DE3815622A1 - Fotoinitiator-dispersionen - Google Patents

Fotoinitiator-dispersionen

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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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    • G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/028—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with photosensitivity-increasing substances, e.g. photoinitiators
    • G03F7/031—Organic compounds not covered by group G03F7/029

Description

Die Erfindung betrifft wäßrige Fotoinitiator-Dispersionen zur Einarbeitung in wäßrige Dispersionen strahlungshärt­ barer Bindemittelsysteme.
Fotochemisch induzierte Polymerisationsreaktionen haben in der Technik große Bedeutung erlangt, insbesondere wenn es um eine schnelle Härtung von dünnen Schichten geht wie z.B. bei der Härtung von Lacküberzügen und Kunststoffbe­ schichtungen auf Papier, Holz, Metall und Kunststoff oder bei der Trocknung von Druckfarben. Dabei zeichnet sich die Strahlungshärtung in Gegenwart von Fotoinitiatoren gegenüber konventionellen Methoden zum Trocknen oder Härten von Beschichtungen durch Rohstoff- und Energieer­ sparnis, geringe thermische Belastung des Untergrundes und insbesondere eine hohe Geschwindigkeit aus. Hierfür geeignete Fotoinitiatoren sind überwiegend Verbindungen vom Typ der aromatischen Ketone wie Benzophenone, Benzoinether, Benzilmonoketale, Dialkoxyacetophenone, Thioxanthone oder Hydroxyalkylphenone sowie von diesen Strukturtypen abgeleitete Derivate. Als besonders vorteilhaft haben sich Hydroxyalkylphenon-Fotoinitia­ toren, wie sie in den Patentschriften DE-PS 27 22 264 und EP-PS 3 002 beschrieben sind, erwiesen, vor allem aufgrund ihrer hohen Reaktivität aber auch wegen ihrer geringen Neigung, die gehärteten Schichten zu vergilben, sowie der vorzüglichen Dunkellagerstabilität der mit ihnen versetzten strahlungshärtbaren Systeme.
Als umweltfreundliche Beschichtungsmittel haben seit einiger Zeit wäßrige, von flüchtigen organischen Bestand­ teilen freie Systeme an Interesse gewonnen, insbesondere weil damit eine Verschmutzung der Umwelt durch organische Lösungmittel und Monomere vermieden oder zumindest ver­ ringert, die Feuergefährlichkeit im Umgang mit lösungs­ mittelhaltigen Beschichtungs-, Imprägnierungs- und Kleb­ stoffstoffzubereitungen gemindert sowie die hohen Kosten für organische Lösungsmittel eingespart werden können.
Strahlungshärtbare wäßrige Systeme, vornehmlich in Form wäßriger Dispersionen, vereinen demnach die Vorteile der Strahlungshärtung mit dem Vorzug der Lösungsmittelfrei­ heit im wäßrigen System.
Wäßrige Systeme auf Basis strahlungshärtbarer Bindemittel stellen besondere Anforderungen an den verwendeten Foto­ initiator, vor allem an die Löslichkeit bzw. Einar­ beitbarkeit sowie die Stabilität des Initiators in dem wäßrigen System, an die Dunkellagerstabilität des mit dem Initiator versetzten wäßrigen Systems, das Verhalten des Initiators bei der Entfernung des Wassers sowie vor allem an seine Reaktivität, die die Geschwindigkeit der Härtung bestimmt. Die meisten Fotoinitiatoren der vorgenannten Typen werden zwar überwiegend in nicht­ wäßrigen strahlungshärtbaren Systemen eingesetzt, zeigen sich im allgemeinen aber auch für wäßrige Systeme geeignet. Die in den Offenlegungsschriften DE-OS 32 03 096 und DE-OS 35 12 179 beschriebenen speziellen Hydroxyalkyl­ phenonderivate eignen sich in besonderem Maße für wäßrige Systeme, insbesondere für wäßrige Dispersionen strahlungs­ härtbarer Bindemittelsysteme, aufgrund ihrer geringen Wasserdampfflüchtigkeit bzw. ihren besonders günstigen Lösungs- bzw. Mischungseigenschaften mit dem System.
