WO2013110566A1 - Radiation-curable anti-microbial coating compound - Google Patents

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WO2013110566A1
WO2013110566A1 PCT/EP2013/051030 EP2013051030W WO2013110566A1 WO 2013110566 A1 WO2013110566 A1 WO 2013110566A1 EP 2013051030 W EP2013051030 W EP 2013051030W WO 2013110566 A1 WO2013110566 A1 WO 2013110566A1
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meth
coating composition
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carbon atoms
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PCT/EP2013/051030
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Reinhold Schwalm
Rupert Konradi
Herbert Platsch
Christina Haaf
Catharina Hippius
Original Assignee
Basf Se
Basf Schweiz Ag
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Publication date
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    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N33/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic nitrogen compounds
    • A01N33/02Amines; Quaternary ammonium compounds
    • A01N33/12Quaternary ammonium compounds
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    • C09D133/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09D133/062Copolymers with monomers not covered by C09D133/06
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    • C09D175/04Polyurethanes
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    • C09D175/16Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds having terminal carbon-to-carbon unsaturated bonds
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    • C08L2312/00Crosslinking
    • C08L2312/06Crosslinking by radiation

Definitions

  • WO 2008/131715 discloses silane-functional reaction products of diols with isocyanato-propyltriethoxysilane, which lead to easily cleanable coatings in coating compositions.
  • WO 2008/132045 describes compounds which carry at least one quaternary ammonium group and at least one (meth) acrylate group. Such compounds are used in radiation-curable coating compositions and lead to biocidal coatings.
  • WO 2008/31596 describes coating compositions for the production of radiation-curable medical coatings in which hydrophilic multifunctional (meth) acrylamides are used. In order to achieve antimicrobial properties, antimicrobial compounds must be added to these coating compositions.
  • the radiation-curable antimicrobial coating compositions according to the invention exhibit a strong and rapid antimicrobial action, which persists over a relatively long period of time, with simultaneously good coating properties, in particular hardness, of the coatings obtained therefrom.
  • two of the four radicals have at least eight carbon atoms.
  • the compounds (A) preferably have one to four, particularly preferably one to three, very particularly preferably one to two and in particular exactly one quaternary ammonium group.
  • Compounds (A) are distinguished into those compounds (A1) which have at least one, preferably two, radicals which each carry a hydroxyl group and compounds (A2) which have at least one, preferably two, radicals which each carry an alkoxysilane group.
  • “Quaternary ammonium groups" in the sense of the present specification are those which are substituted by hydrocarbon radicals and spacers having at least one hydroxyl group or alkoxysilane group.
  • the spacer comprises at least one carbon atom, preferably at least two carbon atoms.
  • the spacer is not longer than ten carbon atoms, preferably not longer than six carbon atoms, and most preferably not longer than four carbon atoms.
  • the carbon atoms of the ring are of course only simply calculated.
  • Preferred compounds (A1) are those having two hydroxy groups. Particular preference is given to bis (2-hydroxyethyl) alkyl methyl ammonium salts, bis (2-hydroxypropyl) alkyl methyl ammonium monium salts, bis (2-hydroxyethyl) alkyl benzyl ammonium salts and bis (2-hydroxypropyl) alkyl benzyl ammonium salts, in which the alkyl radical preferably comprises at least 6, more preferably at least 8 and most preferably at least 12 carbon atoms. Furthermore, the further one to fifty times, preferably two to thirty times and particularly preferably four to twenty times with ethylene oxide and / or propylene oxide, preferably reacted only with ethylene oxide products of such compounds are preferred.
  • the quaternary ammonium group has the following formula (I)
  • R 4 is a 1 to 10, preferably 2 to 6, particularly preferably 2 to 4 carbon atoms containing divalent hydrocarbon radical
  • alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms are methyl, ethyl, isopropyl, n-propyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-hexyl, n-heptyl, 2-ethylhexyl , n-octyl, n-decyl, 2-propylheptyl, n-dodecyl, iso-tridecyl, n-tetradecyl, n-hexadecyl, n-octadecyl and n-eicosyl.
  • aryl groups having 6 to 14 carbon atoms are phenyl, ⁇ -naphthyl and ⁇ -naphthyl.
  • Examples of aralkyl groups having from 7 to 20 carbon atoms are benzyl, phenethyl, 3-phenylpropyl, 4-phenylbutyl and 6-phenylhexyl.
  • Examples of divalent hydrocarbon radicals having 1 to 10 carbon atoms are 1, 2-ethylene, 1, 2-propylene, 1, 3-propylene, 1, 2-butylene, 1, 3-butylene, 1, 4-butylene, 1, 6 Hexylene, 2-methyl-1,3-propylene, 2-ethyl-1,3-propylene, 2,2-dimethyl-1,3-propylene, 1,8-octylene and 1, 10-decylene.
  • the radicals R 1 to R 3 are each, independently of one another, in each case alkyl groups.
  • one of the radicals R 1 to R 3 has at least 10 and preferably at least 12 carbon atoms and the other two in each case not more than 4, preferably not more than 2, carbon atoms.
  • the compounds (A) preferably have a density of ammonium groups of at least 0.5 mol per 1000 g, particularly preferably from 0.5 to 3.5 and very particularly preferably from 1.5 to 3 mol per 1000 g.
  • the at least one, for example one to four, preferably one to three, particularly preferably one to two and very particularly preferably exactly one compound (A2) has at least one, for example one to three, preferably one to two and particularly preferably exactly one hydroxyl-reactive Group and at least one, for example one to four, preferably one to three, more preferably one to two and most preferably exactly one quaternary ammonium group on.
  • Particularly preferred compounds (A2) are those of the formula (II)
  • R 1 to R 4 have the meanings given above, and
  • Y is an alkoxysilane group.
  • Preferred compounds (A2) are octadecyl-dimethyl- [3- (tris-alkyloxysilyl) -propyl] -ammonium, octadecyl-dimethyl- [2- (tris-alkyloxysilyl) -ethyl] -ammonium, hexadecyl-dimethyl- [3- ( tris-alkyloxysilyl) -propyl] -ammonium, hexadecyl-dimethyl- [2- (tris-alkyloxysilyl) -ethyl] -ammonium, tetradecyl-dimethyl- [3- (tris-alkyloxysilyl) -propyl] -ammonium, tetradecyl-dimethyl- [2- (trisalkyloxysilyl) ethyl] am
  • a silyl group is substituted by at least one alkoxy radical, for example one to three, preferably two or three and very particularly preferably three.
  • Preferred compounds (A2) are those of the formula (IV)
  • R 1 to R 4 have the above meanings and
  • Compounds (B) and (C) are those usually used as reactive diluents. These include z.
  • the reactive diluents as described in PKT Oldring (publisher), Chemistry & Technology of UV & EB Formulations for Coatings, Inks & Paints, Vol. II, Chapter III: Reactive Diluents for UV & EB Curable Formulations, Wiley and SITA Technology, London 1997 are described.
  • Reactive diluents are, for example, esters of (meth) acrylic acid with alcohols which have 1 to 20 C atoms, for example methyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid ethyl ester,
  • hexanediol diacrylate hexanediol dimethacrylate, octanediol diacrylate, octanediol dimethacrylate, nonanedioldiacrylate, nonanediol dimethacrylate, decanediol diacrylate, decanediol dimethacrylate, pentaerythritol diacrylate, dipentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, etc.
  • esters of alkoxylated polyols with ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated are also preferred Mono- and / or dicarboxylic acids such.
  • polyacrylates or methacrylates of alkoxylated trimethylolpropane, glycerol or pentaerythritol are also suitable.
  • suitable reactive diluents are trimethylolpropane mono-formal acrylate, glycerol maleate, 4-tetrahydropyranyl acrylate, 2-tetrahydropyranyl methacrylate and tetrahydrofurfuryl acrylate.
  • Other suitable reactive diluents are, for example, polyether (meth) acrylates.
  • one to twenty times and more preferably three to ten times ethoxylated, propoxylated or mixed ethoxylated and propoxylated and in particular exclusively ethoxylated glycerol can be used.
  • Preferred multifunctional, polymerizable compounds 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 from one to twenty times alkoxylated, most preferably ethoxylated trimethylolpropane.
  • Polyether (meth) acrylates may also be (meth) acrylates of polyTHF having a molecular weight between 162 and 2000, poly-1,3-propanediol having a molecular weight between 134 and 2,000, or polyethylene glycol having a molecular weight between 238 and 2,000.
  • the compounds (B) are selected from the group consisting of hydroxyalkyl (meth) acrylates and N-vinyllactams, they are preferably hydroxyalkyl (meth) acrylates.
  • Hydroxyalkyl (meth) acrylates as compounds (B) are, for example, compounds having at least one, preferably exactly one hydroxyl group and at least one, for example 1 to 5, preferably 1 to 4, particularly preferably 1 to 3, very particularly preferably 1 or 2 and in particular exactly one (meth) acrylate group, preferably ⁇ -hydroxyalkyl (meth) acrylates or ((j0-1) -hydroxyalkyl (meth) acrylates, preferably (jo-hydroxyalkyl (meth) acrylates.
  • R 8 is a 2 to 10, preferably 2 to 6, more preferably 2 to 4 carbon atoms having divalent hydrocarbon radical.
  • Preferred radicals R 8 are, for example, linear or branched alkylene, for example 1, 2-ethylene, 1, 2 or 1, 3-propylene, 1, 2, 1, 3 or 1, 4-butylene, 1, 1-dimethyl -1, 2-ethylene or 1, 2-dimethyl-1, 2-ethylene, 1, 5-pentylene, 1, 6-hexylene, 1, 8-octylene, 1, 10-decylene, or 1, 12-dodecylene.
  • N-vinyllactams as compounds (B) are preferably N-involuted lactams with five to twelve ring systems, preferably five to ten membered ring systems, particularly preferably five to seven membered ring systems.
  • R 10 is a divalent hydrocarbon radical having 2 to 10, preferably 2 to 6, particularly preferably 3 to 5, carbon atoms
  • N-vinyllactams as compounds (B) are N-vinylpyrrolidone or N-vinylcaprolactam.
  • At least one reactive diluent (C) may be present which is other than the reactive diluent (B).
  • Particularly preferred compounds (C) are multifunctional (meth) acrylates, ie those having a functionality of at least 2, for example 2 to 10, preferably 2 to 6, more preferably 2 to 5 and most preferably 2 to 4.
  • 1,4-butanediol di (meth) acrylate 1,6-hexanediol diacrylate, hexanediol dimethacrylate, octanediol diacrylate, octanediol dimethacrylate, nonanediol diacrylate, nonanediol dimethacrylate, decanediol diacrylate, decanediol dimethacrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate , Dipropylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, pen- taerythritol diacrylate, dipentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, etc.
  • esters of alkoxylated polyols with (meth) acrylic acid, such as. B. the polyacrylates or methacrylates of each OH group on average one to ten times, preferably one to five times, particularly preferably one to three times and very particularly preferably one to two times alkoxylated, for example ethoxylated and / or propoxylated, preferably ethoxylated or propoxylated and particularly preferably exclusively ethoxylated trimethylolpropane, glycerol or pentaerythritol.
  • the polyacrylates or methacrylates of each OH group on average one to ten times, preferably one to five times, particularly preferably one to three times and very particularly preferably one to two times alkoxylated, for example ethoxylated and / or propoxylated, preferably ethoxylated or propoxylated and particularly preferably exclusively ethoxylated trimethylolpropane, glycerol or pentaeryth
  • esters of alicyclic diols such as cyclohexanediol di (meth) acrylate and bis (hydroxymethyl-ethyl) cyclohexane-di (meth) acrylate.
  • Suitable reactive diluents are, for example, urethane (meth) acrylates, epoxy (meth) acrylates, polyether (meth) acrylates, polyester (meth) acrylates or polycarbonate (meth) acrylates.
  • Urethane (meth) acrylates urethane (meth) acrylates are e.g. obtainable by reacting polyisocyanates with hydroxyalkyl (meth) acrylates or vinyl ethers and optionally chain extenders such as diols, polyols, diamines, polyamines or dithiols or polythiols.
  • Such urethane (meth) acrylates contain as structural components essentially:
  • the urethane (meth) acrylates preferably have a number average molecular weight M n of 500 to 20,000, in particular of 500 to 10,000, more preferably 600 to 3000 g / mol (determined by gel permeation chromatography with tetrahydrofuran and polystyrene as standard).
  • Particularly preferred urethane (meth) acrylates have an average functionality of 1.5 to 4.5.
  • Epoxide (meth) acrylates are preferably obtainable by reacting epoxides with (meth) acrylic acid.
  • Suitable epoxides are, for example, epoxidized olefins, aromatic glycidyl ethers or aliphatic glycidyl ethers, preferably those of aromatic or aliphatic glycidyl ethers.
  • Aliphatic glycidyl ethers are, for example, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether, 1,1,2,2-tetrakis [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] ethane (CAS No. [ 27043-37-4]), diglycidyl ethers of polypropylene glycol (a, (jo-bis (2,3-epoxypropoxy) poly (oxypropylene) (CAS No.
  • Preferred epoxide (meth) acrylates have an OH number of 40 to 400 mg KOH / g.
  • Preferred epoxide (meth) acrylates have an average OH functionality of 1.5 to 4.5.
  • epoxy (meth) acrylates are those obtained from processes according to EP-A-54 105, DE-A 33 16 593, EP-A 680 985 and US Pat
  • EP-A-279 303 in which a (meth) acrylic ester is prepared from (meth) acrylic acid and hydroxy compounds in a first stage and excess in a second stage
  • polyester (meth) acrylates are at least partially or preferably completely
  • carbonate (meth) acrylates preferably contain 1 to 5, in particular 2 to 4, particularly preferably 2 to 3 (meth) acrylic groups and very particularly preferably 2 (meth) acrylic groups.
  • the number average molecular weight M n of the carbonate (meth) acrylates is preferably less than 3000 g / mol, more preferably less than 1500 g / mol, more preferably less than 800 g / mol (determined by gel permeation chromatography with polystyrene as standard, solvent tetrahydrofuran).
  • the carbonate (meth) acrylates are obtainable in a simple manner by transesterification of carbonic acid esters with polyhydric, preferably dihydric alcohols (diols, eg hexanediol) and subsequent esterification of the free OH groups with (meth) acrylic acid or transesterification with (meth) acrylic esters, as it eg in EP-A 92,269. They are also available by reacting phosgene, urea derivatives with polyvalent, e.g. dihydric alcohols.
  • (meth) acrylates or vinyl ethers of polycarbonate polyols such as the reaction product of one of the abovementioned diols or polyols and a carbonic acid ester and also a (meth) acrylate or vinyl ether containing hydroxyl groups.
  • Suitable carbonic acid esters are e.g. Ethylene, 1, 2 or 1, 3-propylene carbonate, carbonic acid dimethyl, diethyl or dibutyl ester.
  • Suitable hydroxyl-containing (meth) acrylates are, for example, 2-hydroxyethyl
  • (meth) acrylate 2- or 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 1,4-butanediol mono (meth) acrylate, neopentyl glycol mono (meth) acrylate, glycerol mono- and di (meth) acrylate, trimethylolpropane mono- and di (meth) acrylate and pentaerythritol mono-, di- and tri (meth) acrylate.
  • Suitable hydroxyl-containing vinyl ethers are, for example, 2-hydroxyethyl vinyl ether and 4-hydroxybutyl vinyl ether.
  • R is H or CH3
  • X is a C2-C18 alkylene group and n is an integer from 1 to 5, preferably 1 to 3.
  • R is preferably H and X is preferably C 2 - to C 10 -alkylene, for example 1, 2-ethylene, 1, 2-propylene, 1, 3-propylene, 1, 4-butylene or 1, 6-hexylene, more preferably for C 4 - to Ce-alkylene. Most preferably, X is for
  • the carbonate (meth) acrylates are preferably aliphatic carbonates (meth) acrylates.
