DE4407415A1 - Beschichtungsmittel auf Basis eines hydroxylgruppenhaltigen Polyacrylatharzes und seine Verwendung in Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtlackierung - Google Patents
Beschichtungsmittel auf Basis eines hydroxylgruppenhaltigen Polyacrylatharzes und seine Verwendung in Verfahren zur Herstellung einer MehrschichtlackierungInfo
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Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Beschich
tungsmittel, enthaltend
- (A) mindestens ein hydroxylgruppenhaltiges
Polyacrylatharz, das erhältlich ist aus
- (a) einem cycloaliphatischen Ester der Methacryl säure und/oder Acrylsäure oder einem Gemisch aus solchen Monomeren,
- (b) einem hydroxylgruppenhaltigen Alkylester der Methacrylsäure und/oder Acrylsäure oder Gemi schen aus solchen Monomeren,
- (c) ggf. einem von (a) und (b) verschiedenen hydroxylgruppenhaltigen, ethylenisch ungesät tigten Monomeren oder einem Gemisch aus sol chen Monomeren,
- (d) einem von (a), (b) und (c) verschiedenen ali phatischen Ester der Methacryl- und/oder Acrylsäure oder einem Gemisch aus solchen Monomeren,
- (e) ggf. einem von (a), (b), (c) und (d) verschie denen vinylaromatischen Kohlenwasserstoff oder einem Gemisch aus solchen Monomeren und
- (f) ggf. eines von (a), (b), (c), (d) und (e) ver schiedenen weiteren ethylenisch ungesättigten Monomeren oder einem Gemisch aus solchen Mono meren,
und
- (B) mindestens ein Vernetzungsmittel.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem Verfahren
zur Herstellung eines mehrschichtigen, schützenden
und/oder dekorativen Überzuges auf einer Substratober
fläche sowie die Verwendung der Beschichtungsmittel im
Bereich der Autoreparaturlackierung.
Beschichtungsmittel auf der Basis von hydroxylgruppen
haltigen Polyacrylatharzen und Vernetzungsmitteln sind
beispielsweise aus der JP-OS 4-1254 bekannt. Die als
Bindemittel eingesetzten hydroxylgruppenhaltigen Poly
acrylatharze sind dabei erhältlich aus hydroxylgruppen
haltigen Monomeren, Alkylacrylaten, Alkylmethacrylaten,
ggf. Styrol sowie ggf. ethylenisch ungesättigten Poly
meren. Dabei ist es erfindungswesentlich, daß das Poly
acrylatharz unter Verwendung von 4-t-Butylcyclohexyl
acrylat und/oder 4-t-Butylcyclohexylmethacrylat als
Monomerkomponente hergestellt worden ist. Als hydroxyl
gruppenhaltiges Monomer wird insbesondere
Hydroxyethylacrylat und/oder Hydroxyethylmethacrylat
eingesetzt.
Diese aus der JP-OS 4-1254 bekannten Beschichtungsmit
tel weisen insbesondere bei Verwendung als transparen
ter Decklack über einer Basislackschicht vor allem den
Nachteil auf, daß bei Verwendung von Hydroxyethyl
acrylat und/oder Hydroxythylmethacrylat als OH-Monomer
Beschichtungen mit einer unzureichenden Haftung auf der
Basislackschicht resultieren. Nachteilig bei diesen aus
der JP-OS 4-1254 bekannten Beschichtungsmitteln ist
ferner die unzureichende Topfzeit der Beschichtungs
mittel.