Die Anwendung von Fotoinitiatoren in wäßrigen Dispersionen strahlungshärtbarer Bindemittelsysteme ist jedoch noch verbesserungswürdig, insbesondere in Richtung auf eine noch homogenere Einarbeitung der Fotoinitiatoren in das System, auf die Lagerstabilität der mit Fotoinitiatoren versetzten Systeme sowie auf die Reaktivität, also das erzielbare Härtungsergebnis.
Bislang wurden bei der Anwendung die Fotoinitiatoren in reiner unveränderter Substanz den wäßrigen Bindemittel­ dispersionen kurz vor deren Verarbeitung zugegeben und in diesen durch Rühren oder auch Eindispergieren möglichst gleichmäßig verteilt.
Zufällig und völlig überraschend wurde nun gefunden, daß mit Fotoinitiatoren versetzte strahlungshärtbare wäßrige Bindemitteldispersionen erheblich bessere Härtungs-und/oder Lagereigenschaften aufweisen, wenn in diese die Fotoinitiatoren ihrereseits in Form wäßriger Dispersionen eingearbeitet werden. Die erfindungsgemäßen wäßrigen Fotoinitiator-Dispersionen sind hierbei so zusammengesetzt, daß sie jeweils etwa 10-50 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge, an Fotoinitiator und etwa 5-50 Gew.%, bezogen auf den Gehalt an Fotoinitiator, an nichtionogenen Tensiden mit einem resultierenden HLB­ (Hydrophilie-Lipophilie-Balance)-Wert zwischen 8 und 18 enthalten.
Gegenstand der Erfindung sind daher wäßrige Fotoinitiator- Dispersionen zur Einarbeitung in wäßrige Dispersionen strahlungshärtbarer Bindemittelsysteme, enthaltend 10-50 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge, an Fotoinitiator, und 5-50 Gew.%, bezogen auf den Gehalt an Fotoinitiator, an nichtionogenen Tensiden mit einem resultierenden HLB- Wert zwischen 8 und 18.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zur Herstellung von Fotoinitiatoren enthaltenden wäßrigen Dispersionen strahlungshärtbarer Bindesysteme, wobei die Fotoinitiatoren in Form einer wäßrigen Dispersion einge­ arbeitet werden.
Für die erfindungsgemäßen wäßrigen Fotoinitiator-Disper­ sionen sind im Prinzip alle in der Technik der Strahlungs­ härtung bekannten und üblichen Fotoinitiatoren vom Typ der aromatischen Ketone geeignet. Dabei spielt es keine Rolle ob sie bei Raumtemperatur im festen oder flüssigen Aggregatzustand vorliegen. Dem einschlägigen Fachmann sind eine Vielzahl verschiedener Fotoinitiatoren aus den Gruppen der Benzophenone, Benzoylether, Benzilmonoketale, Dialkoxy­ acetophenone, Thioxanthone und Hydroxyalkylphenone bekannt; er kann problemlos aus diesen Gruppen seinen Bedürfnissen und den spezifischen Anforderungen der jeweiligen strah­ lungshärtbaren Systeme und ihrer Anwendung entsprechend auswählen. Zahlreiche Fotoinitiatoren dieser Verbindungs­ typen sind kommerziell verfügbar. Als typische Vertreter seien beispielhaft genannt Benzophenon, Benzildimethyl­ ketal, Benzoinmethylether, Benzoinisopropylether, Diethoxy­ acetophenon, Dibutoxyacetophenon, Methylphenylglykoxylat, 2-Chlorthioxanthon, 2-Ethylthioxanthon, 2-Isopropyl­ thioxanthon, 2,4-Diethylthioxanthon, Phenyl-2-hydroxy-2­ propylketon, (4-Isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-propylketon, (4-n-Dodecylphenyl)-2-hydroxy-2-propylketon, [4-(2-Hydroxy­ ethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-propylketon, [4-(2-Acryloyloxy­ ethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-propylketon, 1-Benzoylcyclo­ hexanol. Aufgrund ihrer bekanntermaßen in vielerlei Hinsicht vorteilhaften Eigenschaften sind Fotoinitiatoren vom Typ der Hydroxyalkylphenone besonders bevorzugt, insbesondere Phenyl-2-hydroxy-2-propylketon, 1-Benzoyl­ cyclohexanol, [4-(2-Hydroxyethoxy) -phenyl]-2-hydroxy-2­ propylketon. In den erfindungsgemäßen wäßrigen Fotoini­ tiator-Dispersionen können die Fotoinitiatoren einzeln oder als Gemische von 2 oder mehreren Fotoinitiatoren vorliegen. Weiterhin können auch Gemische von 1 oder mehreren Fotoinitiatoren mit die Fotoreaktivität und/oder die spektrale Empfindlichkeit steigenden Co-Initiatoren, Sensibilisatoren und Beschleunigern wie insbesondere organischen Aminoverbindungen zu entsprechenden Disper­ sionen verarbeitet werden. Typische Gemische von Fotoini­ tiatoren miteinander bzw. mit Co-Initiatoren und Sensibili­ satoren sind aus dem Stand der Technik, insbesondere aus den bereits zitierten Schriften zu entnehmen. Beispiele hierfür sind etwa die kommerziell erhältlichen Gemische aus Phenyl-2-hydroxy-2-propylketon und Isopropylthioxanthon sowie aus Phenyl-2-hydroxy-2-propylketon, Isopropylthio­ xanthon und 2-Dimethylaminoethylbenzoat.