  • Polyether (meth) acrylates are (meth) acrylates of one to twenty times and particularly preferably three to ten times ethoxylated, propoxylated or mixed ethoxylated and propoxylated and in particular exclusively ethoxylated neopentyl glycol, trimethylolpropane, Trimethylolethane or pentaerythritol.
  • Preferred multifunctional, polymerizable compounds 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 acrylate of one to twenty times alkoxylated, most preferably ethoxylated trimethylolpropane.
  • Polyether (meth) acrylates may also be (meth) acrylates of polyTHF having a molecular weight between 162 and 2000, poly-1,3-propanediol having a molecular weight between 134 and 2,000, or polyethylene glycol having a molecular weight between 238 and 2,000. In a preferred embodiment of the present invention, no compound (C) is present.
  • non-yellowing or slightly yellowing photoinitiators of the phenylglyoxalic acid ester type, as described in DE-A 198 26 712, DE-A 199 13 353 or WO 98/33761.
  • Ethyl 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinate bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, benzophenone, 1-hydroxycyclohexyl-phenylketone, 1-benzoylcyclohexan-1-ol, 2-hydroxy-2,2- dimethylacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone and mixtures thereof.
  • the dispersions according to the invention may contain further conventional lacquer additives (E), such as leveling agents, defoamers, UV absorbers, sterically hindered amines (HALS), plasticizers, anti-settling agents, dyes, pigments, antioxidants, activators (accelerators), antistatic agents, flame retardants , Thickeners, thixotropic agents, surface-active agents, viscosity modifiers, plasticizers or chelating agents and / or fillers.
  • E lacquer additives
  • the coating compositions according to the invention may contain, based on the sum of the compounds (A) and (B) and optionally (C), from 0 to 10% by weight of at least one compound (E).
  • Suitable stabilizers include typical UV absorbers such as oxanilides, triazines, preferably hydroxyphenyltriazine, and benzotriazole (the latter available as Tinuvin® Ciba Specialty Chemicals) and benzophenones.
  • radical scavengers for example sterically hindered amines such as 2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 2 , 6-di-tert-butylpiperidine or their derivatives, for.
  • B bis (2,2,6,6-tetra-methyl-4-piperidyl) sebacinate or preferably bis (1, 2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate used.
  • thermally activatable initiators may be added, e.g. Potassium peroxodisulfate, dibenzoyl peroxide, cyclohexanone peroxide, di-tert-butyl peroxide, azobis / so-butyronitrile, Cyclohexylsulfonylacetylperoxid, di- / sopropylpercarbonat, feri-butyl peroctoate or benzpinacol, and for example such thermally activatable initiators having a half-life at 80 ° C of more than 100 hours, such as di-t-butyl peroxide, cumene hydrochloride, dicumyl peroxide, t-butyl perbenzoate, silylated pinacols, the z.
  • thermally activatable initiators having a half-life at 80 ° C of more than 100 hours, such as di-t-butyl peroxide, cumene hydrochloride, dicumyl per
  • chelating agents e.g. Ethylenediaminetic acid and its salts and ß-diketones be used.
  • Suitable fillers include silicates, e.g. Example by hydrolysis of silicon tetrachloride available silicates such as Aerosil R from. Degussa, silica, talc, aluminum silicates, magnesium Silicates, calcium carbonates, etc.
  • Suitable stabilizers include typical UV absorbers such as oxanilides, triazines and benzotriazole (the latter being available as Tinuvin R brands of Ciba Specialty Chemicals) and benzophenones.
  • (D) 0 to 10, preferably 0.05 to 10% by weight, particularly preferably 0.1 to 8% by weight, in particular 0.2 to 5% by weight,
  • an antimicrobial effect of the coating compositions according to the invention if, in a coating composition, at least 4% by weight of component (A) and at least 10% by weight of component (B), based on the total amount of components (A) to (E), are present.
  • the antimicrobial effect is evaluated here by the test indicated in the examples with an incubation over 2 hours, the coating compositions according to the invention preferably already exhibit an antimicrobial effect with an incubation over 1.5 hours, more preferably over 1 hour, most preferably over 45 minutes , especially over 30 minutes and even over 10 minutes.
  • These particularly preferred radiation-curable coating compositions are preferably masterbatches for antimicrobial coating compositions.
  • the coating compositions 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, and in particular of metals or coated metals.
  • substrates such as wood, paper, textile, leather, fleece, plastic surfaces, glass, ceramics, mineral building materials, such as cement blocks and fiber cement boards, and in particular of metals or coated metals.
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • PC polycarbonate
  • the antimicrobial, radiation-curable coating compositions according to the invention are suitable for coating medical devices and objects, for example laboratory tables, operating tables, work surfaces and device surfaces.
  • NIR radiation here electromagnetic radiation in the wavelength range of 760 nm to 2.5 ⁇ , preferably from 900 to 1500 nm is designated.
  • This different chronological course of the curing can be utilized in particular if the coating of the article is followed by a processing step in which the film surface comes into direct contact with another object or is mechanically processed.
  • Analogous cultures are prepared for testing
  • E. coli ATCC 8739: preculture 100% DSM 1 medium (nutrient medium without agar), main culture 5% DSM 1 medium
  • P. aeruginosa ATCC 15442 (incubation at 30 ° C): preculture 100% DSM 546 medium (LC medium), major culture 10% DSM 546 medium
  • 500 ⁇ _ the main culture bacteria are according to the manufacturer's recommendation with 1, 5 to 9 ⁇ _ SY fluorescent dye and 1, 5 ⁇ _ propidium iodide fluorescent dye (film Tracer TM LIVE / DEAD ® Viability Kit biofilm, Fa. Invitrogen) stained.
  • 10 ⁇ _ of this bacterial suspension are placed on the surface to be examined and covered with a coverslip. In this case, an approximately 30 ⁇ thick homogeneous liquid film is formed.
  • the test substrates are incubated for up to 2 hours at 37 ° C in the dark. After this time,> 95% of living bacterial cells are found on untreated reference substrates (eg pure glass).
  • the test substrates are examined on a Leica DMI6000 B microscope with the cover glass oriented toward the objective. On each test substrate, 15 predefined positions are automatically approached and images are recorded in the three channels phase contrast (P), red (R) and green (G). The absorbance and emission wavelengths in the fluorescence channels are matched to the dyes used. Bacteria with an intact cell membrane (live) are detected in the green channel, bacteria with a defective cell membrane (dead) are detected in the red channel. The sum of all bacteria is detected in the phase contrast channel. For each of the 15 digits the number of bacteria in all 3 channels is counted. The percentage of dead bacteria is calculated either from the numbers in R / (R + G) or, if in the green channel background fluorescence is observed from R / P. The percentage of dead bacteria is averaged over the 15 digits and output as a result.
  • P phase contrast
  • R red
  • G green
  • Example 1 50 parts of octadecyl-dimethyl- (trimethoxysilyl) propyl ammonium chloride and 50 parts of butanediol monoacrylate with 2 parts of Irgacure ® 500 was added, applied to slides at a thickness of about 25 ⁇ dry film thickness, and under a nitrogen atmosphere with ca. 1400 mJ / cm 2 cured in an IST exposure system. Subsequently, the slides were thermally cured for 30 min at 100 ° C.
  • Examples 1 and 2 show paints not only with an extremely strong, but also with an extremely rapid antimicrobial effect.
  • the antimicrobial properties do not change significantly.
  • Example 4 A mixture of 7 parts of octadecyldimethyl- (trimethoxysilyl) -propyl-ammonium chloride and 7 parts of butanediol monoacrylate with 68 parts of a urethane acrylate prepared by reacting a trifunctional isocyanurate based on 1,6-hexamethylene diisocyanate (Basonat® Hl 100, BASF SE) with 2 moles of hydroxyethyl acrylate and 1 mole of aminopropyltriethoxysilane (based on NCO groups), and another 18 parts of produced butanediol monoacrylate and mixed with 2 parts of Irgacure® 500, applied to microscope slides in a thickness of about 25 ⁇ dry film thickness and under Nitrogen atmosphere with about 1400 mJ / cm 2 cured in an IST exposure system. Subsequently, the slides were thermally cured for 30 min at 100 ° C.
  • Comparative Example 4 shows that methacrylic acid instead of the reactive diluent (B) shows no effect according to the invention.

Abstract

The present invention relates to a radiation-curable anti-microbial coating compound, to a method for producing the same and to the use thereof.

Description

Strahlungshärtbare antimikrobielle Beschichtungsmasse  Radiation curable antimicrobial coating
Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft strahlungshärtbare antimikrobielle Beschichtungsmasse, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung. Description: The present invention relates to radiation-curable antimicrobial coating compositions, to a process for their preparation and to their use.
Aus WO 2008/131715 sind silanfunktionelle Umsetzungsprodukte von Diolen mit Isocyanatop- ropyltriethoxysilan bekannt, die in Beschichtungsmassen zu leicht reinigbaren Beschichtungen führen. WO 2008/131715 discloses silane-functional reaction products of diols with isocyanato-propyltriethoxysilane, which lead to easily cleanable coatings in coating compositions.
WO 2008/132045 beschreibt Verbindungen, die mindestens eine quaternäre Ammoniumgruppe und mindestens eine (Meth)acrylatgruppe tragen. Derartige Verbindungen werden in strahlungshärtbare Beschichtungsmassen eingesetzt und führen zu bioziden Beschichtungen. WO 2008/132045 describes compounds which carry at least one quaternary ammonium group and at least one (meth) acrylate group. Such compounds are used in radiation-curable coating compositions and lead to biocidal coatings.
WO 2008/31596 beschreibt Beschichtungsmassen zur Herstellung von strahlungshärtbaren medizinischen Beschichtungen, in denen hydrophile multifunktionelle (Meth)acrylamide eingesetzt werden. Um antimikrobielle Eigenschaften zu erzielen müssen diesen Beschichtungsmassen antimikrobiell wirkende Verbindungen zugesetzt werden. WO 2008/31596 describes coating compositions for the production of radiation-curable medical coatings in which hydrophilic multifunctional (meth) acrylamides are used. In order to achieve antimicrobial properties, antimicrobial compounds must be added to these coating compositions.
Aus DE 19921904 sind Verbindungen für antimikrobielle Beschichtungsmassen bekannt, die Silylgruppen und (Meth)acrylatgruppen aufweisen. From DE 19921904 compounds for antimicrobial coating compositions are known which have silyl groups and (meth) acrylate groups.
Aus DE 19700081 sind strahlungshärtbare, antimikrobielle Beschichtungsmassen bekannt aus silylierten (Meth)Acrylaten, Cinnamoylethyl(meth)acrylat, weiteren strahlungshärtbaren Monomeren, wie beispielsweise (Meth)acrylaten sowie Ammoniumverbindungen. Nachteilig ist, daß die Wirkung der antimikrobiellen Beschichtungsmassen relativ schwach ist und überwiegend lediglich auf einer antiadhäsiven statt einer bioziden Wirkung beruht. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, strahlungshärtbare Beschichtungsmassen zur Verfügung zu stellen, die mit einer schnellen und möglichst vollständigen antimikrobiellen Wirkung ausgestaltet werden können und gleichzeitig Beschichtungen mit guten Lackeigenschaften ergeben. Die Aufgabe wurde gelöst durch antimikrobielle strahlungshärtbare Beschichtungsmasse, enthaltend From DE 19700081 radiation-curable, antimicrobial coating compositions are known from silylated (meth) acrylates, cinnamoylethyl (meth) acrylate, other radiation-curable monomers, such as (meth) acrylates and ammonium compounds. The disadvantage is that the effect of the antimicrobial coating compositions is relatively weak and predominantly based solely on an anti-adhesive instead of a biocidal effect. The object of the present invention was to provide radiation-curable coating compositions which can be designed with a fast and as complete as possible antimicrobial action and at the same time give coatings with good coating properties. The object has been achieved by antimicrobial radiation-curable coating composition containing
-(A) mindestens eine Verbindung mit mindestens einer quartären Ammoniumgruppe, substituiert durch vier Reste, die in Summe mindestens 12 Kohlenstoffatome aufweisen, von de- nen mindestens ein, bevorzugt zwei Reste jeweils eine Hydroxygruppe oder jeweils eine(A) at least one compound having at least one quaternary ammonium group substituted by four radicals having in total at least 12 carbon atoms, of which at least one, preferably two, radicals each have one hydroxy group or one each
Alkoxysilangruppe tragen, Wear alkoxysilane group,
-(B) mindestens einen Reaktivverdünner, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydro- xyalkyl(meth)acrylaten und N-Vinyllactamen, (B) at least one reactive diluent selected from the group consisting of hydroxyalkyl (meth) acrylates and N-vinyllactams,
-(C) optional mindestens einen anderen Reaktivverdünner als (B), (C) optionally at least one reactive diluent other than (B),
-(D) optional mindestens einen Photoinitiator und -(E) optional mindestens ein weiteres Lackadditiv. - (D) optionally at least one photoinitiator and - (E) optionally at least one further paint additive.
Die erfindungsgemäßen strahlungshärtbaren antimikrobiellen Beschichtungsmassen zeigen eine starke und schnelle antimikrobielle Wirkung, die über einen längeren Zeitraum anhält, bei gleichzeitig guten Lackeigenschaften, insbesondere Härte, der mit ihnen erhaltenen Beschich- tungen. The radiation-curable antimicrobial coating compositions according to the invention exhibit a strong and rapid antimicrobial action, which persists over a relatively long period of time, with simultaneously good coating properties, in particular hardness, of the coatings obtained therefrom.
Bei der mindestens einen Verbindung (A), handelt es sich um solche, die mindestens eine quar- täre Ammoniumgruppe, substituiert durch vier Reste, die in Summe mindestens 12 Kohlenstoff- atome aufweisen, enthalten, von denen mindestens einer der Reste jeweils eine Hydroxygruppe oder jeweils eine Alkoxysilangruppe trägt. The at least one compound (A), are those which contain at least one quaternary ammonium group substituted by four radicals having a total of at least 12 carbon atoms, of which at least one of the radicals in each case a hydroxy group or each carries an alkoxysilane group.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen zwei der vier Reste mindestens acht Kohlenstoffatome auf. In a preferred embodiment, two of the four radicals have at least eight carbon atoms.
Die Verbindungen (A) weisen bevorzugt ein bis vier, besonders bevorzugt ein bis drei, ganz besonders bevorzugt ein bis zwei und insbesondere genau eine quartäre Ammoniumgruppe auf. Verbindungen (A) werden unterschieden in solche Verbindungen (A1 ), die mindestens einen, bevorzugt zwei Reste aufweisen, die jeweils eine Hydroxygruppe tragen und Verbindungen (A2), die mindestens einen, bevorzugt zwei Reste aufweisen, die jeweils eine Alkoxysilangruppe tragen. "Quartäre Ammoniumgruppen" im Sinne der vorliegenden Schrift sind solche, die von Kohlenwasserstoffresten und Spacern mit mindestens einer Hydroxygruppe bzw. Alkoxysilangruppe substituiert sind. Die Anzahl der Kohlenstoffatome in diesen quartäre Ammoniumgruppen bestimmt sich aus der Summe der Kohlenstoffatome in den Kohlenwasserstoffresten sowie der Kohlenstoffatome im Spacer, wobei hier nur die Kohlenstoffatome zwischen dem Stickstoffatom der quartären Ammoniumgruppe und dem ersten Heteroatom in der Kette berücksichtigt werden. The compounds (A) preferably have one to four, particularly preferably one to three, very particularly preferably one to two and in particular exactly one quaternary ammonium group. Compounds (A) are distinguished into those compounds (A1) which have at least one, preferably two, radicals which each carry a hydroxyl group and compounds (A2) which have at least one, preferably two, radicals which each carry an alkoxysilane group. "Quaternary ammonium groups" in the sense of the present specification are those which are substituted by hydrocarbon radicals and spacers having at least one hydroxyl group or alkoxysilane group. The number of carbon atoms in these quaternary ammonium groups is determined from the sum of the carbon atoms in the hydrocarbon radicals and the carbon atoms in the spacer, taking into account only the carbon atoms between the nitrogen atom of the quaternary ammonium group and the first heteroatom in the chain.
