittliche Partikelgröße von 0,1 mm gemahlen und mit Kupfer(ll)hydroxidphosphat (Fabulase 322) Zusammensetzungen mit den in Tabelle 2 gezeigten Gewichtsverhältnissen hergestellt. Die Zusammensetzungen werden in einer Kaffeemühle fein vermahlen, auf eine Glasplatte aufgebracht und im Anschluss IR-Strahlung der nachfolgenden Wellenlänge (1100 nm) ausgesetzt. Nach einer gegebenen Zeitspanne wird mittels eines IR-Thermometers (Model: PCE-889B, Hersteller: POE Instruments) die Oberflächentemperatur der beschichteten Platte ermittelt. Die Bestrahlungsdauer, die Strahlungsleistung sowie die in der Zusammensetzung erhaltene Maximaltemperatur sind Tabelle 2 zu entnehmen. Wie aus dem Vergleich der Versuche Nr. 1 und 5 und 2 und 6 ersichtlich, wird durch den Zusatz der erfindungsgemäßen Verbindung Fabulase 322 eine schnellere Umsetzung der Po- lymervorläuferverbindung erzielt, was durch eine höhere Temperatur im erhaltenen Polymer und die Ausbildung einer optisch einheitlichen Beschichtung nachvollzogen werden kann.

Tabelle 3: Lösunqsmittel-Reibunqswiderstandstest

Eine Polyester Pulverbeschichtung (PPI) wird 30 min in einem Pulvermischer mit entweder Natriumdihydrogenphosphat (Levall 40), Natriumpyrophosphat (N11-03), Kupfer(ll)hydro- xidphosphat (Fabulase 322), Kaliumkupfer(ll)pyrophosphat (KCuPP) oder Kaliumei- sen(lll)phosphat (KFeP) in den in Tabelle 3 angegeben Verhältnissen vermengt. Anschließend werden die Zusammensetzungen mit einer Becherpistole (Model: PEM-X1 CG, Hersteller: Wagner) auf eine entfettete Metallplatte gesprüht und IR-Strahlung einer Wellenlänge von 1100 nm ausgesetzt. Nach einer gegebenen Zeitspanne wird ein in Methylethylketon getauchtes Wattestäbchen mit leichtem Druck über die beschichtete Oberfläche geführt. Ein Abstrich entspricht hier einer Auf- und einer Abwärtsbewegung. Nach den in Tabelle 3 gezeigten Abstrichanzahlen wird das Wattestäbchen erneut in Methylethylketon getränkt und der Test wiederholt. Der Test gilt als bestanden, wenn die Beschichtung durch das Methylethylketon nicht gelöst werden kann. Die Testergebnisse sind Tabelle 3 zu entnehmen.

Wie aus dem Vergleich der Versuche 7-14 mit Versuchen 15-26 ersichtlich, wird durch den Zusatz der erfindungsgemäßen Verbindungen eine stabile und lösungsmittelresistente Beschichtung erzielt.

Tabelle 4: Gitterschnitt-Prüfunq Eine Polyester Pulverbeschichtung (PPI) wird 30 min in einem Pulvermischer im in Tabelle 4 angegeben Verhältnis mit Kupfer(ll)hydroxidphosphat (Fabulase 322) vermengt. Anschließend wird die Zusammensetzung mit einer Becherpistole (Model: PEM-X1 CG Hersteller: Wagner) auf eine entfettete Metallplatte gesprüht und IR-Strahlung einer Wellenlänge von 1100 nm ausgesetzt. Die erhaltenen Beschichtungen werden einer Gitterschnitt-Prüfung nach

DIN EN ISO 2409 mit einem Gitterschnitt-Prüfungsset (CC3000, Hersteller: TQC) unterworfen. Die Daten zeigen, dass durch den Zusatz der erfindungsgemäßen Verbindungen mechanisch beständige Beschichtungen erhalten werden. FIGURENBESCHREIBUNG:

Die anhängende Figur 1 zeigt eine Absorptionsmessung erfindungsgemäßer Verbindungen im VIS-IR-Bereich, die mit einem Spektrometer (Model: Lambda 950, Hersteller: PerkinElmer) aufgenommen wurde. Dafür wurde eine Messküvette aus Quartzglas mit jeweils 1 g Probe befüllt und mittel Ulbricht-Kugel in einem Messbereich von 400 bis 1500 nm und einem Mes- seintervall von 3 nm bei Standardbedingungen (Druck = 1 atm; Temperatur = 25 °C) vermessen. Als Lichtquelle wurde eine Wolfram-Lampe verwendet.