DE4218106A1 - Überzugsmittel und dessen Verwendung bei Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtenüberzügen - Google Patents
Überzugsmittel und dessen Verwendung bei Verfahren zur Herstellung von MehrschichtenüberzügenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Überzugsmittel, das insbesondere zur Erzeugung
einer Basisschicht geeignet ist, die bei der Herstellung härtbarer
Mehrschichtüberzüge Verwendung finden soll. Daraus hergestellte Überzüge
weisen bei Überlackierung mit Klarlacken eine verbesserte Anlöseresistenz
auf. Die Erfindung betrifft auch Verfahren zur Herstellung von
Mehrschichtüberzügen unter Verwendung des erfindungsgemäßen
Überzugsmittels, sowie die Verwendung des Überzugsmittels für diesen
Zweck.
Überzugsmittel zur Herstellung von Überzügen mit Metallic-Effekt sind
bekannt. In der EP-A 0 289 997 wird ein solches Überzugsmittel
beschrieben. Es enthält Bindemittel auf der Basis von (Meth)acryl-
Copolymerisaten aus (Meth)acrylamiden, Umsetzungsprodukten aus
Glycidyl(meth)acrylat mit aromatischen Mono- oder Dicarbonsäuren,
Hydroxyalkylestern der (Meth)acrylsäure und copolymerisierbaren α,β-
olefinisch ungesättigten Verbindungen.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung von Überzugsmitteln, die
besonders für Basisschichten in Mehrschichtlackierungen geeignet sind und
bei der Überlackierung mit Klarlacken eine verbesserte Anlöseresistenz
aufweisen.
Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, durch das einen
Gegenstand der Erfindung darstellende Überzugsmittel, das ein oder mehrere
hydroxylgruppenhaltige (Meth)acryl-Copolymerisate, gegebenenfalls
niedrigviskoses Cellulose-Acetobutyrat, Vernetzungsmittel, ein oder
mehrere Lösemittel, sowie gegebenenfalls Effektpigmente und/oder
farbgebende Pigmente, Füllstoffe und/oder lackübliche Additive enthält und
das dadurch gekennzeichnet ist, daß es als Bindemittel ein (Meth)acryl-
Copolymerisat enthält, das im wesentlichen aus folgenden Monomeren
aufgebaut ist:
- a) 0,5-10,0 Gew.-% Amiden und/oder N-substituierten Amiden der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure,
- b) 5,0-30,0 Gew.-% Phenylalkylestern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure,
- c) 10,0-30,0 Gew.-% Hydroxyalkylestern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit 2-8 C-Atomen im Hydroxyalkylrest,
- d) 0,6-7,5 Gew.-% Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, und
- e) 30,0-83,9 Gew.-% Alkylestern der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit 1-18 C-Atomen im Alkylrest, wobei die Summe der Komponenten a) bis e) jeweils 100 beträgt.
Die vorstehende Komponente a) ist in dem erfindungsgemäß eingesetzten
(Meth)acryl-Copolymerisat bevorzugt in einer Menge von 0,5 bis 5,0 Gew.-%
enthalten. Eine bevorzugte Menge der Komponente b) liegt bei 5 bis
15 Gew.-%. Die Menge der Komponente c) liegt bevorzugt bei 15 bis 23
Gew.-%; die Menge der Komponente d) liegt bevorzugt bei 1,2 bis 6,0 Gew.-%
und die Menge der Komponente e) bevorzugt bei 50 bis 70 Gew.-%.
Es hat sich gezeigt, daß es mit dem erfindungsgemäßen Überzugsmittel
möglich ist, mehrschichtige Überzüge durch Naß-in-Naß-Auftrag
herzustellen, wobei insbesondere das Effektpigment enthaltende
Überzugsmittel auf Substrate, die gegebenenfalls grundiert sind,
aufgebracht werden kann und lediglich einer Überlackierung mit einem
Klarlack bedarf. Das erfindungsgemäße Überzugsmittel kann mit einem hohen
Verarbeitungsfestkörper appliziert werden, der in der Größenordnung von 20
bis 40 Gew.-% liegen kann. Hierdurch ergibt sich ein großer Vorteil im
Hinblick auf die bisher benötigte Lösemittelmenge; die nach dem
vorstehenden Stand der Technik eingesetzten Überzugsmittel konnten
beispielsweise nur mit einem Festkörpergehalt von 9-16 Gew.-% appliziert
werden. Es ergeben sich somit beträchtliche Vorteile der Einsparung der
Lösemittel, sowie im Hinblick auf die damit einhergehende verringerte
Umweltbelastung. Darüberhinaus können die erfindungsgemäßen Überzugsmittel
auf wäßriger Basis formuliert werden, so daß organische Lösemittel zu
einem großen Teil, beispielsweise bis zu 90 Gew.-%, durch Wasser ersetzt
werden.
Es hat sich gezeigt, daß diese Vorteile durch die Zusammensetzung des
hydroxylgruppenhaltigen (Meth)acryl-Copolymerisats in der
erfindungsgemäßen Überzugsmittels erzielt werden.