Der Spacer umfaßt mindestens ein Kohlenstoffatom, bevorzugt mindestens zwei Kohlenstoffatome. The spacer comprises at least one carbon atom, preferably at least two carbon atoms.
In der Regel ist der Spacer nicht länger als zehn Kohlenstoffatome, bevorzugt nicht länger als sechs Kohlenstoffatome und ganz besonders bevorzugt nicht länger als vier Kohlenstoffatome. In general, the spacer is not longer than ten carbon atoms, preferably not longer than six carbon atoms, and most preferably not longer than four carbon atoms.
Umfaßt die quartäre Ammoniumgruppe beispielsweise einen Ring, so werden die Kohlenstoff- atome des Ringes selbstverständlich nur einfach einberechnet. If, for example, the quaternary ammonium group comprises a ring, the carbon atoms of the ring are of course only simply calculated.
Bevorzugte Verbindungen (A1 ) sind solche mit zwei Hydroxygruppen. Besonders bevorzugt sind Bis (2-hydroxyethyl) alkyl methyl ammoniumsalze, Bis (2-hydroxypropyl) alkyl methyl am- moniumsalze, Bis (2-hydroxyethyl) alkyl benzyl ammoniumsalze und Bis (2-hydroxypropyl) alkyl benzyl ammoniumsalze, in denen der Alkylrest bevorzugt mindestens 6, besonders bevorzugt mindestens 8 und ganz besonders bevorzugt mindestens 12 Kohlenstoffatome umfaßt. Des weiteren sind die weiter ein bis fünfzigfach, bevorzugt zwei bis dreißigfach und besonders be- vorzugt vier bis zwanzigfach mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, bevorzugt nur mit Ethylen- oxid umgesetzten Produkte solcher Verbindungen bevorzugt. Preferred compounds (A1) are those having two hydroxy groups. Particular preference is given to bis (2-hydroxyethyl) alkyl methyl ammonium salts, bis (2-hydroxypropyl) alkyl methyl ammonium monium salts, bis (2-hydroxyethyl) alkyl benzyl ammonium salts and bis (2-hydroxypropyl) alkyl benzyl ammonium salts, in which the alkyl radical preferably comprises at least 6, more preferably at least 8 and most preferably at least 12 carbon atoms. Furthermore, the further one to fifty times, preferably two to thirty times and particularly preferably four to twenty times with ethylene oxide and / or propylene oxide, preferably reacted only with ethylene oxide products of such compounds are preferred.
In einer bevorzugten Ausführungsform für Verbindungen (A2) weist die quartäre Ammoniumgruppe die folgende Formel (I) auf In a preferred embodiment for compounds (A2), the quaternary ammonium group has the following formula (I)
R1R2R3N+ - R4 - worin R1, R2 und R3 jeweils unabhängig voneinander 1 bis 20, bevorzugt ein bis 15 Kohlenstoffatome aufweisende Alkylgruppen, 6 bis 14, bevorzugt 6 bis 10, besonders bevorzugt 6 Kohlenstoffatome aufweisende Arylgruppen oder 7 bis 20, bevorzugt 7 bis 15, besonders bevorzugt 7 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisende Aralkylgruppen, wobei zwei der Reste R1 bis R3 auch gemeinsam Bestandteil eines Ringes sein können, und R 1 R 2 R 3 N + - R 4 - wherein R 1 , R 2 and R 3 are each independently 1 to 20, preferably one to 15 carbon atoms having alkyl groups, 6 to 14, preferably 6 to 10, particularly preferably 6 carbon atoms Aryl groups or 7 to 20, preferably 7 to 15, particularly preferably 7 to 10 carbon atoms having aralkyl groups, where two of the radicals R 1 to R 3 may also be part of a ring together, and
R4 ein 1 bis 10, bevorzugt 2 bis 6, besonders bevorzugt 2 bis 4 Kohlenstoffatome aufweisender zweibindiger Kohlenwasserstoffrest R 4 is a 1 to 10, preferably 2 to 6, particularly preferably 2 to 4 carbon atoms containing divalent hydrocarbon radical
bedeuten. mean.
Beispiele für 1 bis 20 Kohlenstoffatome aufweisende Alkylgruppen sind Methyl, Ethyl, iso-Pro- pyl, n-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sek-Butyl, tert-Butyl, n-Hexyl, n-Heptyl, 2-Ethylhexyl, n-Octyl, n-Decyl, 2-Propylheptyl, n-Dodecyl, iso-Tridecyl, n-Tetradecyl, n-Hexadecyl, n-Octadecyl und n-Eicosyl. Examples of alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms are methyl, ethyl, isopropyl, n-propyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-hexyl, n-heptyl, 2-ethylhexyl , n-octyl, n-decyl, 2-propylheptyl, n-dodecyl, iso-tridecyl, n-tetradecyl, n-hexadecyl, n-octadecyl and n-eicosyl.
Beispiele für 6 bis 14 Kohlenstoffatome aufweisende Arylgruppen sind Phenyl, α-Napththyl und ß-Napththyl. Examples of aryl groups having 6 to 14 carbon atoms are phenyl, α-naphthyl and β-naphthyl.
Beispiele für 7 bis 20 Kohlenstoffatome aufweisende Aralkylgruppen sind Benzyl, Phenethyl, 3-Phenylpropyl, 4-Phenylbutyl und 6-Phenylhexyl. Beispiele für 1 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisender zweibindiger Kohlenwasserstoffreste sind 1 ,2-Ethylen, 1 ,2-Propylen, 1 ,3-Propylen, 1 ,2-Butylen, 1 ,3-Butylen, 1 ,4-Butylen, 1 ,6-Hexylen, 2-Methyl-1 ,3-Propylen, 2-Ethyl-1 ,3-Propylen, 2,2-Dimethyl-1 ,3-Propylen, 1 ,8-Octylen und 1 ,10-Decylen. Bevorzugt handelt es sich bei den Resten R1 bis R3 unabhängig voneinander jeweils um Alkylgruppen. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die Gruppen R1 bis R4 in den quartären Ammoniumgruppen der Formel (I) in Summe mindestens 12 Kohlenstoffatome, bevorzugt mindestens 14, besonders bevorzugt mindestens 16 und ganz besonders bevorzugt mindestens 18 Kohlenstoffatome auf. Examples of aralkyl groups having from 7 to 20 carbon atoms are benzyl, phenethyl, 3-phenylpropyl, 4-phenylbutyl and 6-phenylhexyl. Examples of divalent hydrocarbon radicals having 1 to 10 carbon atoms are 1, 2-ethylene, 1, 2-propylene, 1, 3-propylene, 1, 2-butylene, 1, 3-butylene, 1, 4-butylene, 1, 6 Hexylene, 2-methyl-1,3-propylene, 2-ethyl-1,3-propylene, 2,2-dimethyl-1,3-propylene, 1,8-octylene and 1, 10-decylene. The radicals R 1 to R 3 are each, independently of one another, in each case alkyl groups. In a preferred embodiment of the present invention, the groups R 1 to R 4 in the quaternary ammonium groups of the formula (I) in total have at least 12 carbon atoms, preferably at least 14, more preferably at least 16 and most preferably at least 18 carbon atoms.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist dabei mindestens einer, bevorzugt genau einer der Reste R1 bis R3 mindestens 10 und bevorzugt mindestens 12 Kohlenstoffatome auf. In a further preferred embodiment, at least one, preferably exactly one of the radicals R 1 to R 3 has at least 10 and preferably at least 12 carbon atoms.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist dabei einer der Reste R1 bis R3 mindes- tens 10 und bevorzugt mindestens 12 Kohlenstoffatome und die beiden anderen jeweils nicht mehr als 4, bevorzugt nicht mehr als 2 Kohlenstoffatome auf. In a further preferred embodiment, one of the radicals R 1 to R 3 has at least 10 and preferably at least 12 carbon atoms and the other two in each case not more than 4, preferably not more than 2, carbon atoms.
Die Verbindungen (A) weisen bevorzugt eine Dichte an Ammoniumgruppen von mindestens 0,5 mol pro 1000g auf, besonders bevorzugt von 0,5 bis 3,5 und ganz besonders bevorzugt von 1 ,5 bis 3 mol pro 1000g auf. The compounds (A) preferably have a density of ammonium groups of at least 0.5 mol per 1000 g, particularly preferably from 0.5 to 3.5 and very particularly preferably from 1.5 to 3 mol per 1000 g.
Komponenten (A2) Components (A2)
Die mindestens eine, beispielsweise ein bis vier, bevorzugt ein bis drei, besonders bevorzugt ein bis zwei und ganz besonders bevorzugt genau eine Verbindung (A2) weist mindestens eine, beispielsweise ein bis drei, bevorzugt ein bis zwei und besonders bevorzugt genau eine gegenüber Hydroxygruppen reaktive Gruppe und mindestens eine, beispielsweise ein bis vier, bevorzugt ein bis drei, besonders bevorzugt ein bis zwei und ganz besonders bevorzugt genau eine quartäre Ammoniumgruppe auf. The at least one, for example one to four, preferably one to three, particularly preferably one to two and very particularly preferably exactly one compound (A2) has at least one, for example one to three, preferably one to two and particularly preferably exactly one hydroxyl-reactive Group and at least one, for example one to four, preferably one to three, more preferably one to two and most preferably exactly one quaternary ammonium group on.
Besonders bevorzugte Verbindungen (A2) sind solche der Formel (II) Particularly preferred compounds (A2) are those of the formula (II)
R R2R3N+ - R4 - Y worin RR 2 R 3 N + - R 4 - Y wherein
R1 bis R4 die oben genannten Bedeutungen haben und R 1 to R 4 have the meanings given above, and
Y eine Alkoxysilangruppe. Bevorzugte Verbindungen (A2) sind Octadecyl-dimethyl-[3-( tris alkyloxysilyl)-propyl]-ammo- nium, Octadecyl-dimethyl-[2-( tris alkyloxysilyl)-ethyl]-ammonium, Hexadecyl-dimethyl-[3-( tris alkyloxysilyl)-propyl]-ammonium, Hexadecyl-dimethyl-[2-( tris alkyloxysilyl)-ethyl]-ammonium, Tetradecyl-dimethyl-[3-( tris alkyloxysilyl)-propyl]-ammonium, Tetradecyl-dimethyl-[2-( tris alky- loxysilyl)-ethyl]-ammonium, Dodecyl-dimethyl-[3-( tris alkyloxysilyl)-propyl]-ammonium, Dodecyl- dimethyl-[2-(tris alkyloxysilyl)-ethyl]-ammonium, Decyl-dimethyl-[3-( tris alkyloxysilyl)-propyl]- ammonium und Decyl-dimethyl-[2-( tris alkyloxysilyl)-ethyl]-ammonium, wobei als Gegenionen für die Ammoniumgruppen jeweils Chlorid, Bromid, lodid, Tosylat, Sulfat, Hydrogensulfat, Phosphat, Hydrogenphosphat, Dihydrogenphosphat, Sulfonat und Hydrogensulfonat dienen können. Y is an alkoxysilane group. Preferred compounds (A2) are octadecyl-dimethyl- [3- (tris-alkyloxysilyl) -propyl] -ammonium, octadecyl-dimethyl- [2- (tris-alkyloxysilyl) -ethyl] -ammonium, hexadecyl-dimethyl- [3- ( tris-alkyloxysilyl) -propyl] -ammonium, hexadecyl-dimethyl- [2- (tris-alkyloxysilyl) -ethyl] -ammonium, tetradecyl-dimethyl- [3- (tris-alkyloxysilyl) -propyl] -ammonium, tetradecyl-dimethyl- [2- (trisalkyloxysilyl) ethyl] ammonium, dodecyldimethyl [3- (trisalkyloxysilyl) -propyl] -ammonium, dodecyldimethyl- [2- (trisalkyloxysilyl) -ethyl] -ammonium, decyldimethyl- [3- (tris-alkyloxysilyl) -propyl] -ammonium and decyl-dimethyl- [2- (tris-alkyloxysilyl) -ethyl] -ammonium, where the counterions for the ammonium groups are in each case chloride, bromide, iodide, tosylate, sulfate, hydrogensulfate, Phosphate, hydrogen phosphate, dihydrogen phosphate, sulfonate and hydrogen sulfonate can serve.
Dabei ist es in der Regel ausreichend, wenn eine Silylgruppe mit mindestens einem Alkoxyrest substituiert ist, beispielsweise ein bis drei, bevorzugt zwei oder drei und ganz besonders bevorzugt mit drei. In this case, it is generally sufficient if a silyl group is substituted by at least one alkoxy radical, for example one to three, preferably two or three and very particularly preferably three.
Dabei handelt es sich bevorzugt um Tris(alkyloxy)silylgruppen oder Alkyl bis(alkyloxy)silyl- gruppen, besonders bevorzugt um Tris(Ci-C4-alkyloxy)silylgruppen oder Ci-C4-Alkyl bis(Ci-C4- alkyloxy)silylgruppen. These are preferably tris (alkyloxy) silyl groups or alkylbis (alkyloxy) silyl groups, particularly preferably tris (C 1 -C 4 -alkyloxy) silyl groups or C 1 -C 4 -alkyl bis (C 1 -C 4 -alkyloxy) silyl groups ,
Besonders bevorzugt handelt es sich um Diethoxymethylsilyl, Dimethoxymethylsilyl, Methoxy- dimethylsilyl, Ethoxydimethylsilyl, Phenoxydimethylsilyl, Triethoxysilyl oder Trimethoxysilylgrup- pen. Particular preference is given to diethoxymethylsilyl, dimethoxymethylsilyl, methoxydimethylsilyl, ethoxydimethylsilyl, phenoxydimethylsilyl, triethoxysilyl or trimethoxysilyl groups.
Bevorzugte Verbindungen (A2) sind solche der Formel (IV) Preferred compounds (A2) are those of the formula (IV)
R R2R3N+ - R4 - Si(OR7)3 worin RR 2 R 3 N + - R 4 - Si (OR 7 ) 3 wherein
R1 bis R4 die obigen Bedeutungen hat und R 1 to R 4 have the above meanings and
R7 Ci - C6-Alkyl, bevorzugt Ci - C4-Alkyl, besonders bevorzugt Methyl, Ethyl, n-Propyl, tertiär.- Butyl und n-Butyl, ganz besonders bevorzugt Methyl, Ethyl und n-Butyl und insbesondere Me- thyl R 7 is C 1 -C 6 -alkyl, preferably C 1 -C 4 -alkyl, particularly preferably methyl, ethyl, n-propyl, tert-butyl and n-butyl, very particularly preferably methyl, ethyl and n-butyl and in particular methyl
bedeutet. means.
Bevorzugte Verbindungen (A2) sind 3-Ammonium propyl siloxane und 2-Ammonium ethyl silo- xane, wobei die Ammoniumgruppen jeweils wie oben definiert sind. Preferred compounds (A2) are 3-ammonium-propyl-siloxanes and 2-ammonium-ethylsiloxanes, where the ammonium groups are each as defined above.
Komponenten (B) und (C) Components (B) and (C)
Die erfindungsgemäße Mischung der Verbindungen (A) enthält wenigstens einen Reaktivverdünner (B) sowie optional mindestens einen weiteren Reaktivverdünner (C), der ein anderer als (B) ist. The mixture according to the invention of the compounds (A) comprises at least one reactive diluent (B) and optionally at least one further reactive diluent (C) which is other than (B).