Die erfindungsgemäßen wäßrigen Fotoinitiator-Dispersionen enthalten 10-50 Gew.%, vorzugsweise 25-45 Gew.% an solchen Fotoinitiatoren bzw. Fotoinitiatorgemischen.
Um mit den Fotoinitiatoren und Wasser stabile und homo­ gene Dispersionen herzustellen sind Dispergierhilfsmittel erforderlich. Es hat sich herausgestellt, daß hierfür praktisch nur nichtionogene Tenside geeignet sind, wobei durch Mischung von normalerweise 2 oder gegebenenfalls auch mehr Tensiden ein resultierender HLB-Wert zwischen 8 und 18 eingestellt werden muß. Vorzugsweise liegt der resultierende HLB-Wert des Tensid-Gemisches zwischen 10 und 16.
Nichtionogene Tenside der verschiedensten Typen und ihre das Dispergierverhalten charakterisierenden HLB-Werte sind dem Fachmann in großer Vielfalt aus dem einschlägigen Stand der Technik bekannt und stehen ihm zur Verfügung.
Bei der Kombination von Tensiden mit unterschiedlichem HLB-Wert ergibt sich der resultierende HLB-Wert des Ge­ misches additiv im Verhältnis der eingesetzten Gewichts­ mengen der verschiedenen Tenside. Den Erfordernissen entsprechende Tensidkombinationen können also problemlos ausgewählt und ihre spezifische Eignung für den jeweiligen Fotoinitiator durch einfaches Ausprobieren ermittelt werden.
Als besonders geeignet haben sich Gemische aus Polyglycol­ etherderivaten von Fettalkoholen und Fettalkohol-Fettsäure­ estern erwiesen. Von den zugrundeliegenden Fettalkoholen sind hier insbesondere Stearylalkohol und Cetylalkohol, von den Fettsäureestern Fettalkoholstearate und Fettalkohol­ palmitate hervorzuheben. Gängige Beispiele derartiger nichtionogener Tenside sind etwa Polyoxyethylenstearyl­ alkohole wie Polyoxyethylen-(100)-stearylalkohol mit einem HLB-Wert von 19 und Polyoxyethylenstearylstearate wie Polyoxyethylen-(5)-stearylstearat mit einem HLB-Wert von 7,5. Diese und ähnliche gleichermaßen geeignete Tenside sind dem Fachmann bekannt und aus industrieller Produktion erhältlich.