Die Herstellung des in dem erfindungsgemäßen Überzugsmittel enthaltenen
Copolymerisats kann durch Polymerisation nach üblichen Verfahren, z. B. der
Substanz-, Lösungs- oder Perlpolymerisation durchgeführt werden. Die
verschiedenen Polymerisationsverfahren sind gut bekannt und beschrieben
in: Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, 4. Aufl., Band 14/1,
S. 24-255 (1961).
Das Lösungspolymerisationsverfahren wird für die Herstellung des
erfindungsgemäßen eingesetzten Copolymerisats bevorzugt. Bei diesem
Verfahren wird das Lösemittel in das Reaktionsgefäß verlegt, auf
Siedetemperatur geheizt und das Monomeren/Initiatorgemisch kontinuierlich
in einer bestimmten Zeit zudosiert.
Die Polymerisation wird beispielsweise bei Temperaturen zwischen 60°C und
160°C, vorzugsweise bei 80°C bis 140°C durchgeführt.
Die Polymerisationsreaktion kann mit bekannten Polymerisationsinitiatoren
gestartet werden. Geeignete Initiatoren sind z. B. Per- und Azo-
Verbindungen, die in einer Reaktion 1. Ordnung thermisch in Radikale
zerfallen. Initiatorart und -menge werden so gewählt, daß bei der
Polymerisationstemperatur während der Zulaufphase ein möglichst konstantes
Radikalangebot vorliegt.
Beispiele für bevorzugt eingesetzte Initiatoren für die Polymerisation
sind: Dialkylperoxide, wie Di-tert.-Butylperoxid, Di-cumylperoxid;
Diacylperoxide, wie Di-benzoylperoxid, Di-lauroylperoxid; Hydroperoxide,
wie Cumolhydroperoxid, tert.-Butylhydroperoxid; Perester, wie tert.-Butyl
perbenzoat, tert.-Butyl-perpivalat, tert.-Butyl-per-3,5,5-trimethyl
hexanoat, tert.-Butyl-per-2-ethylhexanoat; Peroxydicarbonate, wie Di-2-
ethylhexyl-peroxydicarbonat, Dicyclo-hexyl-peroxydicarbonat; Perketale,
wie 1,1-Bis-(tert.-Butylperoxy)-3,5,5-trimethylcyclohexan, 1,1-Bis-(tert.-
Butylperoxy) cyclohexan; Ketonperoxide, wie Cyclohexanonperoxid,
Methylisobutylketonperoxid; Azo-Verbindungen, wie 2,2′-Azo-bis(2,4-
dimethylvaleronitril), 2,2′-Azo-bis(2-methylbutyronitril), 1,1′-Azo-bis-
cyclohexancarbonitril, Azo-bis-isobutyronitril.
Es können bevorzugt die Polymerisationsinitiatoren, insbesondere die
Perester in einer Menge von 0,2 bis 5 Gew.-% auf die Monomeren-Einwaage,
eingesetzt werden.
Als organische Lösemittel, die zweckmäßigerweise bei der
Lösungspolymerisation sowie später auch in den erfindungsgemäßen
Überzugsmitteln eingesetzt werden, eignen sich beispielsweise:
Glykolether, wie Ethylenglykoldimethylether; Glykoletherester, wie
Butylglykolacetat, 3-Methoxy-n-butylacetat, Butyldiglykolacetat,
Methoxypropylacetat; Ester, wie Butylacetat, Isobutylacetat, Amylacetat;
Ketone wie Methylethylketon, Methylisobutylketon; Alkohole wie Ethanol, n-
Propanol, iso-Propanol, n-Butanol, iso-Butanol, sek.-Butanol, tert.-
Butanol, Hexanol, 2-Ethylhexanol; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie
Xylol, Solvesso 100 (eingetragenes Warenzeichen), sowie Gemische davon und
aliphatische Kohlenwasserstoffe können ebenfalls im Verschnitt mit den
obengenannten Lösemitteln eingesetzt werden.
Zur Regelung des Molekulargewichts können insbesondere bei der bevorzugten
Lösungspolymerisation übliche Kettenüberträger mitverwendet werden.
Beispiele sind Mercaptane, Thioglykolsäureester, Chlorkohlenwasserstoffe,
Cumol, dimeres α-Methylstyrol.
Die Polymerisationsbedingungen (Reaktionstemperatur, Zulaufzeit der
Monomerenmischung, Lösungskonzentration) werden so gewählt, daß die
erfindungsgemäß hergestellten (Meth)acryl-Copolymerisate ein Zahlenmittel
des Molekulargewichts (bestimmt durch Gelpermeationschromatographie unter
Verwendung von Polystyrol als Eichsubstanz) zwischen 5000 und 30 000
aufweisen.
Die erfindungsgemäß hergestellten (Meth)acryl-Copolymerisate liegen in
einem Glasübergangstemperatur-Bereich von -10°C bis +80°C, berechnet aus
der in der Literatur angegebenen Glasübergangstemperatur der
Homopolymerisate der einzelnen Monomeren (FOX-Gleichung, s. z. B. Polymere
Werkstoffe, Batzer, 1985, Seite 307).