Verbindungen (B) und (C) sind solche, wie sie üblicherweise als Reaktivverdünner eingesetzt werden. Dazu zählen z. B. die Reaktivverdünner, wie sie in P.K.T. Oldring (Herausgeber), Chemistry & Technology of UV & EB Formulations for Coatings, Inks & Paints, Vol. II, Chapter III: Reactive Diluents for UV & EB Curable Formulations, Wiley and SITA Technology, London 1997 beschrieben sind. Reaktivverdünner sind beispielsweise Ester der (Meth)acrylsäure mit Alkoholen, die 1 bis 20 C-Atome aufweisen, z.B. (Meth)acrylsäuremethylester, (Meth)acrylsäureethyl-ester, Compounds (B) and (C) are those usually used as reactive diluents. These include z. The reactive diluents as described in PKT Oldring (publisher), Chemistry & Technology of UV & EB Formulations for Coatings, Inks & Paints, Vol. II, Chapter III: Reactive Diluents for UV & EB Curable Formulations, Wiley and SITA Technology, London 1997 are described. Reactive diluents are, for example, esters of (meth) acrylic acid with alcohols which have 1 to 20 C atoms, for example methyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid ethyl ester,
(Meth)acrylsäurebutylester, (Meth)acrylsäure-2-ethylhexylester, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 4-Hydroxybutylacrylat , Dihydrodicyclopentadienylacrylat. (Meth) acrylic acid butyl ester, (meth) acrylic acid 2-ethylhexyl ester, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, dihydrodicyclopentadienyl acrylate.
Verbindungen mit mindestens zwei radikalisch polymerisierbare C=C-Doppel-bindungen: Dazu zählen insbesondere die Diester und Polyester der zuvorgenannten α,β-ethylenisch ungesättigten Mono- und/oder Dicarbonsäuren mit Diolen oder Poly-olen. Besonders bevorzugt sind He- xandioldiacrylat, Hexandioldimethacrylat, Octandioldiacrylat, Octandioldimethacrylat, Nonandi- oldiacrylat, Nonandioldimethacrylat, Decandioldiacrylat, Decandioldimethacrylat, Pentaerythrit- diacrylat, Dipentaerythrittetraacrylat, Dipentaerythrittriacrylat, Pentaerythrittetraacrylat, etc. Bevorzugt sind auch die Ester alkoxylierter Polyole, mit α,β-ethylenisch ungesättigten Mono- und/oder Dicarbonsäuren wie z. B. die Polyacrylate oder -methacrylate von alkoxyliertem Trime- thylolpropan, Glycerin oder Pentaerythrit. Geeignet sind weiterhin die Ester alicylischer Di- ole, wie Cyclohexandioldi(meth)acrylat und Bis(hydroxymethyl-ethyl)cyclohexan-di(meth)acrylat. Weitere geeignete Reaktivverdünner sind Trimethylolpropanmono-formalacrylat, Glycerinfor- malacrylat, 4-Tetrahydropyranylacrylat, 2-Tetrahydropyranyl-methacrylat und Tetra hydrofurf u- rylacrylat. Weitere geeignete Reaktivverdünner sind beispielsweise Polyether(meth)acrylate. Compounds having at least two free-radically polymerizable C =C double bonds: These include in particular the diesters and polyesters of the abovementioned α, β-ethylenically unsaturated mono- and / or dicarboxylic acids with diols or polyols. Particular preference is given to hexanediol diacrylate, hexanediol dimethacrylate, octanediol diacrylate, octanediol dimethacrylate, nonanedioldiacrylate, nonanediol dimethacrylate, decanediol diacrylate, decanediol dimethacrylate, pentaerythritol diacrylate, dipentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, etc. The esters of alkoxylated polyols with α, β-ethylenically unsaturated are also preferred Mono- and / or dicarboxylic acids such. As the polyacrylates or methacrylates of alkoxylated trimethylolpropane, glycerol or pentaerythritol. Also suitable are the esters of alicyclic diols, such as cyclohexanediol di (meth) acrylate and bis (hydroxymethyl-ethyl) cyclohexane-di (meth) acrylate. Further suitable reactive diluents are trimethylolpropane mono-formal acrylate, glycerol maleate, 4-tetrahydropyranyl acrylate, 2-tetrahydropyranyl methacrylate and tetrahydrofurfuryl acrylate. Other suitable reactive diluents are, for example, polyether (meth) acrylates.
Bevorzugt handelt es sich bei Polyether(meth)acrylaten um (Meth)Acrylate von ein- bis zwanzigfach und besonders bevorzugt drei- bis zehnfach ethoxyliertem, propoxyliertem oder gemischt ethoxyliertem und propoxyliertem und insbesondere ausschließlich ethoxyliertem Neo- pentylglykol, Trimethylolpropan, Trimethylolethan oder Pentaerythrit. Polyether (meth) acrylates are preferably (meth) 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 neopentyl glycol, trimethylolpropane, trimethylolethane or pentaerythritol.
Darüberhinaus kann ein- bis zwanzigfach und besonders bevorzugt drei- bis zehnfach ethoxy- liertes, propoxyliertes oder gemischt ethoxyliertes und propoxyliertes und insbesondere ausschließlich ethoxyliertes Glycerin eingesetzt werden. In addition, one to twenty times and more preferably three to ten times ethoxylated, propoxylated or mixed ethoxylated and propoxylated and in particular exclusively ethoxylated glycerol can be used.
Bevorzugte multifunktionelle, polymerisationsfähige Verbindungen sind Ethylenglykoldiacrylat, 1 ,2-Propandioldiacrylat, 1 ,3-Propandioldiacrylat, 1 ,4-Butandioldiacrylat, 1 ,6-Hexandioldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Pentaerythrittetraacrylat, Polyestepolyolenacrylate, Polyetherolac- rylate und Triacrylat von ein- bis zwanzigfach alkoxyliertem, besonders bevorzugt ethoxyliertem Trimethylolpropan. Preferred multifunctional, polymerizable compounds 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 from one to twenty times alkoxylated, most preferably ethoxylated trimethylolpropane.
Polyether(meth)acrylate können ferner (Meth)acrylate von Poly-THF mit einem Molgewicht zwischen 162 und 2000, Poly-1 ,3-propandiol mit einem Molgewicht zwischen 134 und 2000 oder Polyethylenglykol mit einem Molgewicht zwischen 238 und 2000 sein. Polyether (meth) acrylates may also be (meth) acrylates of polyTHF having a molecular weight between 162 and 2000, poly-1,3-propanediol having a molecular weight between 134 and 2,000, or polyethylene glycol having a molecular weight between 238 and 2,000.
Die Verbindungen (B) sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxyalkyl(meth)acry- laten und N-Vinyllactamen, bevorzugt handelt es sich um Hydroxyalkyl(meth)acrylate. Bei Hydroxyalkyl(meth)acrylaten als Verbindungen (B) handelt es sich beispielsweise um Verbindungen mit mindestens einer, bevorzugt genau einer Hydroxygruppe und mindestens einer, beispielsweise 1 bis 5, bevorzugt 1 bis 4, besonders bevorzugt 1 bis 3, ganz besonders bevorzugt 1 oder 2 und insbesondere genau einer (Meth)acrylatgruppe, bevorzugt um ω-Hydroxyal- kyl(meth)acrylate oder ((j0-1 )-Hydroxyalkyl(meth)acrylate, bevorzugt (jo--Hydroxyalkyl(meth)- acrylate. The compounds (B) are selected from the group consisting of hydroxyalkyl (meth) acrylates and N-vinyllactams, they are preferably hydroxyalkyl (meth) acrylates. Hydroxyalkyl (meth) acrylates as compounds (B) are, for example, compounds having at least one, preferably exactly one hydroxyl group and at least one, for example 1 to 5, preferably 1 to 4, particularly preferably 1 to 3, very particularly preferably 1 or 2 and in particular exactly one (meth) acrylate group, preferably ω-hydroxyalkyl (meth) acrylates or ((j0-1) -hydroxyalkyl (meth) acrylates, preferably (jo-hydroxyalkyl (meth) acrylates.
Besonders bevorzugte Hydroxyalkyl(meth)acrylate (B) sind solche der Formel H2C=C(R9)COO-R8-OH, worin Particularly preferred hydroxyalkyl (meth) acrylates (B) are those of the formula H 2 C =C (R 9 ) COO-R 8 -OH in which
R9 Wasserstoff oder Methyl, bevorzugt Wasserstoff und R 9 is hydrogen or methyl, preferably hydrogen and
R8 einen einen 2 bis 10, bevorzugt 2 bis 6, besonders bevorzugt 2 bis 4 Kohlenstoffatome aufweisenden zweibindigen Kohlenwasserstoffrest bedeuten. R 8 is a 2 to 10, preferably 2 to 6, more preferably 2 to 4 carbon atoms having divalent hydrocarbon radical.
Bevorzugte Reste R8 sind beispielsweise lineares oder verzweigtes Alkylen, z.B. 1 ,2-Ethylen, 1 ,2- oder 1 ,3-Propylen, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Butylen, 1 ,1 -Dimethyl-1 ,2-ethylen oder 1 ,2-Dimethyl- 1 ,2-ethylen, 1 ,5-Pentylen, 1 ,6-Hexylen, 1 ,8-Octylen, 1 ,10-Decylen, oder 1 ,12-Dodecylen. Bevorzugt sind 1 ,2-Ethylen, 1 ,2- oder 1 ,3-Propylen, 1 ,4-Butylen und 1 ,6-Hexylen, besonders be- vorzugt 1 ,2-Ethylen, 1 ,2- oder 1 ,3-Propylen, ganz besonders bevorzugt 1 ,2-Ethylen und 1 ,2- Propylen und insbesondere 1 ,2-Ethylen. Preferred radicals R 8 are, for example, linear or branched alkylene, for example 1, 2-ethylene, 1, 2 or 1, 3-propylene, 1, 2, 1, 3 or 1, 4-butylene, 1, 1-dimethyl -1, 2-ethylene or 1, 2-dimethyl-1, 2-ethylene, 1, 5-pentylene, 1, 6-hexylene, 1, 8-octylene, 1, 10-decylene, or 1, 12-dodecylene. Preference is given to 1,2-ethylene, 1,2- or 1,3-propylene, 1,4-butylene and 1,6-hexylene, more preferably 1,2-ethylene, 1,2 or 1,3 Propylene, most preferably 1, 2-ethylene and 1, 2-propylene and in particular 1, 2-ethylene.
Bevorzugt handelt es sich bei der Verbindung (B) um 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxypropyl- acrylat, 3-Hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 4-Hy- droxybutyl acrylat, Pentaerythrittriacrylat oder Trimethylolpropandimethacrylat, besonders bevorzugt um 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat, 4- Hydro-xybutylacrylat oder 2-Hydroxyethylmethacrylat und ganz besonders bevorzugt um 4- Hydroxy-butylacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat oder 2- Hydroxyethylmethacrylat. Insbesondere ist die Verbindung (B) ausgewählt aus der Gruppe be- stehend aus 4-Hydroxy-butylacrylat und 2-Hydroxyethylmethacrylat. The compound (B) is preferably 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, pentaerythritol triacrylate or trimethylolpropane dimethacrylate, particularly preferably 2-hydroxyethyl acrylate , 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate or 2-hydroxyethyl methacrylate, and most preferably 4-hydroxy-butyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate or 2-hydroxyethyl methacrylate. In particular, the compound (B) is selected from the group consisting of 4-hydroxy-butyl acrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate.
Bei N-Vinyllactamen als Verbindungen (B) handelt es sich bevorzugt um N-vinlylierte Lactame mit fünf- bis zwoifgliedrigen Ringsystemen, bevorzugt fünf- bis zehngliedrigen besonders bevorzugt fünf- bis siebengliedrigen Ringsystemen. N-vinyllactams as compounds (B) are preferably N-involuted lactams with five to twelve ring systems, preferably five to ten membered ring systems, particularly preferably five to seven membered ring systems.
Bevorzugte N-Vinyllactame sind solche der Formel
Figure imgf000009_0001
Preferred N-vinyl lactams are those of the formula
Figure imgf000009_0001
worin wherein
R10 einen 2 bis 10, bevorzugt 2 bis 6, besonders bevorzugt 3 bis 5 Kohlenstoffatome aufwei- senden zweibindigen Kohlenwasserstoffrest R 10 is a divalent hydrocarbon radical having 2 to 10, preferably 2 to 6, particularly preferably 3 to 5, carbon atoms
bedeutet. means.
Bevorzugte Reste R11 sind beispielsweise lineares oder verzweigtes Alkylen, z.B. 1 ,2-Ethylen, 1 ,2- oder 1 ,3-Propylen, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Butylen, 1 ,1 -Dimethyl-1 ,2-ethylen oder 1 ,2-Dimethyl- 1 ,2-ethylen, 1 ,5-Pentylen, 1 ,6-Hexylen, 1 ,8-Octylen oder 1 ,10-Decylen. Bevorzugt sind 1 ,3-Propylen, 1 ,4-Butylen, 1 ,5-Pentylen, 1 ,5-Hexylen und 1 ,6-Hexylen, besonders bevorzugt 1 ,3-Propylen 1 ,4-Butylen und 1 ,5-Pentylen, ganz besonders bevorzugt 1 ,3-Propylen und 1 ,5-Pentylen. Preferred radicals R 11 are, for example, linear or branched alkylene, for example 1, 2-ethylene, 1, 2 or 1, 3-propylene, 1, 2, 1, 3 or 1, 4-butylene, 1, 1-dimethyl -1, 2-ethylene or 1,2-dimethyl-1,2-ethylene, 1,5-pentylene, 1,6-hexylene, 1,8-octylene or 1,10-decylene. Preference is given to 1,3-propylene, 1,4-butylene, 1,5-pentylene, 1,5-hexylene and 1,6-hexylene, more preferably 1,3-propylene, 1,4-butylene and 1,5-pentylene , very particularly preferably 1, 3-propylene and 1, 5-pentylene.
Bevorzugte N-Vinyllactame als Verbindungen (B) sind N-Vinylpyrrolidon oder N-Vinylcapro- lactam. Preferred N-vinyllactams as compounds (B) are N-vinylpyrrolidone or N-vinylcaprolactam.
Bei der Verbindung (B) kann es sich um eine einzelne Verbindung oder um ein Gemisch aus mehreren, beispielsweise bis zu vier, bevorzugt bis zu drei Verbindungen, besonders bevorzugt um ein oder zwei Verbindungen und ganz besonders bevorzugt um genau eine Verbindung handeln. The compound (B) may be a single compound or a mixture of several, for example up to four, preferably up to three compounds, more preferably one or two compounds and most preferably exactly one compound.
Optional kann mindestens ein Reaktivverdünner (C) anwesend sein, der ein anderer als der Reaktivverdünner (B) ist. Besonders bevorzugte Verbindungen (C) sind multifunktionelle (Meth)acrylate, also solche mit eine Funktionalität von mindestens 2, beispielsweise 2 bis 10, bevorzugt 2 bis 6, besonders bevorzugt 2 bis 5 und ganz besonders bevorzugt 2 bis 4. Optionally, at least one reactive diluent (C) may be present which is other than the reactive diluent (B). Particularly preferred compounds (C) are multifunctional (meth) acrylates, ie those having a functionality of at least 2, for example 2 to 10, preferably 2 to 6, more preferably 2 to 5 and most preferably 2 to 4.