In den erfindungsgemäßen wäßrigen Fotoinitiator-Dispersionen haben die Tenside bzw. Tensid-Gemische normalerweise einen Anteil von 5-50 Gew.%, insbesondere von 15-30 Gew.%, be­ zogen auf den Gehalt an Fotoinitiator.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen wäßrigen Fotoini­ tiator-Dispersionen erfolgt in für wäßrige Dispersionen an sich bekannter Weise mit hierfür üblichen Hilfs­ mitteln. Sie ist bei Einhaltung der angegebenen Rahmen­ bedingungen bezüglich der Menge and Fotoinitiator, Tensid und HLB-Wert im wesentlich unkritisch. Die für den Einzelfall optimalen Zusammensetzungen und Verfahrens­ weisen können mit Routineerfahrung durch einfaches Ausprobieren problemlos ermittelt werden.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen zunächst die or­ ganischen Bestandteile, also Fotoinitiator(en) und Tenside homogen zu vermischen. Hierbei kann im Einzel­ fall eine Temperierung auf etwa 60-100°C hilfreich sein. Danach wird dann das Wasser in der vorgesehen Menge, vorzugsweise voll entsalzt und bei gleicher Temperatur, unter intensiver Vermischungen mit üblichen Rühr- bzw. Homogenisiereinrichtungen zugegeben und solange intensiv vermischt bis eine homogene stabile Dispersion erhalten wird. Gegebenenfalls können auch noch weitere übliche Dispergierhilfsmittel zugesetzt werden, wie insbesondere Verdickungsmittel auf Basis wasserlöslicher, hochmole­ kularer organischer Verbindungen, beispielsweise Poly­ vinylalkohole, Polyvinylpyrrolidon oder Celluloseether.
Die erhaltenen wäßrigen Fotoinitiator-Dispersionen sind bei lichtgeschützter Aufbewahrung unter üblichen Lager­ bedingungen ausreichend lange stabil. Sie überdauern auch mehrfachen klimatischen Temperaturwechsel, etwa im Bereich von ca. -10 bis +20°C. Im Falle möglicher vorzeitiger Entmischung ist eine Rehomogenisierung unproblematisch.
Die erfindungsgemäßen wäßrigen Fotoinitiator-Dispersionen können sehr vorteilhaft zur Initiierung von wäßrigen Dispersionen strahlungshärtbarer Bindemittelsysteme eingesetzt werden. Ein besonderer Vorteil hierbei ist, daß sich die Fotoinitiatoren in Form der erfindungs­ gemäßen wäßrigen Dispersionen schneller und besser in diese System einarbeiten lassen, als wenn sie für sich alleine eindispergiert werden. Als völlig uner­ wartet stellte sich hierbei heraus, daß wäßrige Dispersionen strahlungshärtbare Bindemittelsysteme, in die die entsprechenden Fotoinitiatoren in Form einer wäßrigen Dispersion eingearbeitet wurden, eine bessere Lagerstabilität, insbesondere hinsichtlich Gelierung durch vorzeitige, nichtstrahlungsinduzierte Vernetzung aufweisen, und daß mit Hilfe solcher Systeme hergestellte Beschichtungen ein besseres Härtungsergebnis zeigen. Das bessere Härtungsergebnis zeigt sich etwa in einer kürzeren Bestrahlungsdauer zur Erzielung oberflächen­ trockener oder vollausgehärteter Beschichtungen und/oder in der Realisierung höherer Schichthärten unter gegebenen Prozeßbedingungen. Die Beschichtungen können somit schneller bzw. mit geringerem Energieaufwand, d.h. also wirtschaftlicher, und/oder qualitativ besser gehärtet werden.
Die gefundenen besseren Härtungsergebnisse sind insbe­ sondere auch deswegen erstaunlich, weil im Normalfall bei der Beschichtung mit wäßrigen Bindemitteldisper­ sionen vor der Strahlungshärtung das enthaltene Wasser durch Trocknung bei erhöhter Temperatur entfernt wird, wonach das initiatorhaltige, zu härtende Schichtmaterial nicht mehr in Form einer wäßrigen Dispersion vorliegt. Eine wissenschaftlich fundierte Erklärung der positiven Effekte, wenn Fotoinitiatoren statt für sich alleine in Form einer wäßrigen Dispersion in strahlungshärtbare Bindemitteldispersionen eingearbeitet werden, liegt noch nicht vor. Sie könnte aber in einer feineren und homo­ generen Verteilung des Fotoinitiators im System und einer möglicherweise damit einhergehenden größeren "Nähe" des Fotoinitiators zu den strahlungsreaktiven Bestandteilen gesehen werden.