Der in der vorliegenden Beschreibung und den Patentansprüchen verwendete
Ausdruck (Meth)acryl bedeutet Acryl und/oder Methacryl.
Als Monomerkomponente a) kommen beispielsweise die folgenden Verbindungen
in Frage:
Acrylamid, Methacrylamid und N-substituierte (Meth)acrylamide. Beispiele für N-substituierte (Meth)acrylamide sind: N-Methyl-, N-Ethyl-, N-n-Propyl-, N-Isopropyl-, N-n-Butylacrylamid, N-tert.-Hexylacrylamid, N-tert.-Octylacrylamid, N-(1-Methylundecyl)acrylamid, N-Isobornylacrylamid, N-Benzylacrylamid, N-Norbornylacrylamid, N-(1,1,3- Trimethyl)butylacrylamid, N-Cyclohexylacrylamid, N-Methylmethacrylamid, N-(1,1-dimethyl-3-oxo-butyl)-acrylamid, N-tert.-Butyl-methacrylamid, N- Decylacrylamid, N-Cyclohexylmethacrylamid und/oder N-Benzylmethacrylamid, wobei N-tert.-Butylacrylamid und N-tert.-Butylmethacrylamid bevorzugt sind.
Acrylamid, Methacrylamid und N-substituierte (Meth)acrylamide. Beispiele für N-substituierte (Meth)acrylamide sind: N-Methyl-, N-Ethyl-, N-n-Propyl-, N-Isopropyl-, N-n-Butylacrylamid, N-tert.-Hexylacrylamid, N-tert.-Octylacrylamid, N-(1-Methylundecyl)acrylamid, N-Isobornylacrylamid, N-Benzylacrylamid, N-Norbornylacrylamid, N-(1,1,3- Trimethyl)butylacrylamid, N-Cyclohexylacrylamid, N-Methylmethacrylamid, N-(1,1-dimethyl-3-oxo-butyl)-acrylamid, N-tert.-Butyl-methacrylamid, N- Decylacrylamid, N-Cyclohexylmethacrylamid und/oder N-Benzylmethacrylamid, wobei N-tert.-Butylacrylamid und N-tert.-Butylmethacrylamid bevorzugt sind.
Als Beispiele für die Monomerkomponente b) kommen Phenylalkylacrylate und
Phenylalkylmethacrylate in Frage: Phenylmethylacrylat, Phenylethylacrylat,
3-Phenyl-n-propylacrylat, 4-Phenyl-n-butylacrylat, 3-Phenyl-1-
propylacrylat, 3-Phenyl-2-methyl-propylacrylat,
Phenylethyloxyethylacrylat, Phenylmethylmethacrylat,
Phenylethylmethacrylat, 3-Phenyl-n-propylmethacrylat, 4-Phenyl-n-
butylmethacrylat, 3-Phenyl-1-propyl-methacrylat, 3-Phenyl-2-methyl
propylmethacrylat und/oder Phenylethyloxyethylmethacrylat, wobei 3-Phenyl
propylmethacrylat bevorzugt eingesetzt wird.
Beispiele für die Monomerkomponente c) sind Hydroxyalkylester der
Acrylsäure oder Methacrylsäure: β-Hydroxyethylacrylat, β-
Hydroxyethylmethacrylat, β-Hydroxypropylacrylat, β-
Hydroxypropylmethacrylat, Butandiol-1.4-monoacrylat, Butandiol-1.4-
monomethacrylat, Hexandiol-1.6-monoacrylat und/oder Hexandiol-1.6-
monomethacrylat. Es können auch, zumindest teilweise, Polyalkylenoxid
mono-(meth)-acrylate mit 2 bis 10 Alkylenoxid-Einheiten pro Molekül
eingesetzt werden.
Ferner können Umsetzungsprodukte aus einem Mol Hydroxyalkyl-(meth)acrylat
mit durchschnittlich zwei Mol ε-Caprolacton verwendet werden.
Durch den Einsatz der Komponente c) werden Hydroxylgruppen in das
Copolymerisat eingeführt. Die Menge der Komponente c) wird so gewählt, daß
sich bevorzugt eine Hydroxylzahl von 50 bis 120 mg KOH/g und besonders
bevorzugt von 70 bis 90 mg KOH/g ergibt.
Zur Ausstattung des (Meth)acryl-Copolymerisats mit Carboxyl-Gruppen werden
Acrylsäure und/oder Methacrylsäure in derartigen Mengen einpolymerisiert,
daß eine Säurezahl von 5 bis 50 mg KOH/g resultiert (Monomer-Komponente
d)). Dabei liegt die Säurezahl für lösemittelhaltige Systeme bevorzugt bei
5 bis 30 mg KOH/g und für wasserhaltige Systeme bevorzugt bei 30 bis 50 mg
KOH/g.
Als Alkyester der Acrylsäure oder Methacrylsäure (Monomer-Komponente e)
werden beispielsweise eingesetzt: Methylacrylat, Methylmethacrylat,
Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, Iso-Propylmethacrylat, tert.-Butylacrylat,
n-Butylacrylat, n-Butylmethacrylat, Iso-Butylacrylat, Iso-
Butylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Trimethylcyclohexylmethacrylat,
2-Ethylhexylacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Laurylacrylat,
Laurylmethacrylat, Stearylacrylat, Stearylmethacrylat, Tsobornylacrylat
und/oder Isobornylmethacrylat.
