Schweißbare UV-Lacke mit reversibel lösbaren kovalenten Bindungen zur Anwendung auf PVC-Folien (Kurztitel: Schweißbare UV-Lacke)

Abstract

Weich-PVC wird üblicherweise in Form von Folien, Bahnen und (gewebeverstärkten) Folienverbunden für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Langzeit- und Medienbeständigkeit eingesetzt. Die PVC-verarbeitende Industrie in Deutschland ist ausgesprochen leistungsfähig und meist mittelständisch geprägt. Oft werden die Folien oder Planen mit Farbdekoren oder Aufdrucken versehen, die dann, wie auch der Un-tergrund selbst, durch Decklacke vor chemischen, mechanischen und Umwelteinflüssen zuverlässig geschützt werden müssen. Hierfür sind UV-Lacke aufgrund ihrer Lösemittelfreiheit und Beständigkeit sowie ihres geringen Zeit-, Energie- und Flächenbedarfs in der Applikation prädestiniert. Die Weiterverarbeitung der Folien und Bahnen (bspw. zu LKW-Planen, diversen Abdeckungen) erfolgt mittels thermischer Verbindungstechniken, insbesondere Schweißen, i.d.R. durch handwerkliche Betriebe. Dies setzt thermoplastische Eigenschaften in der Fügezone voraus, wobei die dreidimensionale Vernetzung einer UV-Lackschicht ein grundsätzliches Hindernis darstellt. Infolgedessen behilft man sich mit physikalisch trocknenden, oft lösemittelhaltigen Decklacken, die den UV-Lacken in den vorgenannten Punkten weit unterlegen sind. Um dieses Problem zu lösen, wurden bifunktionale acrylierte Linker mit einer oder zwei Retro-Diels-Alder (rDA)-Gruppen synthetisiert [1] und in UV-härtbare Formulierungen eingearbeitet. Die in das Netzwerk ein-gebauten rDA-Gruppen werden unter Wärmeeinfluss gespalten und können sich beim Abkühlen wieder neu formieren, so dass Teile des duromeren Netzwerkes reversibel gelöst und zurückgebildet werden. Hierdurch sollte der Widerspruch zwischen UV-Härtung (einschl. effizienter Lacktrocknung, dreidimensionaler Vernet-zung und hoher Beständigkeit) auf der einen Seite und thermischer Schweißbarkeit auf der anderen Seite aufgehoben werden. Die aus der Literatur [2-4] bekannte Selbstheilungsfähigkeit solcher Beschichtungen konnte bestätigt wer-den. Die Ausweitung des Wirkprinzips auf die Schweißbarkeit war jedoch nicht erfolgreich, da beim Erwär-men auch unerwünschte Nebenreaktionen (insbesondere thermische Vernetzungsprozesse) auftraten, so dass der Mechanismus aus Cycloreversion und erneuter Cycloaddition nur eingeschränkt reversibel war. Die Schweißversuche zeigten aber auch, dass UV-gehärtete Beschichtungen – sowohl mit als auch ohne rDA-Gruppen – prinzipiell schweißbar sein können, sofern die thermischen und mechanischen Einwirkungen auf die Beschichtung diese teilweise verdrängen, so dass an den perforierten Stellen PVC mit PVC in Kontakt kommt. Somit wurde das ursprüngliche Ziel des Vorhabens zwar nicht erreicht, doch deutete sich eine mög-liche Alternativlösung an.