Die Herstellung fotoinitiierter wäßriger Dispersionen strahlungshärtbarer Bindemittelsysteme erfolgt erfindungs­ gemäß durch gleichmäßiges Einarbeiten der Fotoinitiator- Dispersion in die Bindemitteldispersion mit Hilfe üblicher Rühr- bzw. Homogenisierapparaturen. Mengenmäßig werden die erfindungsgemäßen wäßrigen Fotoinitiator- Dispersionen im Prinzip so eingesetzt, daß im strahlungs­ härtbaren System der Fotoinitiator in vergleichbarer Konzentration vorliegt wie bei konventioneller Anwendung. Fotoinitiatoren werden in der Regel in Mengen von 0,1-20 Gew.%, vorzugsweise 0,5-10 Gew.%, bezogen auf die polymerisierbaren Anteile, eingesetzt. Je nach Gehalt an Fotoinitiator sind daher entsprechende Mengen an Fotoinitiator-Dispersion zu wählen. Aufgrund der besseren Härtungseigenschaften der Fotoinitiatoren in Form wäßriger Dispersionen kann aber auch die Aufwandmenge entsprechend reduziert werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit durch geringeren Initiatorverbrauch erhöht und im Einzelfall mögliche negative Einflüsse durch geringeren Restgehalt an Initiator oder seine Fotolyseprodukte in der gehärteten Schicht reduziert werden können.
Unter wäßrigen Dispersionen strahlungshärtbarer Binde­ mittelsysteme, die im übrigen in vielen Variationen industriell hergestellt werden, werden Dispersionen von durch Fotopolymerisation bzw. Fotovernetzung härt­ baren Komponenten mit Wasser verstanden, wobei diese auch noch weitere in dieser Technologie übliche Hilfs­ und Zusatzstoffe enthalten können. Der strahlungshärt­ bare Anteil kann aus Ein- oder Mehrkomponentensystemen auf Basis von durch freie Radikale polymerisierbaren mono- oder polyfunktionellen ethylenisch ungesättigten Monomeren, Oligomeren, Prepolymeren oder Polymeren be­ stehen. Ihr Anteil in den Bindemitteldispersionen liegt in der Regel zwischen 20 und 95 Gew.%, vorzugsweise 40 bis 70 Gew.%, wobei sich der prozentuale Wasseranteil zu 100 addiert und Hilfs- und Zusatzstoffe je nach Bedarf und Verwendungszweck in unterschiedlichen Mengen noch hinzukommen können. Überwiegend basieren strahlungs­ härtbare Bindemitteldispersionen auf ungesättigten Oligo­ meren und Präpolymeren wie ungesättigte Polyester-, Poly­ acrylat-, Epoxid-, Polyurethan- und Polyamidharze, ins­ besondere acrylierte Polyester, acrylierte Acryl- und Epoxidharze, acrylierte Polyurethane und Polyamide. Gelegentlich enthalten sie auch Anteile von ungesättigten Monomeren, vorzugsweise vom Acryl- und Vinyltyp, insbe­ sondere Acrylester von Mono-, Di- oder Polyalkoholen, wie beispielsweise Ethylenglycoldiacrylat, 1,6-Hexan­ dioldiacrylat, Trimethylolpropandiacrylat und Penta­ erythrittriacrylat.
Je nach Verwendungszweck können den strahlungshärtbaren Bindemitteldispersionen in der Lack- bzw. Beschichtungs­ technologie übliche Farbstoffe, Pigmente und/oder Füllstoffe sowie Verlaufsmittel, Gleitmittel, Netz­ mittel, Verdickungsmittel sowie Mattierungsmittel zu­ gesetzt sein.
Die Applikation strahlungshärtbarer Bindemitteldisper­ sionen erfolgt nach üblichen Beschichtungsmethoden auf den hierfür vorgesehenen Substraten wie Metall, Holz, Papier, Glas, Keramik. Die Strahlungshärtung der Be­ schichtungen erfolgt normalerweise nach vollständiger Entfernung des Wassers aus der Schicht. Dies wird er­ reicht durch Abdunsten, vorzugsweise gefördert durch kurzes Erhitzen auf Temperaturen bis etwa 100°C oder durch kurzzeitige IR-Bestrahlung. Bei porösen Substraten sind meist nur sehr kurze Vorheizzeiten erforderlich, da die Hauptmenge des Wassers vom Untergrund aufge­ nommen wird. Gelegentlich wird auch auf ein Vorheizen bzw. auf eine Wasserentfernung verzichtet.