Als Monomerkomponente e) können auch di- und polyfunktionelle
(Meth)acrylate in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-% mitverwendet werden.
Durch Copolymerisation derartiger Monomerer mit monofunktionellen
(Meth)acrylaten werden Polymerisate mit einem gewissen Verzweigungsgrad
erhalten. Als Monomere mit zwei oder drei (Meth)acryloyl-Funktionen pro
Mole kommen beispielsweise in Frage:
Butandiol-1,4-di(meth)acrylat, Butandiol-1,3-di(meth)acrylat, Hexandiol- 1,6-di(meth)acrylat, Dipropylenglykoldi(meth)acrylat, Ethylenglykoldi(meth)acrylat, Neopentylglykoldi(meth)acrylat, Tetraethylenglykoldi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri-(meth)acrylat, Pentaerythrittri (meth)acrylat und/oder Pentaerythrittetra (meth)acrylat.
Butandiol-1,4-di(meth)acrylat, Butandiol-1,3-di(meth)acrylat, Hexandiol- 1,6-di(meth)acrylat, Dipropylenglykoldi(meth)acrylat, Ethylenglykoldi(meth)acrylat, Neopentylglykoldi(meth)acrylat, Tetraethylenglykoldi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri-(meth)acrylat, Pentaerythrittri (meth)acrylat und/oder Pentaerythrittetra (meth)acrylat.
Die hier verwendeten Celluloseacetobutyrattypen sind insbesondere
charakterisiert durch einen Butyrylgehalt von 25 bis 40 Gew.-%,
vorzugsweise 28 bis 33 Gew.-% und einen Acetylgehalt von 10 bis 25 Gew.-%,
vorzugsweise 16 bis 21 Gew.-%. Sie weisen in einer 20%igen Lösung in
Aceton und Ethylalkohol (72 : 8) eine Viskosität von 18 bis 57 mPa·s,
gemessen bei 25°C, auf (Formula A ASTM: Methode D 817).
Die erfindungsgemäßen Überzugsmittel können ohne Zusatz von
Vernetzungsmitteln als selbsttrocknende Überzugsmittel formuliert werden.
Sie sind dann insbesondere für Reparaturlackierungen geeignet, die keiner
hohen Einbrenntemperaturen bedürfen.
Es ist jedoch auch möglich, die erfindungsgemäß verwendeten (Meth)acryl-
Copolymerisate gegebenenfalls mit Vernetzungsmitteln wie Aminoplastharzen
oder Polyisocyanaten oder Prepolyisocyanaten zu kombinieren, insbesondere
um duroplastische Basislackschichten herzustellen.
Zu geeigneten Aminoplastharzen zählen beispielsweise alkylierte
Kondensate, die durch Umsetzung von Aminotriazinen und Amidotriazinen mit
Aldehyden hergestellt werden. Nach bekannten technischen Verfahren werden
Amino- oder Amidogruppen tragende Verbindungen wie Melamin, Benzoguanamin,
Dicyandiamid, Harnstoff, N,N′-Ethylenharnstoff in Gegenwart von Alkoholen,
wie Methyl-, Ethyl-, Propyl-, iso-Butyl-, n-Butyl- und Hexylalkohol mit
Aldehyden, insbesondere Formaldehyd, kondensiert. Die Reaktivität
derartiger Aminharze wird bestimmt durch den Kondensationsgrad, das
Verhältnis der Amin- bzw. Amid-Komponente zum Formaldehyd und durch die
Art des verwendeten Verätherungsalkohols. Das Mengenverhältnis
erfindungsgemäß verwendetes (Meth)acryl-Copolymerisat zu Aminoplastharz
beträgt 80 : 20 bis 60 : 40 (fest auf fest gerechnet).
Der Anteil an Polyisocyanat-Vernetzer wird so gewählt, daß auf eine auf
eine Hydroxyl-Gruppe des (Meth)acryl-Copolymerisats 0.5 bis 1-5 Isocyanat-
Gruppen entfallen. Überschüssige Isocyanat-Gruppen können durch
Feuchtigkeit abreagieren und zur Vernetzung beitragen. Es können
beispielsweise aliphatische, cycloaliphatische und aromatische
Polyisocyanate verwendet werden wie, Hexamethylendiisocyanat,
Trimethylhexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, 4,4′-Oiisocyanato
dicyclohexylmethan, Toluylen-2,4-Diisocyanat, o-, m- und p-
Xylylendiisocyanat, 4,4′-Diisocyanatodiphenylmethan; mit CH-, NH- oder OH-
aciden Verbindungen verkappte Polyisocyanate; Biuret-, Allophanat-
Urethan- und/oder Isocyanurat-Gruppen enthaltende Polyisocyanate.