Verbindungen (C), wie sie üblicherweise als Reaktivverdünner eingesetzt werden, sind dem Fachmann an sich bekannt. Dazu zählen z. B. die Reaktivverdünner, wie sie in P.K.T. Oldring (Herausgeber), Chemistry & Technology of UV & EB Formulations for Coatings, Inks & Paints, Vol. II, Chapter III: Reactive Diluents for UV & EB Curable Formulations, Wiley and SITA Technology, London 1997 beschrieben sind. Verbindungen mit mindestens zwei radikalisch polymerisierbare C=C-Doppel-bindungen: Dazu zählen insbesondere die Diester und Polyester der (Meth)acrylsäure mit Diolen oder Polyolen. Besonders bevorzugt sind 1 ,4-Butandioldi(meth)acrylat, 1 ,6-Hexandioldiacrylat, Hexandioldime- thacrylat, Octandioldiacrylat, Octandioldimethacrylat, Nonandioldiacrylat, Nonandioldimethac- rylat, Decandioldiacrylat, Decandioldimethacrylat, Diethylenglykoldi(meth)acrylat, Triethylengly- koldi(meth)acrylat, Dipropylenglykoldi(meth)acrylat, Tripropylenglykoldi(meth)acrylat, Pen- taerythritdiacrylat, Dipentaerythrittetraacrylat, Dipentaerythrittriacrylat, Pentaerythrittetraacrylat, etc. Compounds (C), as they are usually used as reactive diluents, are known per se to the person skilled in the art. These include z. The reactive diluents as described in PKT Oldring (publisher), Chemistry & Technology of UV & EB Formulations for Coatings, Inks & Paints, Vol. II, Chapter III: Reactive Diluents for UV & EB Curable Formulations, Wiley and SITA Technology, London 1997 are described. Compounds having at least two free-radically polymerizable C =C double bonds: These include in particular the diesters and polyesters of (meth) acrylic acid with diols or polyols. Particular preference is given to 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, hexanediol dimethacrylate, octanediol diacrylate, octanediol dimethacrylate, nonanediol diacrylate, nonanediol dimethacrylate, decanediol diacrylate, decanediol dimethacrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate , Dipropylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, pen- taerythritol diacrylate, dipentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, etc.
Bevorzugt sind auch die Ester alkoxylierter Polyole, mit (Meth)acrylsäure, wie z. B. die Polyac- rylate oder -methacrylate von je OH-Gruppe im statistischen Mittel ein- bis zehnfach, bevorzugt ein bis fünffach, besonders bevorzugt ein- bis dreifach und ganz besonders bevorzugt ein- bis zweifach alkoxyliertem, beispielsweise ethoxyliertem und/oder propoxyliertem, bevorzugt ethoxyliertem oder propoxyliertem und besonders bevorzugt ausschließlich ethoxyliertem Tri- methylolpropan, Glycerin oder Pentaerythrit. Also preferred are the esters of alkoxylated polyols, with (meth) acrylic acid, such as. B. the polyacrylates or methacrylates of each OH group on average one to ten times, preferably one to five times, particularly preferably one to three times and very particularly preferably one to two times alkoxylated, for example ethoxylated and / or propoxylated, preferably ethoxylated or propoxylated and particularly preferably exclusively ethoxylated trimethylolpropane, glycerol or pentaerythritol.
Geeignet sind weiterhin die Ester alicylischer Diole, wie Cyclohexandioldi(meth)acrylat und Bis(hydroxymethyl-ethyl)cyclohexan-di(meth)acrylat. Also suitable are the esters of alicyclic diols, such as cyclohexanediol di (meth) acrylate and bis (hydroxymethyl-ethyl) cyclohexane-di (meth) acrylate.
Weitere geeignete Reaktivverdünner sind beispielsweise Urethan(meth)acrylate, Epo- xy(meth)acrylate,Polyether(meth)acrylate, Polyester(meth)acrylate oder Polycarbo- nat(meth)acrylate. Further suitable reactive diluents are, for example, urethane (meth) acrylates, epoxy (meth) acrylates, polyether (meth) acrylates, polyester (meth) acrylates or polycarbonate (meth) acrylates.
Urethan(meth)acrylate Urethan(meth)acrylate sind z.B. erhältlich durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit Hydro- xyalkyl(meth)acrylaten oder -vinylethern und gegebenenfalls Kettenverlängerungsmitteln wie Diolen, Polyolen, Diaminen, Polyaminen oder Dithiolen oder Polythiolen. Urethane (meth) acrylates urethane (meth) acrylates are e.g. obtainable by reacting polyisocyanates with hydroxyalkyl (meth) acrylates or vinyl ethers and optionally chain extenders such as diols, polyols, diamines, polyamines or dithiols or polythiols.
Derartige Urethan(meth)acrylate enthalten als Aufbaukomponenten im wesentlichen: Such urethane (meth) acrylates contain as structural components essentially:
(1 ) mindestens ein organisches aliphatisches, aromatisches oder cycloaliphatisches Di- oder Polyisocyanat, (1) at least one organic aliphatic, aromatic or cycloaliphatic di- or polyisocyanate,
(2) mindestens eine Verbindung mit mindestens einer gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppe und mindestens einer radikalisch polymerisierbaren ungesättigten Gruppe, und (2) at least one compound having at least one isocyanate-reactive group and at least one radically-polymerizable unsaturated group, and
(3) gegebenenfalls mindestens eine Verbindung mit mindestens zwei gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppen. Die Urethan(meth)acrylate haben vorzugsweise ein zahlenmittleres Molgewicht Mn von 500 bis 20 000, insbesondere von 500 bis 10 000 besonders bevorzugt 600 bis 3000 g/mol (bestimmt durch Gelpermeationschromatographie mit Tetra hydrofu ran und Polystyrol als Standard). (3) optionally at least one compound having at least two isocyanate-reactive groups. The urethane (meth) acrylates preferably have a number average molecular weight M n of 500 to 20,000, in particular of 500 to 10,000, more preferably 600 to 3000 g / mol (determined by gel permeation chromatography with tetrahydrofuran and polystyrene as standard).
Die Urethan(meth)acrylate haben vorzugsweise einen Gehalt von 1 bis 5, besonders bevorzugt von 2 bis 4 Mol (Meth)acrylgruppen pro 1000 g Urethan(meth)acrylat. The urethane (meth) acrylates preferably have a content of 1 to 5, particularly preferably 2 to 4 moles of (meth) acrylic groups per 1000 g of urethane (meth) acrylate.
Besonders bevorzugte Urethan(meth)acrylate weisen eine mittlere Funktionalität von 1 ,5 bis 4,5 auf. Epoxid(meth)acrylate Particularly preferred urethane (meth) acrylates have an average functionality of 1.5 to 4.5. acrylates epoxy (meth)
Epoxid(meth)acrylate sind bevorzugt erhältlich durch Umsetzung von Epoxiden mit (Meth)acryl- säure. Als Epoxide in Betracht kommen z.B epoxidierte Olefine, aromatische Glycidylether oder aliphatische Glycidylether, bevorzugt solche von aromatischen oder aliphatischen Glycidyl- ethern. Epoxide (meth) acrylates are preferably obtainable by reacting epoxides with (meth) acrylic acid. Suitable epoxides are, for example, epoxidized olefins, aromatic glycidyl ethers or aliphatic glycidyl ethers, preferably those of aromatic or aliphatic glycidyl ethers.
Epoxidierte Olefine können beispielsweise sein Ethylenoxid, Propylenoxid, /so-Butylenoxid, 1 -Butenoxid, 2-Butenoxid, Vinyloxiran, Styroloxid oder Epichlorhydrin, bevorzugt sind Ethylen- oxid, Propylenoxid, /so-Butylenoxid, Vinyloxiran, Styroloxid oder Epichlorhydrin, besonders bevorzugt Ethylenoxid, Propylenoxid oder Epichlorhydrin und ganz besonders bevorzugt Ethylenoxid und Epichlorhydrin. Epoxidized olefins may, for example, be ethylene oxide, propylene oxide, isobutylene oxide, 1-butoxide, 2-butene oxide, vinyl oxirane, styrene oxide or epichlorohydrin. Preferred are ethylene oxide, propylene oxide, iso-butylene oxide, vinyl oxirane, styrene oxide or epichlorohydrin, particularly preferably ethylene oxide , Propylene oxide or epichlorohydrin and most preferably ethylene oxide and epichlorohydrin.
Aromatische Glycidylether sind z.B. Bisphenol-A-diglycidylether, Bisphenol-F-diglycidylether, Bisphenol-B-diglycidylether, Bisphenol-S-diglycidylether, Hydrochinondiglycidylether, Alkylie- rungsprodukte von Phenol/Dicyclopentadien, z.B. 2,5-bis[(2,3-Epoxypropoxy)phenyl]octahydro- 4,7-methano-5H-inden) (CAS-Nr. [13446-85-0]), Tris[4-(2,3-epoxypropoxy)phenyl]methan Isomere )CAS-Nr. [66072-39-7]), Phenol basierte Epoxy Novolake (CAS-Nr. [9003-35-4]) und Kre- sol basierte Epoxy Novolake (CAS-Nr. [37382-79-9]). Aromatic glycidyl ethers are e.g. Bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, bisphenol B diglycidyl ether, bisphenol S diglycidyl ether, hydroquinone diglycidyl ether, alkylation products of phenol / dicyclopentadiene, e.g. 2,5-bis [(2,3-epoxypropoxy) phenyl] octahydro-4,7-methano-5H-indene (CAS # [13446-85-0]), tris [4- (2,3-) epoxypropoxy) phenyl] methane isomers) CAS-No. [66072-39-7]), phenol-based epoxy novolacs (CAS No. [9003-35-4]), and cresol-based epoxy novolacs (CAS No. [37382-79-9]).
Bevorzugt sind Bisphenol-A-diglycidylether, Bisphenol-F-diglycidylether, Bisphenol-B-diglycidylether, Bisphenol-S-diglycidylether, besonders bevorzugt ist Bisphenol-A-diglycidylether. Preference is given to bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, bisphenol B diglycidyl ether, bisphenol S diglycidyl ether, bisphenol A diglycidyl ether being particularly preferred.
Aliphatische Glycidylether sind beispielsweise 1 ,4-Butandioldiglycidether, 1 ,6-Hexandioldigly- cidylether, Trimethylolpropantriglycidylether, Pentaerythrittetraglycidylether, 1 ,1 ,2,2-tetrakis[4- (2,3-epoxypropoxy)phenyl]ethan (CAS-Nr. [27043-37-4]), Diglycidyl-ether von Polypropylengly- kol (a,(jo-bis(2,3-epoxypropoxy)poly(oxypropylen) (CAS-Nr. [16096-30-3]) und von hydriertem Bisphenol A (2,2-bis[4-(2,3-epoxypro-poxy)cyclohexyl]propan, CAS-Nr. [13410-58-7]). Bevorzugt sind 1 ,4-Butandioldiglycidether, 1 ,6-Hexandioldiglycidylether, Trimethylolpropantrig- lycidylether, Pentaerythrittetraglycidylether und (2,2-bis[4-(2,3-epoxy-propoxy)cyclohexyl]- propan. Aliphatic glycidyl ethers are, for example, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether, 1,1,2,2-tetrakis [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] ethane (CAS No. [ 27043-37-4]), diglycidyl ethers of polypropylene glycol (a, (jo-bis (2,3-epoxypropoxy) poly (oxypropylene) (CAS No. [16096-30-3]) and of hydrogenated bisphenol A (2,2-bis [4- (2,3-epoxypropoxy) cyclohexyl] propane, CAS No. [13410-58-7]). Preference is given to 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, Trimethylolpropane triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether and (2,2-bis [4- (2,3-epoxypropoxy) cyclohexyl] propane.
Besonders bevorzugt sind die oben erwähnten aromatischen Glycidylether. Particularly preferred are the above-mentioned aromatic glycidyl ethers.
Die Epoxid(meth)acrylate und -vinylether haben vorzugsweise ein zahlenmittleres Molgewicht Mn von 200 bis 20000, besonders bevorzugt von 200 bis 10000 g/mol und ganz besonders bevorzugt von 250 bis 3000 g/mol; der Gehalt an (Meth)acryl- oder Vinylethergruppen beträgt vorzugsweise 1 bis 5, besonders bevorzugt 2 bis 4 pro 1000 g Epoxid(meth)acrylat oder Vinyl- etherepoxid (bestimmt durch Gelpermeationschromatographie mit Polystyrol als Standard und Tetrahydrofuran als Elutionsmittel). The epoxy (meth) acrylates and vinyl ethers preferably have a number average molecular weight Mn of from 200 to 20,000, particularly preferably from 200 to 10,000 g / mol and very particularly preferably from 250 to 3,000 g / mol; the content of (meth) acrylic or vinyl ether groups is preferably 1 to 5, more preferably 2 to 4 per 1000 g of epoxy (meth) acrylate or vinyl ether epoxide (determined by gel permeation chromatography with polystyrene as standard and tetrahydrofuran as eluent).
Bevorzugte Epoxid(meth)acrylate weisen eine OH-Zahl von 40 bis 400 mg KOH/g auf. Bevorzugte Epoxid(meth)acrylate weisen eine mittlere OH-Funktionalität von 1 ,5 bis 4,5 auf. Preferred epoxide (meth) acrylates have an OH number of 40 to 400 mg KOH / g. Preferred epoxide (meth) acrylates have an average OH functionality of 1.5 to 4.5.
Besonders bevorzugte Epoxid(meth)acrylate sind solche, wie sie aus Verfahren erhalten werden gemäß EP-A-54 105, DE-A 33 16 593, EP-A 680 985 und Particularly preferred epoxy (meth) acrylates are those obtained from processes according to EP-A-54 105, DE-A 33 16 593, EP-A 680 985 and US Pat
EP-A-279 303, bei denen in einer ersten Stufe ein (Meth)acrylsäureester aus (Meth)acrylsäure und Hydroxyverbindungen hergestellt wird und in einer zweiten Stufe überschüssige EP-A-279 303, in which a (meth) acrylic ester is prepared from (meth) acrylic acid and hydroxy compounds in a first stage and excess in a second stage
(Meth)acrylsäure mit Epoxiden umgesetzt wird. (Meth) acrylic acid is reacted with epoxides.
Polyester(meth)acrylate Polyester (meth) acrylates
Als Polyester(meth)acrylate kommen zumindest teilweise oder bevorzugt vollständig As polyester (meth) acrylates are at least partially or preferably completely
(meth)acrylierte Umsetzungsprodukte solcher Polyesterole in Betracht, wie sie oben unter den Verbindungen a4) aufgeführt sind. Carbonat(meth)acrylate (meth) acrylated reaction products of such polyesterols as listed above under the compounds a4). Carbonate (meth) acrylates
Carbonat(meth)acrylate enthalten im Mittel vorzugsweise 1 bis 5, insbesondere 2 bis 4, besonders bevorzugt 2 bis 3 (Meth)acrylgruppen und ganz besonders bevorzugt 2 (Meth)acryl- gruppen. On average, carbonate (meth) acrylates preferably contain 1 to 5, in particular 2 to 4, particularly preferably 2 to 3 (meth) acrylic groups and very particularly preferably 2 (meth) acrylic groups.
Das zahlenmittlere Molekulargewicht Mn der Carbonat(meth)acrylate ist vorzugsweise kleiner 3000 g/mol, besonders bevorzugt kleiner 1500 g/mol, besonders bevorzugt kleiner 800 g/mol (bestimmt durch Gelpermeationschromatgraphie mit Polystyrol als Standard, Lösemittel Tetra- hydrofuran). The number average molecular weight M n of the carbonate (meth) acrylates is preferably less than 3000 g / mol, more preferably less than 1500 g / mol, more preferably less than 800 g / mol (determined by gel permeation chromatography with polystyrene as standard, solvent tetrahydrofuran).