Der vorliegenden Erfindung lag somit die Aufgabe
zugrunde, Beschichtungsmittel zur Verfügung zu stellen,
die bei Verwendung als transparenter Decklack über
einer pigmentierten Basislackschicht zu Beschichtungen
mit einer gegenüber den aus der JP-OS 4-1254 bekannten
Beschichtungsmitteln verbesserten Haftung zum Klarlack
führen. Gleichzeitig sollten dabei die resultierenden
Beschichtungen eine gute Chemikalienbeständigkeit sowie
eine gute Witterungsbeständigkeit aufweisen. Ferner
sollten die Beschichtungsmittel für die Autoreparatur
lackierung geeignet sein, d. h. sie sollten bei niedri
gen Temperaturen von im allgemeinen unter 120°C, bevor
zugt unter 80°C, aushärtbar sein. Außerdem sollten die
Beschichtungsmittel auch bei diesen niedrigen Tempera
turen schnell aushärten (schnelle Staub- und Klebfrei
heit sowie schnelle Durchtrocknung), dabei aber eine
möglichst lange Verarbeitbarkeit (Topfzeit) aufweisen.
Weiterhin sollten die Beschichtungsmittel einen guten
Decklackstand aufweisen und bei Verwendung als Klarlack
über einer Basislackschicht die darunterliegende Basis
lackschicht nur möglichst wenig anlösen sowie einen
guten Hell-/Dunkeleffekt bei der Aufsicht unter ver
schiedenen Winkeln zeigen. Schließlich sollten die
Beschichtungsmittel einen sehr guten Verlauf zeigen und
unter den Bedingungen der Autoreparaturlackierung ein
gutes Applikationsverhalten zeigen.
Überraschenderweise wird diese Aufgabe durch ein
Beschichtungsmittel der eingangs genannten Art gelöst,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Komponente (A)
ein hydroxylgruppenhaltiges Polyacrylatharz ist, das
erhältlich ist, indem
- (a) 5 bis 80 Gew.-% der Komponente (a),
- (b) 10 bis 50 Gew.-% der Komponente (b),
- (c) 0 bis 25 Gew.-% der Komponente (c),
- (d) 5 bis 80 Gew.-% der Komponente (d),
- (e) 0 bis 40 Gew.-% der Komponente (e) und
- (f) 0 bis 40 Gew.-% der Komponente (f)
zu einem Polyacrylatharz mit einem zahlenmittleren
Molekulargewicht Mn von 1000 bis 5000, einem Verhältnis
von gewichtsmittlerem Molekulargewicht Mw zu zahlen
mittlerem Molekulargewicht Mn von weniger als 5,0 und
einer OH-Zahl von 60 bis 180 mg KOH/g polymerisiert
werden, wobei die Summe der Gewichtsanteile der Kompo
nenten (a) bis (f) stets 100 Gew.-% beträgt und wobei
als Komponente (b) nur Monomere oder Mischungen von
Monomeren eingesetzt werden, die bei alleiniger Polyme
risation des jeweiligen Monomers ein Polyacrylat-
und/oder Polymethacrylatharz mit einer Glasübergangs
temperatur von -10°C bis +6°C oder von +60°C bis 80°C
ergeben.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem ein
Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Über
zuges auf einer Substratoberfläche unter Verwendung
dieser Beschichtungsmittel sowie die Verwendung der
Beschichtungsmittel im Bereich der Autoreparatur
lackierung.
Es ist überraschend und war nicht vorhersehbar, daß die
erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel bei Verwendung
als transparenter Decklack über einer pigmentierten
Basislackschicht eine deutlich verbesserte Haftung zur
Basislackschicht aufweisen und dabei gleichzeitig eine
gute Chemikalienbeständigkeit sowie Witterungsbestän
digkeit aufweisen. Vorteilhaft ist ferner, daß die
Beschichtungsmittel bei niedrigen Temperaturen aushärt
bar sind und so für den Bereich der Autoreparatur
lackierung einsetzbar sind. Selbst bei Härtung der
Beschichtungsmittel bei diesen niedrigen Temperaturen
härten die Beschichtungsmittel schnell aus, weisen
dabei aber gleichzeitig eine lange Verarbeitbarkeit
auf. Weiterhin weisen die erfindungsgemäßen Beschich
tungsmittel den Vorteil eines guten Decklackstandes auf
und zeigen unter den Bedingungen der Autoreparatur
lackierung einen sehr guten Verlauf und ein gutes
Applikationsverhalten. Schließlich weisen die erfin
dungsgemäßen Beschichtungsmittel bei Verwendung als
Klarlack über einer Basislackschicht den Vorteil auf,
daß sie die Basislackschicht nur wenig anlösen und den
Metalleffekt nur sehr gering beeinflussen.