Beispiele für derartige Polyisocyanate sind ein Biuret-Gruppen
enthaltendes Umsetzungsprodukt aus 3 Molen Hexamethylendiisocyanat mit 1
Mol Wasser mit einem NCO-Gehalt von ca. 22% (entsprechend dem
Handelsprodukt Desmodur N® BAYER AG); ein Isocyanuratgruppen enthaltendes
Polyisocyanat, das durch Trimerisierung von 3 Molen
Hexamethylendiisocyanat hergestellt wird mit einem NCO-Gehalt von etwas
21,5% (entsprechend dem Handelsprodukt Desmodur N 3390® BAYER AG); oder
Urethangruppen enthaltende Polyisocyanat, welche Reaktionsprodukte
darstellen aus 3 Molen Toluylendiisocyanat und 1 Mol Trimethylolpropan mit
einem NCO-Gehalt von etwa 17,5% (entsprechend dem Handelsprodukt Desmodur
L® BAYER AG). Bevorzugt eingesetzt werden Desmodur N® und Desmodur N
3390®.
Die Basisschichten, welche das erfindungsgemäß einzusetzende (Meth)acryl-
Copolymerisat enthalten, können neben den bereits genannten Lösemitteln
zusätzlich lackübliche Additive, wie Hilfsstoffe enthalten, z. B.
Verlaufmittel auf der Basis von (Meth)acryl-Homopolymerisaten, Silikonöle,
Weichmacher, wie Phosphorsäure-, Phthalsäure- oder Zitronensäureester,
Antiabsetzmittel, wie Montmorillonit, pyrogenes Siliziumoxid, hydriertes
Ricinusöl; Netzmittel wie z. B. hochmolekulare Copolymere mit Aminogruppen
(z. B. die Handelsprodukte Disperbyk 160® und 104 S) oder Polyamin-
Polyester-Kondensationsprodukte (z. B. Solsperse 24000®);
Härtungsbeschleuniger für die Umsetzung des erfindungsgemäßen (Meth)acryl-
Copolymerisats mit Aminoplastharzen oder Polyisocyanatharzen,
Aminoplastharze als Mittel zur Verbesserung des Anspritzverhaltens und der
Pigmentbenetzung; Phosphorsäure, Phosphorsäureester, Dicarbonsäure-
Halbester, Zitronensäure; organische Metallsalze, wie Dibutylzinndilaurat,
Zink-Naphthenat, ferner tertiäre Aminogruppen enthaltende Verbindungen,
wie Triethylamin.
Für die Herstellung der Basisschichten, die das erfindungsgemäße
(Meth)acryl-Copolymerisat enthalten, können Pigmente und Füllstoffe
verwendet werden. Es können lackübliche transparente oder deckende
anorganische und/oder organische Farbpigmente eingesetzt werden. Zur
Erzielung brillanter polychromatischer Metallic-Effekte werden
Metallicpigmente, beispielsweise Aluminiumpigmente, z. B. solche, die aus
hochreinem Aluminium (99,99%) hergestellt werden und/oder
Perlglanzpigmente, gegebenenfalls mit transparenten anorganischen und/oder
organischen Pigmenten eingesetzt.
Die erfindungsgemäßen Überzugsmittel weisen den Vorteil auf, daß sie zu
Überzügen führen, die eine besonders gute Anlöseresistenz bei weiterem
Auftrag von Klar- und Decklackschichten haben. Hierdurch wird ihre
Einsatzmöglichkeit für die Erzielung von Metallic-Überzügen verbessert, da
die Orientierung von Effektpigmenten, wie Metallic-Pigmenten,
ausgezeichnet ist. Hierzu trägt auch die verbesserte Verträglichkeit der
erfindungsgemäßen Überzugsmittel für Celluloseacetobutyrat (CAB)
verschiedener Typen bei, das den Überzugsmitteln problemlos zugemischt
werden kann.
Die erfindungsgemäßen Überzugsmittel sind besonders geeignet zur Erzeugung
einer Basislackschicht bei der Herstellung lufttrocknender und
ofentrocknender Mehrschichtüberzüge. Sie können auf Substrate,
beispielsweise vorlackiert mit Grundmaterialien, wie Grundierungen
und/oder Füller, aufgebracht werden. Sie eignen sich insbesondere für die
Serien- und Reparaturlackierung von Kraftfahrzeugkarosserien und deren
Teile. Sie weisen den Vorteil auf, daß sie mit einem hohen
Verarbeitungsfestkörper appliziert werden können. Die Deckschicht oder
Klarlackschicht, die aus üblichen Überzugsmitteln hergestellt werden kann,
wie z. B. thermoplastische Aminoplast- oder Polyisocyanat-haltige
Klarlacke, kann nach dem Naß-in-Naß-Verfahren, gegebenenfalls nach
vorherigem Abdunsten, aufgetragen werden, worauf beide Schichten gemeinsam
getrocknet oder gehärtet werden. Die Erfindung betrifft daher auch das
Verfahren zur Herstellung eines Mehrschicht-Überzugsmittels bzw. die
Verwendung der Überzugsmittel zur Herstellung von Basisschichten für
raumtrocknende oder chemisch härtbare Mehrschichtüberzüge.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. Alle Teile
beziehen sich auf das Gewicht.