Die Carbonat(meth)acrylate sind in einfacher Weise erhältlich durch Umesterung von Kohlensäureestern mit mehrwertigen, vorzugsweise zweiwertigen Alkoholen (Diolen, z.B. Hexandiol) und anschließende Veresterung der freien OH-Gruppen mit (Meth)-acrylsäure oder auch Umesterung mit (Meth)acrylsäureestern, wie es z.B. in EP-A 92 269 beschrieben ist. Erhältlich sind sie auch durch Umsetzung von Phosgen, Harnstoffderivaten mit mehrwertigen, z.B. zweiwertigen Alkoholen. The carbonate (meth) acrylates are obtainable in a simple manner by transesterification of carbonic acid esters with polyhydric, preferably dihydric alcohols (diols, eg hexanediol) and subsequent esterification of the free OH groups with (meth) acrylic acid or transesterification with (meth) acrylic esters, as it eg in EP-A 92,269. They are also available by reacting phosgene, urea derivatives with polyvalent, e.g. dihydric alcohols.
Denkbar sind auch (Meth)acrylate oder Vinylether von Polycarbonatpolyolen, wie das Reaktionsprodukt aus einem der genannten Di- oder Polyole und einem Kohlensäureester sowie ei- nem Hydroxygruppenhaltigen (Meth)acrylat oder Vinylether. Also conceivable are (meth) acrylates or vinyl ethers of polycarbonate polyols, such as the reaction product of one of the abovementioned diols or polyols and a carbonic acid ester and also a (meth) acrylate or vinyl ether containing hydroxyl groups.
Geeignete Kohlensäureester sind z.B. Ethylen-, 1 ,2- oder 1 ,3-Propylencarbonat, Kohlensäuredimethyl-, -diethyl- oder -dibutylester. Geeignete hydroxygruppenhaltige (Meth)acrylate sind beispielsweise 2-Hydroxyethyl-Suitable carbonic acid esters are e.g. Ethylene, 1, 2 or 1, 3-propylene carbonate, carbonic acid dimethyl, diethyl or dibutyl ester. Suitable hydroxyl-containing (meth) acrylates are, for example, 2-hydroxyethyl
(meth)acrylat, 2- oder 3-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 1 ,4-Butandiolmono(meth)acrylat, Neopen- tylglykolmono(meth)acrylat, Glycerinmono- und di(meth)acrylat, Trimethylolpropanmono- und di(meth)acrylat sowie Pentaerythritmono-, -di- und -tri(meth)acrylat. Geeignete hydroxygruppenhaltige Vinylether sind z.B. 2-Hydroxyethylvinylether und 4- Hydroxybutylvinylether. (meth) acrylate, 2- or 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 1,4-butanediol mono (meth) acrylate, neopentyl glycol mono (meth) acrylate, glycerol mono- and di (meth) acrylate, trimethylolpropane mono- and di (meth) acrylate and pentaerythritol mono-, di- and tri (meth) acrylate. Suitable hydroxyl-containing vinyl ethers are, for example, 2-hydroxyethyl vinyl ether and 4-hydroxybutyl vinyl ether.
Besonders bevorzugte Carbonat(meth)acrylate sind solche der Formel: Particularly preferred carbonate (meth) acrylates are those of the formula:
Figure imgf000013_0001
worin R für H oder CH3, X für eine C2-C18 Alkylengruppe und n für eine ganze Zahl von 1 bis 5, vorzugsweise 1 bis 3 steht.
Figure imgf000013_0001
wherein R is H or CH3, X is a C2-C18 alkylene group and n is an integer from 1 to 5, preferably 1 to 3.
R steht vorzugsweise für H und X steht vorzugsweise für C2- bis Cio-Alkylen, beispielsweise 1 ,2-Ethylen, 1 ,2-Propylen, 1 ,3-Propylen, 1 ,4-Butylen oder 1 ,6-Hexylen, besonders bevorzugt für C4- bis Ce-Alkylen. Ganz besonders bevorzugt steht X für R is preferably H and X is preferably C 2 - to C 10 -alkylene, for example 1, 2-ethylene, 1, 2-propylene, 1, 3-propylene, 1, 4-butylene or 1, 6-hexylene, more preferably for C 4 - to Ce-alkylene. Most preferably, X is for
Ce-Alkylen. Ce alkylene.
Vorzugsweise handelt es sich bei den Carbonat(meth)acrylaten um aliphatische Carbo- nat(meth)acrylate. The carbonate (meth) acrylates are preferably aliphatic carbonates (meth) acrylates.
Dazu zählen weiterhin auch übliche, dem Fachmann bekannte Polycarbonate mit endständigen Hydroxygruppen, die z. B. durch Umsetzung der zuvor genannten Diole mit Phosgen oder Kohlensäurediestern erhältlich sind. These also include conventional, known in the art polycarbonates with terminal hydroxyl groups, z. B. by reacting the aforementioned diols with phosgene or carbonic diesters are available.
Polyether(meth)acrylate Bevorzugt handelt es sich bei Polyether(meth)acrylaten um (Meth)Acrylate von ein- bis zwanzigfach und besonders bevorzugt drei- bis zehnfach ethoxyliertem, propoxyliertem oder gemischt ethoxyliertem und propoxyliertem und insbesondere ausschließlich ethoxyliertem Neo- pentylglykol, Trimethylolpropan, Trimethylolethan oder Pentaerythrit. Polyether (meth) acrylates Polyether (meth) acrylates are (meth) acrylates of one to twenty times and particularly preferably three to ten times ethoxylated, propoxylated or mixed ethoxylated and propoxylated and in particular exclusively ethoxylated neopentyl glycol, trimethylolpropane, Trimethylolethane or pentaerythritol.
Darüberhinaus kann ein- bis zwanzigfach und besonders bevorzugt drei- bis zehnfach ethoxy- liertes, propoxyliertes oder gemischt ethoxyliertes und propoxyliertes und insbesondere ausschließlich ethoxyliertes Glycerin eingesetzt werden. In addition, one to twenty times and more preferably three to ten times ethoxylated, propoxylated or mixed ethoxylated and propoxylated and in particular exclusively ethoxylated glycerol can be used.
Bevorzugte multifunktionelle, polymerisationsfähige Verbindungen sind Ethylenglykoldiacrylat, 1 ,2-Propandioldiacrylat, 1 ,3-Propandioldiacrylat, 1 ,4-Butandioldiacrylat, 1 ,6-Hexandioldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Pentaerythrittetraacrylat, Polyestepolyolenacrylate, Polyetherolac- rylate und Tnacrylat von ein- bis zwanzigfach alkoxyliertem, besonders bevorzugt ethoxyliertem Trimethylolpropan. Polyether(meth)acrylate können ferner (Meth)acrylate von Poly-THF mit einem Molgewicht zwischen 162 und 2000, Poly-1 ,3-propandiol mit einem Molgewicht zwischen 134 und 2000 oder Polyethylenglykol mit einem Molgewicht zwischen 238 und 2000 sein. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist keine Verbindung (C) anwesend. Preferred multifunctional, polymerizable compounds 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 acrylate of one to twenty times alkoxylated, most preferably ethoxylated trimethylolpropane. Polyether (meth) acrylates may also be (meth) acrylates of polyTHF having a molecular weight between 162 and 2000, poly-1,3-propanediol having a molecular weight between 134 and 2,000, or polyethylene glycol having a molecular weight between 238 and 2,000. In a preferred embodiment of the present invention, no compound (C) is present.
Sofern die Aushärtung der erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen nicht mit Elektronenstrahlen, sondern mittels UV-Strahlung erfolgt, enthalten die erfindungsgemäßen Zubereitungen vorzugsweise wenigstens einen Photoinitiator (D), der die Polymerisation ethylenisch ungesättigter Doppelbindungen initiieren kann. If the curing of the coating compositions according to the invention does not take place with electron beams but by means of UV radiation, the preparations according to the invention preferably contain at least one photoinitiator (D) which can initiate the polymerization of ethylenically unsaturated double bonds.
Photoinitiatoren (D) können beispielsweise dem Fachmann bekannte Photoinitiatoren sein, z.B. solche in "Advances in Polymer Science", Volume 14, Springer Berlin 1974 oder in K. K. Dietli- ker, 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, genannten. For example, photoinitiators (D) may be photoinitiators known to those skilled in the art, e.g. those in "Advances in Polymer Science", Volume 14, Springer Berlin 1974 or in K.K. Dieterker, 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.
In Betracht kommen solche Photoinitiatoren, wie sie beschrieben sind in WO 2006/005491 A1 , Seite 21 , Zeile 18 bis Seite 22, Zeile 2 (entspricht US 2006/0009589 A1 , Absatz [0150]), was hiermit durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Offenbarung sei. Suitable photoinitiators as described in WO 2006/005491 A1, page 21, line 18 to page 22, line 2 (corresponding to US 2006/0009589 A1, paragraph [0150]), which are hereby incorporated by reference into the present disclosure be.
Geeignet sind auch nicht- oder wenig vergilbende Photoinitiatoren vom Phenylglyoxalsäu- reestertyp, wie in DE-A 198 26 712, DE-A 199 13 353 oder WO 98/33761 beschrieben. Also suitable are non-yellowing or slightly yellowing photoinitiators of the phenylglyoxalic acid ester type, as described in DE-A 198 26 712, DE-A 199 13 353 or WO 98/33761.
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-trimethylpentylphosphinoxid und 2-Hydroxy-2-methyl-1 -phenyl-propan-1 -on, Benzophenon und 1 -Hydroxy-cyclohexyl- phenylketon, Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphinoxid und 1 -Hydroxy- cyclohexyl-phenylketon, 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid und 2-Hydroxy-2-methyl- 1 -phenyl-propan-1 -on, 2,4,6-Trimethylbenzophenon und 4-Methylbenzophenon oder 2,4, 6-Tri- methylbenzophenon und 4-Methylbenzophenon und 2,4,6- Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid. Bevorzugt unter diesen Photoinitiatoren sind 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid,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-hydroxy-cyclohexyl-phenylketone, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide and 1-hydroxycyclohexyl-phenylketone, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, 2,4,6-trimethylbenzophenone and 4-methylbenzophenone or 2,4,6-trimethylbenzophenone and Methylbenzophenone and 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide. Preferred among these photoinitiators are 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide,
Ethyl-2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinat, Bis-(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphinoxid, Benzophenon, 1 -Hydroxy-cyclohexyl-phenylketon, 1 -Benzoylcyclohexan-1 -ol, 2-Hydroxy-2,2-di- methylacetophenon, 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon und deren Gemische. Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmasse enthalten die Photoinitiatoren (D) vorzugsweise in einer Menge von 0,05 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 8 Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der strahlungshärtbaren Verbindungen (A) und (B) sowie optional (C). Ethyl 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinate, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, benzophenone, 1-hydroxycyclohexyl-phenylketone, 1-benzoylcyclohexan-1-ol, 2-hydroxy-2,2- dimethylacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone and mixtures thereof. The coating compositions of the invention contain the photoinitiators (D) preferably in an amount of 0.05 to 10 wt .-%, particularly preferably 0.1 to 8 wt .-%, in particular 0.2 to 5 wt .-%, based on the Total amount of radiation-curable compounds (A) and (B) and optionally (C).
Die erfindungsgemäßen Dispersionen können weitere Lack-übliche Zusatzstoffe (E), wie Verlaufsmittel, Entschäumer, UV-Absorber, sterisch gehinderte Amine (HALS), Weichmacher, Anti- absetzmittel, Farbstoffe, Pigmente, Antioxidantien, Aktivatoren (Beschleuniger), antistatische Agentien, Flammschutzmittel, Verdicker, thixotrope Agentien, oberflächenaktive Agentien, Vis- kositätsmodifikatoren, Plastifizierer oder Chelatbildner und/oder Füllstoffe enthalten. The dispersions according to the invention may contain further conventional lacquer additives (E), such as leveling agents, defoamers, UV absorbers, sterically hindered amines (HALS), plasticizers, anti-settling agents, dyes, pigments, antioxidants, activators (accelerators), antistatic agents, flame retardants , Thickeners, thixotropic agents, surface-active agents, viscosity modifiers, plasticizers or chelating agents and / or fillers.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen können bezogen auf die Summe der Verbin- düngen (A) und (B) sowie optional (C) 0 bis 10 Gew% mindestens einer Verbindung (E) enthalten. The coating compositions according to the invention may contain, based on the sum of the compounds (A) and (B) and optionally (C), from 0 to 10% by weight of at least one compound (E).
Geeignete Stabilisatoren umfassen typische UV-Absorber wie Oxanilide, Triazine, bevorzugt Hydroxyphenyltriazin, und Benzotriazol (letztere erhältlich als Tinuvin® -Marken der Ciba- Spezialitätenchemie) und Benzophenone. Suitable stabilizers include typical UV absorbers such as oxanilides, triazines, preferably hydroxyphenyltriazine, and benzotriazole (the latter available as Tinuvin® Ciba Specialty Chemicals) and benzophenones.
Diese können allein oder zusammen mit bezogen auf die Summe der Verbindungen (A) und (B) sowie optional (C) zusätzlich 0 bis 5 Gew% an geeigneten Radikalfängern, beispielsweise sterisch gehinderten Aminen wie 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin, 2,6-Di-tert.-butylpi-peridin oder de- ren Derivaten, z. B. Bis-(2,2,6,6-tetra-methyl-4-piperidyl)sebacinat oder bevorzugt Bis(1 ,2,2,6,6- pentamethyl-4-piperidyl)sebacat, eingesetzt werden. These may, alone or together with based on the sum of the compounds (A) and (B) and optionally (C) additionally 0 to 5 wt% of suitable radical scavengers, for example sterically hindered amines such as 2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 2 , 6-di-tert-butylpiperidine or their derivatives, for. B. bis (2,2,6,6-tetra-methyl-4-piperidyl) sebacinate or preferably bis (1, 2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate used.
Weiterhin können ein oder mehrere thermisch aktivierbare Initiatoren zugesetzt werden, z.B. Kaliumperoxodisulfat, Dibenzoylperoxid, Cyclohexanonperoxid, Di-tert.-Butylperoxid, Azobis- /so-butyronitril, Cyclohexylsulfonylacetylperoxid, Di-/sopropylpercarbonat, feri-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, Cumolhyd- roperoxid, Dicumylperoxid, t-Butylperben-zoat, silylierte Pinakole, die z. B. unter dem Handelsnamen ADDID 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. Furthermore, one or more thermally activatable initiators may be added, e.g. Potassium peroxodisulfate, dibenzoyl peroxide, cyclohexanone peroxide, di-tert-butyl peroxide, azobis / so-butyronitrile, Cyclohexylsulfonylacetylperoxid, di- / sopropylpercarbonat, feri-butyl peroctoate or benzpinacol, and for example such thermally activatable initiators having a half-life at 80 ° C of more than 100 hours, such as di-t-butyl peroxide, cumene hydrochloride, dicumyl peroxide, t-butyl perbenzoate, silylated pinacols, the z. B. 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.
Weitere Beispiele geeigneter Initiatoren sind in "Polymer Handbook", 2. Aufl., Wiley & Sons, New York beschrieben. Further examples of suitable initiators are described in "Polymer Handbook" 2nd ed., Wiley & Sons, New York.
Als Verdicker kommen neben radikalisch (co)polymerisierten (Co)Polymerisaten, übliche organische und anorganische Verdicker wie Hydroxymethylcellulose oder Bentonit in Betracht. Suitable thickeners besides free-radically (co) polymerized (co) polymers, customary organic and inorganic thickeners such as hydroxymethylcellulose or bentonite.
Als Chelatbildner können z.B. Ethylendiaminessigsäure und deren Salze sowie ß-Diketone ver- wendet werden. As chelating agents, e.g. Ethylenediaminetic acid and its salts and ß-diketones be used.