Im folgenden werden nun die einzelnen Bestandteile des
erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels näher erläutert.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Polyacrylatharz (A) ist
erhältlich, indem
- (a) 5 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 30 Gew.-%, eines cycloaliphatischen Esters der Methacrylsäure und/oder Acrylsäure oder eines Gemisches aus sol chen Monomeren,
- (b) 10 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 40 Gew.-%, eines hydroxylgruppenhaltigen Alkylesters der Methacrylsäure und/oder Acrylsäure oder eines Gemisches aus solchen Monomeren,
- (c) 0 bis 25 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 15 Gew.-%, eines von (a) und (b) verschiedenen hydroxylgruppenhal tigen, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren,
- (d) 5 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 30 Gew.-%, eines von (a), (b), (c) und (f) verschiedenen aliphati schen Esters der Methacryl- und/oder Acrylsäure oder eines Gemisches aus solchen Monomeren,
- (e) 0 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 30 Gew.-%, eines von (a), (b), (c), (d) und (f) verschiedenen vinylaromatischen Kohlenwasserstoffes oder eines Gemisches aus solchen Monomeren und
- (f) 0 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 30 Gew.-%, eines von (a), (b), (c), (d) und (e) verschiedenen wei teren ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisch aus solchen Monomeren,
zu einem Polyacrylatharz mit einem zahlenmittleren
Molekulargewicht Mn von 1000 bis 5000, einem Verhältnis
von gewichtsmittlerem Molekulargewicht Mw zu zahlen
mittlerem Molekulargewicht Mn von weniger als 5,0,
bevorzugt von 1,8 bis 4,0 und einer OH-Zahl von 60 bis
180, bevorzugt von 100 bis 150 mg KOH/g polymerisiert
werden, wobei die Summe der Gewichtsanteile der Kompo
nenten (a) bis (f) stets 100 Gew.-% beträgt und wobei
als Komponente (b) nur Monomere oder Mischungen von
Monomeren eingesetzt werden, die bei alleiniger Polyme
risation des jeweiligen Monomers ein Polyacrylat
und/oder Polymethacrylatharz mit einer Glasübergangs
temperatur von -10°C bis +6°C oder von +60°C bis 80°C
ergeben.
Die Polymerisation der Monomerkomponenten (a) bis (f)
wird vorzugsweise unter Ausschluß von Sauerstoff, z. B.
durch Arbeiten in einer Stickstoff-Atmosphäre, durchge
führt. Der Reaktor ist mit entsprechenden Rühr-, Heiz-
und Kühleinrichtungen sowie mit einem Rückflußkühler,
in dem flüchtige Bestandteile, wie z. B. Styrol, zurück
gehalten werden, ausgerüstet. Die Polymerisationsreak
tion wird bei Temperaturen von 100 bis 180°C, bevorzugt
130-170°C, unter Verwendung von geeigneten Polymeri
sationsinitiatoren und ggf. Polymerisationsreglern
durchgeführt.
Für die Herstellung der Polyacrylatharze (A) sind bei
spielsweise tert.-Butylgruppen enthaltende Initiatoren,
wie z. B. Di.-tert.-butylperoxid, tert.-Butylhydroper
oxid, 2,2-Di-tert.-butylperoxybutan und 1,3-Bis-(tert.-
butylperoxyisopropyl-)-benzol, Dibenzoylperoxid, tert.-
Butylperoxy-2-ethylhexanoat, tert.-Butylperoxy-3,5,5-
trimethylhexanoat, tert.-Butylperoxypivalat, Dicumyl
peroxid, Cumylhydroperoxid, tert.-Amylperoxybenzoat,
tert.-Amylperoxy-2-ethylhexanoat, Diacylperoxide, wie
z. B. Diacetylperoxid, Peroxyketale, 2,2-Di-(tert.-amyl
peroxy-)propan, Ethyl-3,3-di-(tert.-amylperoxy)-buty
rat und thermolabile hochsubstituierte Ethanderivate,
beispielsweise auf Basis silylsubstituierter Ethanderi
vate und auf Basis Benzpinakol geeignet. Weiterhin
können auch aliphatische Azoverbindungen, wie bei
spielsweise Azoisovaleronitril und Azobiscyclohexan
nitril, eingesetzt werden.