Die anschließende Fotopolymerisation erfolgt durch Be­ strahlen mit Licht oder UV-Strahlung des Wellenlängen­ bereiches von 250-500 nm, vorzugsweise von 300-400 nm. Als Strahlungsquellen können Sonnenlicht oder künstliche Strahler verwendet werden. Üblich sind beispielsweise Quecksilberdampf-Hochdruck-, -Mitteldruck- oder -Nieder­ drucklampen sowie Xenon- und Wolframlampen.
Beispiele A. Verwendete Materialien Fotoinitiatoren
(a) Phenyl-2-hydroxy-2-propylketon (Darocur 1173, Fa. E. Merck)
(b) (4-Isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-propylketon (Darocur 1116, Fa. E. Merck)
(c) Gemisch aus (a) und 2-Isopropylthioxanton/9 : 1 (Darocur 1664, Fa. E. Merck)
(d) Gemisch aus (a), 2-Isoproylthioxanthon and 2- Dimethylaminoethylbenzoat/3 : 2 : 2 (Darocur 2273, Fa. E. Merck)
(e) Gemisch aus (a) und [4-(2-Hydroxyethoxy)-phenyl]­ 2-hydroxy-2-propylketon (Darocur 2959, Fa. E. Merck)/ 7 : 3
(f) Gemisch aus 1-Benzoylcyclohexanol (Irgacure 184, Fa. Ciba Geigy) und (a)/8 : 2
(g) 2,2-Diethoxyacetophenon (DEAP, Fa. Upjohn)
(h) 2,2-Dibutoxyacetophenon (Uvatone 8301, Fa. Upjohn)
(i) Methylphenylglykoxylat (Vicure 55, Fa. Stauffer Chemicals)
Tenside
(I) Polyoxyethylen-(100)-stearylalkohol (Brÿ 700, Fa. ICI Atlas Chemie) HLB-Wert: 19,0
(II) Polyoxyethylen-(2)-stearylalkohol (Brÿ 72, Fa. ICI Atlas Chemie) HLB-Wert: 5,0
(III) Polyoxyethylen-(5)-stearylstearat (Arlatone 985, Fa. ICI Atlas Chemie) HLB-Wert: 7,5
Bindemittelsysteme
(A) wäßrige Dispersion eines Polyesteracrylates (Laromer PE 55 W, Fa. BASF)
(B) wäßrige Dispersion eines Urethanacrylates (Hüls RC 1622, Fa. Chemische Werke Hüls)
(C) wäßrige Dispersion eines Nitrocellulose-Polyester­ acrylates (Waloran NH 6002, Fa. Wolff Waldsrode)
B) Herstellung von Fotoinitatordispersionen
Fotoinitiatoren und Tenside wurden in den in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Mengenverhält­ nissen bei ca. 80°C gemischt. Dann wurde unter intensivem Rühren die auf 100 Gew.% benötigte, ebenfalls auf ca. 80°C temperierte Menge vollent­ salztes Wasser langsam kontinuierlich zugegeben. Es wurde noch etwa 10 Minuten bei dieser Temperatur und dann bis Erreichen der Raumtemperatur homogeni­ siert. Nach weiteren 3 Stunden langsamen Rühren waren die Fotoinitiatordispersionen gebrauchsfertig bzw. konnten in lichtgeschützte Gefäße abgefüllt werden.
C. Herstellung von fotoinitiatorhaltigen Bindemittel­ dispersionen und Vergleichsversuche
Für die nachfolgenden Versuche wurden durch 10 Minuten schnelles Verrühren in den Mengenverhält­ nissen gemäß nachfolgender Tabelle von Bindemittel­ systemen (A), (B) und (C), ausgewählten Fotoinitiator­ dispersionen aus den Beispielen 1-10 und vollent­ salztem Wasser die Systeme A 1... A 10, B 1.. B 10, C 1... C 10 und Vergleichssysteme A(a).... A(i), B(a)... B(i), C(a)... C(i), denen der jeweilige Fotoinitiator für sich alleine in der entsprechenden Menge zugegeben wurde, hergestellt.
Die fotoinitiatorhaltigen Bindemittelsysteme wurden nach der Herstellung noch ca. 12 Stunden bei Raum­ temperatur gelagert.