Geeignete Füllstoffe umfassen Silikate, z. B. durch Hydrolyse von Siliciumtetrachlorid erhältliche Silikate wie Aerosil R der Fa. Degussa, Kieselerde, Talkum, Aluminiumsilikate, Magnesium- Silikate, Calciumcarbonate etc. Geeignete Stabilisatoren umfassen typische UV-Absorber wie Oxanilide, Triazine und Benzotriazol (letztere erhältlich als Tinuvin R-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-piperidyl)se- bacinat, eingesetzt werden. Stabilisatoren werden üblicherweise in Mengen von 0,1 bis Suitable fillers include silicates, e.g. Example by hydrolysis of silicon tetrachloride available silicates such as Aerosil R from. Degussa, silica, talc, aluminum silicates, magnesium Silicates, calcium carbonates, etc. Suitable stabilizers include typical UV absorbers such as oxanilides, triazines and benzotriazole (the latter being available as Tinuvin R brands of Ciba Specialty Chemicals) and benzophenones. These may be used alone or together with suitable 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-piperidyl) bacinat be used. Stabilizers are usually used in amounts of 0.1 to
5,0 Gew.-% bezogen auf die in der Zubereitung enthaltenen "festen" Komponenten eingesetzt. 5.0% by weight, based on the "solid" components contained in the preparation.
Die erfindungsgemäßen antimikrobiellen strahlungshärtbaren Beschichtungsmassen sind in der Regel wie folgt zusammengesetzt: The antimicrobial radiation-curable coating compositions according to the invention are as a rule composed as follows:
(A) 2 bis 90, bevorzugt 4 bis 80 Gew%, besonders bevorzugt 8 bis 70 Gew%, (A) 2 to 90, preferably 4 to 80% by weight, particularly preferably 8 to 70% by weight,
(B) 10 bis 80, bevorzugt 20 bis 70 Gew%, besonders bevorzugt 30 bis 60 Gew%,  (B) 10 to 80, preferably 20 to 70% by weight, particularly preferably 30 to 60% by weight,
(C) 0 bis 84 Gew%, bevorzugt 0 bis 75, besonders bevorzugt 0 bis 60 und ganz besonders bevorzugt 0 Gew%  (C) 0 to 84% by weight, preferably 0 to 75, particularly preferably 0 to 60 and very particularly preferably 0% by weight
(D) 0 bis 10, bevorzugt 0,05 bis 10 Gew%, besonders bevorzugt 0,1 bis 8 Gew%, insbesondere 0,2 bis 5 Gew%,  (D) 0 to 10, preferably 0.05 to 10% by weight, particularly preferably 0.1 to 8% by weight, in particular 0.2 to 5% by weight,
(E) 0 bis 20 Gew%, bevorzugt 0 bis 10, besonders bevorzugt 0 bis 1 Gew%,  (E) 0 to 20% by weight, preferably 0 to 10, particularly preferably 0 to 1% by weight,
mit der Maßgabe, daß die Summe immer 100 Gew% beträgt.  with the proviso that the sum is always 100% by weight.
Eine besonders bevorzugte strahlungshärtbare Beschichtungsmasse enthält 2 bis 90 Gew%, bevorzugt 4 bis 80 Gew%, besonders bevorzugt 8 bis 70 Gew% Octadecyl-dimethyl- (trimethoxysilyl)-propyl-ammonium chlorid und 98 bis 10 Gew%, bevorzugt 94 bis 20 Gew%, besonders bevorzugt 92 bis 30 Gew% 4-Hydroxybutylacrylat oder 2-Hydroxyethylmethacrylat, mit der Maßgabe, daß die Summe 100 Gew% beträgt. A particularly preferred radiation-curable coating composition contains from 2 to 90% by weight, preferably from 4 to 80% by weight, more preferably from 8 to 70% by weight, of octadecyldimethyl (trimethoxysilyl) propylammonium chloride and from 98 to 10% by weight, preferably from 94 to 20% by weight %, more preferably 92 to 30% by weight of 4-hydroxybutyl acrylate or 2-hydroxyethyl methacrylate, with the proviso that the sum is 100% by weight.
In der Regel ist es für eine antimikrobielle Wirkung der erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen ausreichend, wenn in einer Beschichtungsmasse mindestens 4 Gew% Komponente (A) und mindestens 10 Gew% Komponente (B), bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (A) bis (E), anwesend sind. Die antimikrobielle Wirkung wird dabei mit dem in den Beispielen angegebenen Test mit einer Inkubierung über 2 Stunden bewertet, die erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen zeigen bevorzugt bereits eine antimikrobielle Wirkung bei einer Inkubierung über 1 ,5 Stunden, besonders bevorzugt über 1 Stunde, ganz besonders bevorzugt über 45 Minuten, insbesondere über 30 Minuten und sogar über 10 Minuten. In general, it is sufficient for an antimicrobial effect of the coating compositions according to the invention if, in a coating composition, at least 4% by weight of component (A) and at least 10% by weight of component (B), based on the total amount of components (A) to (E), are present. The antimicrobial effect is evaluated here by the test indicated in the examples with an incubation over 2 hours, the coating compositions according to the invention preferably already exhibit an antimicrobial effect with an incubation over 1.5 hours, more preferably over 1 hour, most preferably over 45 minutes , especially over 30 minutes and even over 10 minutes.
Diese besonders bevorzugten strahlungshärtbaren Beschichtungsmassen eignen sich bevorzugt Masterbatches für antimikrobielle Beschichtungsmassen. These particularly preferred radiation-curable coating compositions are preferably masterbatches for antimicrobial coating compositions.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen eignen sich besonders zum Beschichten von Substraten wie Holz, Papier, Textil, Leder, Vlies, Kunststoffoberflächen, Glas, Keramik, mineralischen Baustoffen, wie Zement-Formsteine und Faserzementplatten, und insbesondere von Metallen oder beschichteten Metallen. Bevorzugt ist die Beschichtung von Stahl, besonders medizinischem Stahl, und Kunststoffen, insbesondere Acrylnitril-Butadien-Styrol- (ABS) und Polycarbonat- (PC) Kunststoffen. The coating compositions 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, and in particular of metals or coated metals. Preferably, the coating of steel, especially medical grade steel, and plastics, particularly acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) and polycarbonate (PC) plastics.
Mit besonderem Vorteil eignen sich die erfindungsgemäßen antimikrobiellen, strahlungshärtba- ren Beschichtungsmasse zur Beschichtung von medizinischen Geräten und Objekten, beispielsweise Labortischen, Operationstischen, Arbeitsflächen und Geräteflächen. With particular advantage, the antimicrobial, radiation-curable coating compositions according to the invention are suitable for coating medical devices and objects, for example laboratory tables, operating tables, work surfaces and device surfaces.
Die Beschichtung der Substrate erfolgt nach üblichen, dem Fachmann bekannten Verfahren, wobei man wenigstens eine erfindungsgemäße Beschichtungsmasse auf das zu beschichtende Substrat in der gewünschten Stärke aufbringt und eventuell vorhandene flüchtige Bestandteile der Beschichtungsmasse 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 Beschich- tungsstärke liegt in der Regel in einem Bereich von etwa 3 bis 1000 g/m2 und vorzugsweise 10 bis 200 g/m2. The substrates are coated by customary methods known to those skilled in the art, at least one coating composition according to the invention being applied to the substrate to be coated in the desired thickness and any volatile constituents of the coating composition present being removed. 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 .
Zur Entfernung der in der Beschichtungsmasse enthaltenen flüchtigen Bestandteile kann nach dem Aufbringen auf das Substrat optional getrocknet werden, beispielsweise in einem Tunnelofen oder durch Ablüften. Die Trocknung kann auch durch NIR-Strahlung erfolgen, wobei als NIR-Strahlung hier elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von 760 nm bis 2,5μηι, bevorzugt von 900 bis 1500 nm bezeichnet ist. To remove the volatile constituents contained in the coating composition, it is optionally possible to dry after application to the substrate, for example in a tunnel oven or by flash-off. The drying can also be carried out by NIR radiation, where NIR radiation here electromagnetic radiation in the wavelength range of 760 nm to 2.5μηι, preferably from 900 to 1500 nm is designated.
Gegebenenfalls kann, wenn mehrere Schichten des Beschichtungsmittels übereinander aufgetragen werden, nach jedem Beschichtungsvorgang eine Strahlungshärtung erfolgen. Optionally, when multiple layers of the coating composition are applied one above the other, radiation curing takes place after each coating operation.
Die Strahlungshärtung erfolgt durch Einwirkung energiereicher Strahlung, also UV-Strahlung oder Tageslicht, vorzugsweise Licht der Wellenlänge 250 bis 600 nm oder durch Bestrahlung mit energiereichen Elektronen (Elektronenstrahlung; 150 bis 300 keV). Als Strahlungsquellen dienen beispielsweise Hochdruckquecksilber-dampflampen, 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. The radiation curing is effected by the action of high-energy radiation, ie UV radiation or daylight, preferably light of wavelength 250 to 600 nm or by irradiation with high-energy electrons (electron radiation, 150 to 300 keV). 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 .
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 abgedeckt 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 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 composition 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 as described in US Pat
DE-A1 199 57 900 beschrieben ist. DE-A1 199 57 900 is described.
In einem bevorzugten Verfahren erfolgt die Aushärtung kontinuierlich, indem man das mit der erfindungsgemäßen Zubereitung behandelte Substrat mit konstanter Geschwindigkeit an einer Strahlungsquelle vorbeiführt. Hierfür ist es erforderlich, dass die Aushärtungsgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Zubereitung ausreichend hoch ist. In a preferred method, the curing is carried out continuously by passing the substrate treated with the preparation according to the invention at a constant speed past a radiation source. For this it is necessary that the cure speed the preparation according to the invention is sufficiently high.
Diesen unterschiedlichen zeitlichen Verlauf der Härtung kann man sich insbesondere dann zunutze machen, wenn sich an die Beschichtung des Gegenstandes noch ein Verarbeitungs- schritt anschließt, bei dem die Filmoberfläche in direkten Kontakt mit einem anderen Gegenstand tritt oder mechanisch bearbeitet wird. This different chronological course of the curing can be utilized in particular if the coating of the article is followed by a processing step in which the film surface comes into direct contact with another object or is mechanically processed.
Die Erfindung wird anhand der folgenden, nicht einschränkenden Beispiele näher erläutert. Beispiele The invention will be further illustrated by the following non-limiting examples. Examples
Soweit nicht anders angegeben, beziehen sich angegebene Teile und Prozente auf das Gewicht. Bestimmung der antimikrobiellen Aktivität mittels Fluoreszenzmikroskopie Unless otherwise indicated, parts and percentages are by weight. Determination of antimicrobial activity by fluorescence microscopy
1 . Bakterienkultur: 1 . Bacterial culture:
50 ml DSM 92 Medium (= TSBY Medium, Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH) in einem Erlenmeyerkolben mit Schikane werden mit einer einzelnen Kolonie Staphylococcus aureus ATCC 6538P inokuliert und bei 190 Upm und 37°C für 16 Stunden inkubiert. Die entstehende Vorkultur hat eine Zelldichte von ca. 108 KBE/mL entsprechend einer optischen Dichte von OD = 7,0-8,0. Mit dieser Vorkultur werden 15 ml_ Hauptkultur in 5% DSM 92 Medium mit einer optischen Dichte von OD = 1 ,0 hergestellt. Analoge Kulturen werden hergestellt zur Testung mit 50 ml of DSM 92 medium (= TSBY medium, German Collection of Microorganisms and Cell Cultures GmbH) in a baffled Erlenmeyer flask are inoculated with a single colony of Staphylococcus aureus ATCC 6538P and incubated at 190 rpm and 37 ° C. for 16 hours. The resulting preculture has a cell density of approximately 10 8 cfu / mL corresponding to an optical density of OD = 7.0-8.0. With this preculture, 15 ml of main culture are prepared in 5% DSM 92 medium with an optical density of OD = 1.0. Analogous cultures are prepared for testing
- E. coli ATCC = 8739: Vorkultur 100% DSM 1 Medium (Nutrient Medium ohne Agar), Hauptkultur 5% DSM 1 Medium  E. coli ATCC = 8739: preculture 100% DSM 1 medium (nutrient medium without agar), main culture 5% DSM 1 medium
- S. faecalis ATCC = 11700: Vorkultur 100% DMS 53 Medium (Corynebacterium Medium ohne Agar), Hauptkultur 5% DSM 53 Medium  - S. faecalis ATCC = 11700: preculture 100% DMS 53 medium (Corynebacterium medium without agar), main culture 5% DSM 53 medium
- P. aeruginosa ATCC = 15442 (Inkubation bei 30°C): Vorkultur 100% DSM 546 Medium (LC Medium), Hauptkultur 10 % DSM 546 Medium P. aeruginosa ATCC = 15442 (incubation at 30 ° C): preculture 100% DSM 546 medium (LC medium), major culture 10% DSM 546 medium
2. Fluoreszenzfärbung: 2. Fluorescence staining:
500 μΙ_ der Bakterienhauptkultur werden entsprechend der Herstellerempfehlung mit 1 ,5 μΙ_ Sy- to 9 Fluoreszenzfarbstoff und 1 ,5 μΙ_ Propidiumiodid Fluoreszenzfarbstoff (Film Tracer™ LIVE/DEAD® Biofilm Viability Kit, Fa. Invitrogen) gefärbt. 10 μΙ_ dieser Bakteriensuspension werden auf die zu untersuchende Oberfläche gegeben und mit einem Deckglas abgedeckt. Dabei bildet sich ein ca. 30 μηη dicker homogener Flüssigkeitsfilm aus. Die Testsubstrate werden für bis zu 2 Stunden bei 37°C im Dunkeln inkubiert. Nach dieser Zeit zeigen sich auf unbe- handelten Referenzsubstraten (u.a. reines Glas) > 95% lebende Bakterienzellen. 500 μΙ_ the main culture bacteria are according to the manufacturer's recommendation with 1, 5 to 9 μΙ_ SY fluorescent dye and 1, 5 μΙ_ propidium iodide fluorescent dye (film Tracer ™ LIVE / DEAD ® Viability Kit biofilm, Fa. Invitrogen) stained. 10 μΙ_ of this bacterial suspension are placed on the surface to be examined and covered with a coverslip. In this case, an approximately 30 μηη thick homogeneous liquid film is formed. The test substrates are incubated for up to 2 hours at 37 ° C in the dark. After this time,> 95% of living bacterial cells are found on untreated reference substrates (eg pure glass).
3. Mikroskopie: Die Testsubstrate werden an einem Leica DMI6000 B Mikroskop mit dem Deckglas zum Objektiv orientiert untersucht. Auf jedem Testsubstrat werden automatisiert 15 vordefinierte Positionen angefahren und Bilder in den drei Kanälen Phasenkontrast (P), Rot (R) und Grün (G) aufgenommen. Die Extinktions- und Emissionswellenlängen in den Fluoreszenzkanälen sind an die verwendeten Farbstoffe angepasst. Bakterien mit intakter Zellmembran (lebend) werden im Grünkanal detektiert, Bakterien mit defekter Zellmembran (tot) werden im Rotkanal detektiert. Die Summe aller Bakterien wird im Phasenkontrastkanal detektiert. Für jede der 15 Stellen wird die Zahl der Bakterien in allen 3 Kanälen ausgezählt. Der Prozentsatz an toten Bakterien wird entweder aus den Zahlen in R / (R + G) berechnet oder falls im Grünkanal Hintergrundfluores- zenz zu beobachten ist aus R/P. Der Prozentsatz an toten Bakterien wird über die 15 Stellen gemittelt und als Ergebnis ausgegeben. 3. Microscopy: The test substrates are examined on a Leica DMI6000 B microscope with the cover glass oriented toward the objective. On each test substrate, 15 predefined positions are automatically approached and images are recorded in the three channels phase contrast (P), red (R) and green (G). The absorbance and emission wavelengths in the fluorescence channels are matched to the dyes used. Bacteria with an intact cell membrane (live) are detected in the green channel, bacteria with a defective cell membrane (dead) are detected in the red channel. The sum of all bacteria is detected in the phase contrast channel. For each of the 15 digits the number of bacteria in all 3 channels is counted. The percentage of dead bacteria is calculated either from the numbers in R / (R + G) or, if in the green channel background fluorescence is observed from R / P. The percentage of dead bacteria is averaged over the 15 digits and output as a result.