In einen 2-Liter-Dreihals-Schliffkolben, der mit einem Rührwerk,
Kontaktthermometer, Kugelkühler und Tropftrichter ausgerüstet ist, wird
Pos. I (Mengenangaben sind der Tabelle 1 zu entnehmen) vorgelegt und unter
Rühren bei eingeschalteter Rückflußkühlung auf 125°C geheizt. Innerhalb
von 5 Stunden wird Pos. II (Monomerengemisch + Initiator) kontinuierlich
aus dem Tropftrichter heraus zudosiert. Nach Zulaufende wird der
Tropftrichter mit Pos. III nachgespült und zum Reaktionsgut hinzugefügt.
Anschließend wird der Ansatz 3 Stunden bei 124-125°C bis zur
vollständigen Umsetzung nachpolymerisiert.
Die nach Beispiel 5 erhaltene Copolymerisat-Lösung wird bei 120°C durch
Destillation im Vakuum auf ca. 75% aufkonzentriert und auf 60°C abgekühlt.
Danach werden 55% der Carboxyl-Gruppen mit Dimethylethanolamin
neutralisiert. Anschließend wird mit de-ionisiertem Wasser auf einen
Festkörper von ca. 25% verdünnt. Es resultierte eine Dispersion mit einer
Viskosität von 250 mPa·s bei 25°C.
Das in den folgenden Lackbeispielen verwendete CAB (Celluloseacetobutyrat)
weist einen Gehalt an Butyryl von 31,2 Gew.-%, einen Gehalt an Acetyl von
18,5 Gew.-% und einen OH-Gehalt von 1,3 Gew.-% auf.
Auf 24,5 Teile der erfindungsgemäßen Bindemittellösung nach Beispiel 1, 2
und 3 werden 10 Teile einer Verdickerpaste gegeben, die hergestellt wird
aus 42,7 Teilen der o. a. Bindemittellösung, in die 43,1 Teile einer
8,7%igen Montmorillonitpaste - aufgeschlossen in 5 Teilen Ethanol und 86,3
Teilen Xylol - und 2,6 Teile eines hochdispersen Siliciumdioxids
eingerührt und nach der Dispergierung auf einer Perlmühle durch 8,3 Teile
der o. a. Bindemittellösung und 3,3 Teilen Butylacetat ergänzt werden. Auf
die Mischung werden noch 1,3 Teile eines handelsüblichen Netz- und
Dispergiermittels auf Basis hochmolekularer Polycarbonsäure
(Handelsprodukt Disperbyk 104 S), Silikonharz 50%ig in Xylol und 30 Teile
einer 30%igen Lösung eines handelsüblichen niedrigviskosen CAB - gelöst in
Butylacetat - gegeben.
In einem separaten Gefäß werden 6 Teile einer handelsüblichen Non leafing
Aluminiumpaste vorgelegt, mit 7 Teilen Butylacetat aufgeschlossen und in
die vorher beschriebene Mischung eingerührt. Zur Viskositätseinstellung
werden 21,2 Teile Butylacetat zugegeben.
Nach dem Einstellen auf Spritzviskosität mit einem Gemisch aus
Butylacetat, Testbenzin K21 und Xylol im Verhältnis 3 : 2 : 1 auf 22 S DIN 4
mm resultiert bei dem metallic-silber Basislack ein Festkörper (1 h 130°C)
von 20,3%.
80 Teile des im Basislackbeispiel 1 beschriebenen Metallic-silber
Basislackes werden gemischt mit 20 Teilen eines blau pigmentierten
Mischlackes, der hergestellt wird, indem 43,5 Teile einer der im Anspruch
beschriebenen Bindemittellösung nach Beispiel 1, 2 oder 3 unter Rühren mit
47,4 Teilen einer Blaupigmentpaste gemischt werden, die besteht aus 5
Teilen eines handelsüblichen Phthalocyaninblau und 0,2 Teilen eines
hochdispersen Siliciumdioxids, die zusammen eingerührt werden in eine
Mischung aus 14,2 Teilen eines handelsüblichen, OH-gruppenhaltigen,
aminharzvernetzbaren und CAB-verträglichen Polyacrylatharz, 55%ig gelöst
in Xylol, 10 Teilen einer 15%igen Lösung eines handelsüblichen
niedrigviskosen CAB, gelöst in Butylacetat, 3 Teilen einer 8,7%igen
Montmorillonitpaste, die in 5 Teilen Ethanol und 86,3 Teilen Xylol
aufgeschlossen wurde, und 1,2 Teilen eines handelsüblichen Netz- und
Dispergiermittels auf Basis hochmolekularer Polycarbonsäure und
Siliconharz 50%ig in Xylol. Nach intensivem Rühren wird diese
Blaupigmentpaste mit 6,8 Teilen Butylacetat und 7 Teilen Butylglykolacetat
verdünnt und auf einer Perlmühle auf eine Mahlfeinheit von < 10 µm
dispergiert. Anschließend wird der Mischlack mit 9,1 Teilen Butylacetat
und Xylol im Gemisch 1 : 1 auf Lagerviskosität eingestellt.