Systeme und Vergleichssysteme enthalten die gleiche effektive Menge an jeweiligem Initiator.
Vergleichsversuchsreihe 1: Lagerstabilität
Systeme und Vergleichssysteme wurden bei 60°C gelagert und die Zeit ermittelt, bis erste Verände­ rungen (Gelieren) erkennbar wurden.
Es zeigt sich, daß die Systeme, in die die Foto­ initiatoren in Form der erfindungsgemäßen wäßrigen Dispersionen eingearbeitet worden sind, eine erheblich verbesserte Lagerstabilität besitzen.
Vergleichsversuchsreihe 2: Oberflächentrocknung
Die gebrauchsfertigen wäßrigen Bindemittelsysteme wurden mit einem 150 µm-Filmziehrahmen auf Glas­ platten (10×10 cm) appliziert. Zur Entfernung des Wassers aus den Schichten wurden die beschichteten Glasplatten dann in einem Trockenschrank 10 Minuten bei 80°C gelagert.
Die UV-Härtung erfolgte dann, indem die beschich­ teten Platten auf einem Transportband variabler Geschwindigkeit unter Hg-Mitteldrucklampen (Lampen­ leistung 1×80 W/cm für Systeme (A) und (B), 2×80 W/cm für Systeme (C); Lampenabstand 6 cm) vorbeigeführt wurden. Für die Systeme und Vergleichs­ systeme wurden die jeweiligen Maximalgeschwindig­ keiten ermittelt, bei denen noch trockene Ober­ flächen erhalten wurden.
Die Systeme, in die die Fotoinitiatoren in Form der erfindungsgemäßen wäßrigen Dispersionen eingear­ beitet worden sind, lassen sich bei deutlich höherer Bandgeschwindigkeit oberflächentrocken härten.
Vergleichsversuch 3: Schichthärte
Für System A 1 und Vergleichssystem A(a) wurde nach 20 Stunden Lagerung die Schichthärte bei einer Bandgeschwindigkeit von 5 m/min bestimmt (Pendel­ härte nach König, DIN 53 157)
A 1 97 Sekunden
A(a) 67 Sekunden
Das System, in das der Fotoinitiator in Form der erfindungsgemäßen wäßrigen Dispersion eingearbeitet worden ist, zeigt eine deutlich höhere Schichthärte.

Claims (8)

1. Wäßrige Fotoinitiator-Dispersionen zur Einarbeitung in wäßrige Dispersionen strahlungshärtbarer Binde­ mittelsysteme, enthaltend 10 bis 50 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge, an Fotoinitiator und 5 bis 50 Gew.%, bezogen auf den Gehalt an Fotoinitiator, an nichtionogenen Tensiden mit einem resultierenden HLB- Wert zwischen 8 und 18.
2. Fotoinitiator-Dispersionen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 25 bis 45 Gew.% an Foto­ initiator enthalten.
3. Fotoinitiator-Dispersionen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie Gemische von zwei oder mehreren Fotoinitiatoren, gegebenenfalls zu­ sammen mit üblichen Cosensibilisatoren enthalten.
4. Fotoinitiator-Dispersionen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie 15 bis 30 Gew.%, bezogen auf den Gehalt an Fotoinitiator, an nichtionogenen Tensiden enthalten.
5. Fotoinitiator-Dispersionen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, daß sie nichtionogene Tenside mit einem resultierenden HLB-Wert zwischen 10 und 16 ent­ halten.
6. Fotoinitiator-Dispersionen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie als nichtionogene Tenside Gemische aus Polyglycol­ etherderivaten von Fettalkoholen und Fettalkohol- Fettsäureestern enthalten.
7. Fotoinitiator-Dispersionen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den nichtionogenen Tensiden zugrundeliegenden Fettalkohole Stearylalkohol und Cetylalkohol und die zugrundeliegenden Fettalkohol- Fettsäureester Fettalkoholstearate und Fettalkohol­ palmitate sind.
8. Verfahren zur Herstellung von Fotoinitiatoren ent­ haltenden wäßrigen Dispersionen strahlungshärtbarer Bindemittelsysteme, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotoinitiatoren in Form einer wäßrigen Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 7 eingearbeitet werden.
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