Beispiel 1 Es wurden 50 Teile Octadecyl-dimethyl-(trimethoxysilyl)-propyl-ammonium chlorid und 50 Teile Butandiol-monoacrylat mit 2 Teilen Irgacure® 500 versetzt, auf Objektträger in einer Schichtstärke von ca. 25 μηη Trockenfilmdicke aufgetragen und unter Stickstoffatmosphäre mit ca. 1400 mJ/cm2 in einer IST Belichtungsanlage gehärtet. Anschließend wurden die Objektträger für 30 min bei 100°C thermisch gehärtet. Example 1 50 parts of octadecyl-dimethyl- (trimethoxysilyl) propyl ammonium chloride and 50 parts of butanediol monoacrylate with 2 parts of Irgacure ® 500 was added, applied to slides at a thickness of about 25 μηη dry film thickness, and under a nitrogen atmosphere with ca. 1400 mJ / cm 2 cured in an IST exposure system. Subsequently, the slides were thermally cured for 30 min at 100 ° C.
Beispiel 2 Example 2
Es wurden 25 Teile Octadecyl-dimethyl-(trimethoxysilyl)-propyl-ammonium chlorid, 25 Teile Butandiol-monoacrylat und 50 Teile Pentaerythritoltriacrylat mit 2 Teilen Irgacure® 500 versetzt, auf Objektträger in einer Schichtstärke von ca. 25 μηη Trockenfilmdicke aufgetragen und unter Stickstoffatmosphäre mit ca. 1400 mJ/cm2 in einer IST Belichtungsanlage gehärtet. Anschließend wurden die Objektträger für 120 min bei 100°C thermisch gehärtet. There were 25 parts of octadecyl-dimethyl- (trimethoxysilyl) propyl ammonium chloride, 25 parts of butanediol monoacrylate and 50 parts of pentaerythritol triacrylate with 2 parts of Irgacure ® offset 500 is applied to slide in a layer thickness of about 25 μηη dry film thickness, and under a nitrogen atmosphere about 1400 mJ / cm 2 hardened in an IST exposure system. Subsequently, the slides were thermally cured for 120 min at 100 ° C.
Figure imgf000019_0001
Beispiel 1 und 2 zeigen Lacke nicht nur mit einer extrem starken, sondern auch mit einer extrem schnellen antimikrobiellen Wirkung.
Figure imgf000019_0001
Examples 1 and 2 show paints not only with an extremely strong, but also with an extremely rapid antimicrobial effect.
Beispiel 3 Bestimmung der Lackhärte (Pendeldämpfung) Example 3 Determination of paint hardness (pendulum damping)
Die Bestimmung der Pendeldämpfung erfolgte nach DIN 53157. Hierzu wurden die strahlungshärtbaren Zusammensetzungen mit einer Nassfilmdicke von 400 μηη auf Glas aufgebracht. Die Nassfilme wurden zunächst 15 Minuten bei Raumtemperatur abgelüftet und anschließend 20 Minuten bei 100°C getrocknet. Die Aushärtung der auf diese Weise erhaltenen Filme erfolgte bei 100°C an einer IST Beschichtungsanlage (Typ M 40 2x1 -R-I R-SLC-So inert) mit 2 UV- Strahlern (Quecksilberhochdrucklampen Typ M 400 U2H und Typ M 400 U2HC) und einer För- derbandgeschwindigkeit von 10 m/min unter Stickstoffatmosphäre (Gehalt an O2 nicht mehr als 500 ppm). Die Strahlendosis betrug ca. 1400 mJ/cm2. In der Ausführungsform a) wurde nur durch Strahlungsenergie, wie oben beschrieben, ausgehärtet. In Ausführungsform b) wurde zuerst mit UV-Licht, wie oben beschrieben, belichtet und anschließend thermisch endgehärtet. Film aus Beispiel 2: 120 min bei 100°C Pendelhärte 90 sec The determination of the pendulum damping was carried out according to DIN 53157. For this purpose, the radiation-curable compositions were applied with a wet film thickness of 400 μηη glass. The Wet films were first flashed off at room temperature for 15 minutes and then dried at 100 ° C. for 20 minutes. The curing of the films obtained in this way was carried out at 100 ° C on an IST coating system (type M 40 2x1 -Ri R-SLC-So inert) with 2 UV lamps (high pressure mercury lamps type M 400 U2H and type M 400 U2HC) and a Delivery belt speed of 10 m / min under nitrogen atmosphere (content of O2 not more than 500 ppm). The radiation dose was about 1400 mJ / cm 2 . In the embodiment a) was cured only by radiation energy, as described above. In embodiment b) was first exposed to UV light as described above, and then thermally end-cured. Film from Example 2: 120 min at 100 ° C pendulum hardness 90 sec
Die antimikrobiellen Eigenschaften ändern sich nicht signifikant. The antimicrobial properties do not change significantly.
Dies zeigt, dass man durch eine nachträgliche thermische Behandlung die mechanischen Ei- genschaften der Lacke (Härte) verbessern kann ohne die antimikrobielle Aktivität signifikant zu verschlechtern This shows that a subsequent thermal treatment can improve the mechanical properties of the paints (hardness) without significantly worsening the antimicrobial activity
Beispiel 4 Es wurde eine Mischung aus 7 Teilen Octadecyl-dimethyl-(trimethoxysilyl)-propyl-ammonium Chlorid und 7 Teilen Butandiol-monoacrylat mit 68 Teile eines Urethanacrylats, hergestellt durch Reaktion eines trifunktionellen Isocyanurats auf Basis 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat (Basonat® Hl 100, BASF SE) mit 2 Mol Hydroxyethylacrylat und 1 Mol Aminopropyltriethoxysilan (bezogen auf NCO-Gruppen), sowie weiteren 18 Teilen Butandiolmonoacrylat hergestellt und mit 2 Teilen Irgacure® 500 versetzt, auf Objektträger in einer Schichtstärke von ca. 25 μηη Trockenfilmdicke aufgetragen und unter Stickstoffatmosphäre mit ca. 1400 mJ/cm2 in einer IST Belichtungsanlage gehärtet. Anschließend wurden die Objektträger für 30 min bei 100°C thermisch gehärtet. Example 4 A mixture of 7 parts of octadecyldimethyl- (trimethoxysilyl) -propyl-ammonium chloride and 7 parts of butanediol monoacrylate with 68 parts of a urethane acrylate prepared by reacting a trifunctional isocyanurate based on 1,6-hexamethylene diisocyanate (Basonat® Hl 100, BASF SE) with 2 moles of hydroxyethyl acrylate and 1 mole of aminopropyltriethoxysilane (based on NCO groups), and another 18 parts of produced butanediol monoacrylate and mixed with 2 parts of Irgacure® 500, applied to microscope slides in a thickness of about 25 μηη dry film thickness and under Nitrogen atmosphere with about 1400 mJ / cm 2 cured in an IST exposure system. Subsequently, the slides were thermally cured for 30 min at 100 ° C.
Vergleichsbeispiel 1 zu Beispiel 4: Comparative Example 1 to Example 4:
Es wurde eine Mischung aus 8 Teilen Octadecyl-dimethyl-(trimethoxysilyl)-propyl-ammonium chlorid und 8 Teilen Butandiol-monoacrylat mit 64 Teile eines Urethanacrylats, hergestellt durch Reaktion eines trifunktionellen Isocyanurats auf Basis 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat (Basonat® Hl 100, BASF SE) mit 2 Mol Hydroxyethylacrylat und 1 Mol Aminopropyltriethoxysilan (bezogen auf NCO-Gruppen), sowie 18 Teilen Methacrylsäure hergestellt und mit 2 Teilen Irgacure® 500 versetzt, auf Objektträger in einer Schichtstärke von ca. 25 μηη Trockenfilmdicke aufgetragen und unter Stickstoffatmosphäre mit ca. 1400 mJ/cm2 in einer IST Belichtungsanlage gehärtet. Anschließend wurden die Objektträger für 30 min bei 100°C thermisch gehärtet. A mixture of 8 parts of octadecyldimethyl- (trimethoxysilyl) -propyl-ammonium chloride and 8 parts of butanediol monoacrylate with 64 parts of a urethane acrylate prepared by reaction of a trifunctional isocyanurate based on 1,6-hexamethylene diisocyanate (Basonat® HI 100, BASF SE) with 2 moles of hydroxyethyl acrylate and 1 mole of aminopropyltriethoxysilane (based on NCO groups), and 18 parts of methacrylic acid and mixed with 2 parts Irgacure® 500, applied to microscope slides in a thickness of about 25 μηη dry film thickness and under nitrogen atmosphere with approx 1400 mJ / cm 2 hardened in an IST exposure system. Subsequently, the slides were thermally cured for 30 min at 100 ° C.
Beispiel Teile % Abtötung nach 2 Example parts% kill after 2
Ammonium Stunden (Fluoreszenzsalz mikroskopie)  Ammonium Hours (Fluorescence Salt Microscopy)
4 8 100 Vglbsp 1 4 8 100 Vglbsp 1
Das Vergleichsbeispiel 4 zeigt, daß Methacrylsaure anstelle des Reaktivverdünners (B) keinen erfindungsgemäßen Effekt zeigt. Comparative Example 4 shows that methacrylic acid instead of the reactive diluent (B) shows no effect according to the invention.

Claims

20 20
Patentansprüche  claims
Antimikrobielle strahlungshärtbare Beschichtungsmasse, enthaltend Antimicrobial radiation-curable coating composition containing
-(A) mindestens eine Verbindung mit mindestens einer quartären Ammoniumgruppe, substituiert durch vier Reste, die in Summe mindestens 12 Kohlenstoffatome aufweisen,  (A) at least one compound having at least one quaternary ammonium group substituted by four radicals having a total of at least 12 carbon atoms,
-(B) mindestens einen Reaktivverdünner, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus - (B) at least one reactive diluent selected from the group consisting of
Hydroxyalkyl(meth)acrylaten und N-Vinyllactamen, Hydroxyalkyl (meth) acrylates and N-vinyl lactams,
-(C) optional mindestens einen anderen Reaktivverdünner als (B),  (C) optionally at least one reactive diluent other than (B),
-(D) optional mindestens einen Photoinitiator und  - (D) optionally at least one photoinitiator and
-(E) optional mindestens ein weiteres Lackadditiv.  - (E) optionally at least one further paint additive.
Beschichtungsmasse gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die quartäre Ammoniumgruppe die Formel (I) aufweist Coating composition according to claim 1, characterized in that the quaternary ammonium group has the formula (I)
R1R2R3N+ - R4 - R 1 R 2 R 3 N + - R 4 -
Worin Wherein
R1, R2 und R3 jeweils unabhängig voneinander 1 bis 20 Kohlenstoffatome aufweisende Alkylgruppen, 6 bis 14 Kohlenstoffatome aufweisende Arylgruppen oder 7 bis 20 Kohlenstoffatome aufweisende Aralkylgruppen, wobei zwei der Reste R1 bis R3 auch gemeinsam Bestandteil eines Ringes sein können, und R 1 , R 2 and R 3 are each independently of one another alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, aryl groups having from 6 to 14 carbon atoms or aralkyl groups having from 7 to 20 carbon atoms, where two of the radicals R 1 to R 3 may also together form part of a ring, and
R4 ein 1 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisender zweibindiger Kohlenwasserstoffrest bedeuten. R 4 represents a 1 to 10 carbon atoms having divalent hydrocarbon radical.
Beschichtungsmasse gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Reste R1 bis R3 mindestens 10 Kohlenstoffatome aufweist. Coating composition according to claim 2, characterized in that at least one of the radicals R 1 to R 3 has at least 10 carbon atoms.
Beschichtungsmasse gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniumgruppe vier Kohlenwasserstoffreste als Substituenten an der Ammoniumgruppe trägt. Coating composition according to claim 1, characterized in that the ammonium group carries four hydrocarbon radicals as substituents on the ammonium group.
Beschichtungsmasse gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindung (A) eine Dichte an Ammoniumgruppen von mindestens 0,07 mol pro 1000g aufweist. Coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that compound (A) has a density of ammonium groups of at least 0.07 mol per 1000 g.
Beschichtungsmasse gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindung (B) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 2-Hydroxyethyl- acrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 4-Hydroxybutylacrylat, Pen- taerythrittriacrylat, Trimethylolpropandimethacrylat, N-Vinylpyrrolidon und N-Vinylcapro- lacton. 21 Coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that compound (B) is selected from the group consisting of 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, pentaerythritol triacrylate, trimethylolpropane dimethacrylate, N-vinylpyrrolidone and N-vinylcaprolactone. 21
Beschichtungsmasse gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß sie  Coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that it
- mindestens 4 Gew% Komponente (A) und  - At least 4% by weight of component (A) and
- mindestens 10 Gew% Komponente (B) enthält,  contains at least 10% by weight of component (B),
bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (A) bis (E).  based on the total amount of components (A) to (E).
Beschichtungsmasse gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß sie zusammengesetzt ist wie folgt: Coating composition according to one of the preceding claims, characterized in that it is composed as follows:
(A) 2 bis 90 Gew% (A) 2 to 90% by weight
(B) 10 bis 80 Gew%  (B) 10 to 80% by weight
(C) 0 bis 84 Gew%  (C) 0 to 84% by weight
(D) 0 bis 10 Gew%,  (D) 0 to 10% by weight,
(E) 0 bis 20 Gew% mit der Maßgabe, daß die Summe immer 100 Gew% beträgt.  (E) 0 to 20% by weight with the proviso that the sum is always 100% by weight.
Verwendung von Beschichtungsmasse gemäß einem der vorstehenden Ansprüche zum Beschichten von Holz, Papier, Textil, Leder, Vlies, Kunststoffoberflächen, Glas, Keramik, mineralischen Baustoffen, Metallen oder beschichteten Metallen. Use of coating composition according to one of the preceding claims for coating wood, paper, textile, leather, fleece, plastic surfaces, glass, ceramics, mineral building materials, metals or coated metals.
10. Verwendung von Beschichtungsmasse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Beschichten von medizinischen Geräten und Objekten. 10. Use of coating material according to one of claims 1 to 8 for coating medical devices and objects.
Verfahren zur antimikrobiellen Behandlung von Substraten, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das Substrat eine Beschichtungsmasse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 aufträgt, optional trocknet und anschließend mit einergiereicher Strahlung härtet. Process for the antimicrobial treatment of substrates, characterized in that a coating composition according to one of Claims 1 to 8 is applied to the substrate, optionally dried and then cured with high-energy radiation.
12. Strahlungshärtbare Beschichtungsmassen enthaltend, 12. Radiation curable coating compositions containing,
2 bis 90 Gew%, bevorzugt 4 bis 80 Gew%, besonders bevorzugt 8 bis 70 Gew% Octade- cyl-dimethyl-(trimethoxysilyl)-propyl-ammonium chlorid und  From 2 to 90% by weight, preferably from 4 to 80% by weight, particularly preferably from 8 to 70% by weight, of octadecyldimethyl (trimethoxysilyl) propylammonium chloride and
98 bis 10 Gew%, bevorzugt 94 bis 20 Gew%, besonders bevorzugt 92 bis 30 Gew% 4- Hydroxybutylacrylat oder 2-Hydroxyethylmethacrylat,  From 98 to 10% by weight, preferably from 94 to 20% by weight, particularly preferably from 92 to 30% by weight, of 4-hydroxybutyl acrylate or 2-hydroxyethyl methacrylate,
mit der Maßgabe, daß die Summe 100 Gew% beträgt.  with the proviso that the sum is 100% by weight.
13. Verwendung von strahlungshärtbaren Beschichtungsmasse gemäß Anspruch 12 als Mas- terbatches für antimikrobielle Beschichtungsmassen. 13. Use of radiation-curable coating composition according to claim 12 as master batches for antimicrobial coating compositions.
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