Nach dem Einstellen auf Spritzviskosität mit einem Gemisch aus
Butylacetat, Testbenzin K21 und Xylol im Verhältnis 3 : 2 : 1 auf 22 S DIN 4
mm resultiert bei diesem blauen Metallic-Basislack ein Festkörper (1 h
130°C) von 21,4 %.
26,7 Teile einer der im Anspruch beschriebenen Bindemittellösung nach
Beispiel 1, 2 oder 3 werden mit 2 Teilen Butylacetat verdünnt. Unter
Rühren werden 69,3 Teile einer Weißpigmentpaste zugegeben, die hergestellt
wird aus 19 Teilen Titandioxid und 0,25 Teilen hochdispersem
Siliciumdioxid, die zusammen eingerührt werden in eine Mischung aus 14
Teilen eines handelsüblichen, OH-gruppenhaltigen, aminharzvernetzbaren und
CAB-verträglichen Polyacrylatharz 55%ig gelöst in Xylol, 21,85 Teilen
einer 15%igen Lösung eines handelsüblichen niedrigviskosen CAB, gelöst in
Butylacetat, 3,8 Teilen einer 8,7%igen Montmorillonitpaste, die in 5
Teilen Ethanol und 86,3 Teilen Xylol aufgeschlossen wurde, und 1,2 Teilen
eines handelsüblichen Netz- und Dispergiermittels auf Basis
hochmolekularer Polycarbonsäure und Siliconharz 50%ig in Xylol. Nach
intensivem Rühren wird diese Weißpaste mit 9,2 Teilen Butylglykolacetat
verdünnt und auf einer Perlmühle auf eine Mahlfeinheit von < 12 µm
dispergiert. Zur Einstellung der Viskosität werden 2 Teile Butylacetat
zugegeben.
Nach dem Einstellen auf Spritzvisosität mit einem Gemisch aus Butylacetat,
Testbenzin K21 und Xylol im Verhältnis 3 : 2 : 1 auf 22 S DIN 4 mm resultiert
bei diesem weißen Uni-Basislack ein Festkörper (1h 130°C) von 30,2 %.
Auf ein Muster gemäß Basislackbeispiel 3 Uni-2-Schicht weiß werden 20%
einer Lösung von 43,4 Teilen eines aliphatischen Polyisocyanat - 90%ig in
Butylacetat/höhersiedendes Aromatengemisch 1 : 1 -, verdünnt in 56,44 Teilen
eines Gemisches aus Butylacetat und Butylglykolacetat 1 : 1, und 0,16 Teile
einer 10%igen Butylzinndilauratlösung in Xylol gelöst gegeben.
Nach Einstellen auf Spritzviskosität mit einem Gemisch aus Butylacetat,
Testbenzin K21 und Xylol im Verhältnis 3 : 2 : 1 auf 2 S DIN 4 mm resultiert
bei diesem weißen Uni-2-Schicht Basislack ein Festkörpergehalt (1 h 130°C)
von 35,1 %.
19,5 Teile einer der im Anspruch beschriebenen Bindemittellösung nach
Beispiel 1,2 oder 3 werden mit 5 Teilen eines handelsüblichen,
nichtplastifizierten, hochreaktiven Melamin-Formaldehydharz, 55%ig in
Isobutanol/Xylol gelöst, gemischt. Auf diese Mischung werden 10 Teile
einer Verdickerpaste gegeben, die hergestellt wird aus 42,7 Teilen der im
Anspruch beschriebenen Bindemittellösung, in die 43,1 Teile einer 8,7%igen
Montmorillonitpaste - aufgeschlossen in 5 Teilen Ethanol und 86,3 Teilen
Xylol - und 2,6 Teile eines hochdispersen Siliciumdioxids eingerührt und
die nach der Dispergierung auf einer Perlmühle durch 8,3 Teile der o. a.
Bindemittellösung und 3,3 Teilen Butylacetat ergänzt werden. Auf diese
Mischung werden noch 1,3 Teile eines handelsüblichen Netz- und
Dispergiermittels auf Basis hochmolekularer Polycarbonsäure und
Siliconharz 50%ig in Xylol und 30 Teile einer 30%igen Lösung eines
handelsüblichen niedrigviskosen CAB - gelöst in Butylacetat - gegeben.
In einem separaten Gefäß werden 6 Teile einer handelsüblichen Non leafing
Aluminiumpaste vorgelegt, mit 7 Teilen Butylacetat aufgeschlossen und in
die vorher beschriebene Mischung eingerührt. Zur Viskositätseinstellung
werden 21,2 Teile Butylacetat zugegeben.
Nach dem Einstellen auf Spritzviskosität mit einem Gemisch aus
Butylacetat, Testbenzin K21 und Xylol im Verhältnis 3 : 2 : 1 auf 22 S DIN 4
mm resultiert bei diesem Metallic-silber Basislack ein Festkörper (1 h
130°C) von 20,1 %.
Auf einen geprimerten/gefüllerten oder mit Altlackierung versehenen
Untergrund wird in einer Schichtdicke von 40-60 µm ein Füller, vorzugsweise
ein Zweikomponenten Polyurethanfüller aufgespritzt. Nach Trocknen und
Anschleifen werden die Metallic-Basislacke in einer Schichtdicke von 15-25
µm (Basislackbeispiele Nr. 1, 2, 4, 5) bzw. der Uni-Basislack in einer
Schichtdicke von 30-45 µm (Basislackbeispiel Nr. 3) im Spritzverfahren mit
einem Spritzdruck von 4-5 bar aufgetragen. Nach einer Ablüftzeit von 10-20
min. wird für die Basislackbeispiele 1-4 eine transparente Deckschicht
eines Polyurethanlackes auf Basis eines hydroxyfunktionellen
Polyacrylatharzes und einem aliphatischen Polyisocyanat in einer
Schichtdicke von 40-60 µm appliziert. Die Trocknung der Klarlackschicht
erfolgt bei Raumtemperatur (mindestens 16 Stunden bei 25°C) oder bei
forcierter Trocknung über 40 min. bei 60°C.
Im Falle des Basislackbeispiels 5 wird eine transparente Deckschicht auf
der Basis eines OH-funktionellen Polyacrylatharzes und eines n-Butanol
veretherten Melaminharzes in einer Schichtdicke von 40-60 µm appliziert.
Nach eine Ablüftzeit von 5-10 min. wird 30 min. bei 130°C eingebrannt.
Die erhaltenen Überzüge haben einen hervorragenden Glanz, gute mechanische
Eigenschaften sowie eine hohe Witterungsbeständigkeit. Die
Basislackbeispiele Nr. 1, 2, 4 und 5 weisen eine ausgezeichnete
Anlöseresistenz und Metallic-Effekt auf.
Claims (14)
1. Überzugsmittel, geeignet zur Erzeugung einer Basisschicht bei der
Herstellung von Mehrschichtüberzügen, enthaltend ein oder mehrere
hydroxylgruppenhaltige (Meth)acryl-Copolymerisate, sowie ein oder
mehrere Lösemittel und gegebenenfalls Wasser, Effektpigmente und/oder
farbgebende Pigmente, Füllstoffe, und/oder lackübliche Additive,
dadurch gekennzeichnet,
daß das (Meth)acryl-Copolymerisat im wesentlichen aus Einheiten auf der
Basis folgender Monomeren aufgebaut ist:
- a) 0.5-10.0 Gew.-% Amiden und/oder N-substituierten Amiden der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure,
- b) 5.0-30.0 Gew.-% Phenylalkylestern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure
- c) 10.0-30.0 Gew.-% Hydroxyalkylestern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit 2-8 C-Atomen im Hydroxyalkylrest,
- d) 0.6-7.5 Gew.-% Acrylsäure und/oder Methyacrylsäure, und
- e) 30.0-83.9 Gew.-% Alkylestern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit 1-18 C-Atomen im Alkylrest, wobei die Summe der Komponenten a) bis e) jeweils 100 beträgt.
2. Überzugsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
(Meth)acryl-Copolymerisat eine Hydroxylzahl von 50 bis 120 mg KOH/g,
eine Säurezahl von 5 bis 50 mg KOH/g, ein Gewichtsmittel von 5000 bis
30000 und eine Glasübergangstemperatur von -10°C bis +80°C aufweist.
3. Überzugsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch
gekennzeichnet, daß es niedrigviskoses Celluloseacetobutyrat enthält.
4. Überzugsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß es keinen Zusatz an Vernetzungsmittel enthält.
5. Überzugsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß es zusätzlich ein oder mehrere Vernetzungsmittel
enthält.
6. Überzugsmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es als
Vernetzungsmittel ein oder mehrere Polyisocyanate und/oder
Prepolyisocyanate enthält.
7. Überzugsmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es ein oder
mehrere Aminoplastharze als Vernetzungsmittel enthält.
8. Überzugsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß es als Effektpigmente Metall-Schuppenpigmente
und/oder Perlglanzpigmente sowie gegebenenfalls Füllstoffe enthält.
9. Überzugsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß es Metall-Schuppenpigmente und farbgebende Pigmente
sowie gegebenenfalls Füllstoffe enthält.
10. Überzugsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß es farbgebende Pigmente und gegebenenfalls
Füllstoffe enthält.
11. Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtlackierung durch Auftrag
einer Basislackschicht auf ein gegebenenfalls mit einer Grundierung und
gegebenenfalls einer oder mehreren weiteren Zwischenschichten
versehenes Substrat, und anschließenden Auftrag einer Klar- oder
Decklackschicht,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Basislackschicht ein
Überzugsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 10 verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung
einer Reparaturlackierung, insbesondere auf dem Kraftfahrzeugsektor,
ein luft- oder ofentrocknendes Überzugsmittel nach einem der Ansprüche
1 bis 4 und 7 bis 10, das frei von Vernetzungsmitteln ist, verwendet
wird.
13. Verwendung der Überzugsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur
Herstellung von Basislackschichten für Mehrschichtlackierungen,
insbesondere auf dem Kraftfahrzeugsektor.
14. Verwendung der luft- und ofentrocknenden Überzugsmittel nach einem der
Ansprüche 1 bis 4 und 7 bis 10 zur Herstellung von
Reparaturlackierungen, insbesondere auf dem Kraftfahrzeugsektor.
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