Die Initiatormenge beträgt in den meisten Fällen 0,1
bis 8 Gew.-%, bezogen auf die zu verarbeitende Monome
renmenge, sie kann ggf. aber auch höher liegen. Der
Initiator, gelöst in einem Teil des für die Polymerisa
tion eingesetzten Lösungsmittels, wird allmählich
während der Polymerisationsreaktion zudosiert. Bevor
zugt dauert der Initiatorzulauf etwa 0,5 bis 2 Stunden
länger als der Monomerenzulauf, um so auch eine gute
Wirkung während der Nachpolymerisationsphase zu erzie
len. Werden Initiatoren mit nur einer geringen Zer
fallsrate unter den vorliegenden Reaktionsbedingungen
eingesetzt, so ist es auch möglich, den Initiator vor
zulegen.
Die Polymerisationsbedingungen (Reaktionstemperatur,
Zulaufzeit der Monomerenmischung, Menge und Art der
organischen Lösemittel und Polymerisationsinitiatoren,
eventuelle Mitverwendung von Molekulargewichtsreglern,
wie z. B. Mercaptanen, Thiolglykolsäureestern und Chlor
wasserstoffen) werden so ausgewählt, daß die erfin
dungsgemäß eingesetzten Polyacrylatharze ein zahlen
mittleres Molekulargewicht von 1000 bis 5000, vorzugs
weise 1800 bis 4000 (bestimmt durch Gelpermeationschro
matographie unter Verwendung von Polystyrol als Eich
substanz) aufweisen.
Die Säurezahl des Polyacrylatharzes (A) liegt üblicher
weise zwischen 0 und 30 mg KOH/g.
Die Säurezahl der erfindungsgemäß eingesetzten Poly
acrylatharze kann vom Fachmann durch Einsatz entspre
chender Mengen der Komponente (f) eingestellt werden.
Analoges gilt für die Einstellung der Hydroxylzahl. Sie
ist über die Menge an eingesetzter Komponente (b) und
(c) steuerbar.
Beispiele für als Komponente (a) geeignete cycloalipha
tische Ester der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure
sind Cyclohexylacrylat, Cyclohexylmethacrylat, 4-tert.-
Butylcyclohexylacrylat, 4-tert.-Butylcyclohexylmeth
acrylat, Isobornylacrylat und Isobornylmethacrylat.
Bevorzugt wird als Komponente (a) 4-tert.-Butylcyclo
hexylacrylat und/oder 4-tert.-Butylcyclohexylmeth
acrylat eingesetzt.
Es ist erfindungswesentlich, daß als Komponente (b) nur
Monomere oder Mischungen von Monomeren eingesetzt
werden, die bei alleiniger Polymerisation des jeweili
gen Monomers ein Polyacrylat- und/oder
Polymethacrylatharz mit einer Glasübergangstemperatur
von -10°C bis +6°C, oder von +60°C bis 80°C ergeben.
Dies bedeutet, daß bei Verwendung von Mischungen ver
schiedener Monomerer als Komponente (b) selbstverständ
lich auch solche Mischungen geeignet sind, die bei
alleiniger Polymerisation der Komponente (b) ein
Polyacrylat- und/oder Polymethacrylatharz mit einem Tg-
Wert außerhalb dieser für die einzelnen Monomeren ange
gebenen Bereiche ergeben.
Die Glasübergangstemperatur kann vom Fachmann unter
Zuhilfenahme der Formel
TG = Glasübergangstemperatur des Polymeren
x = Anzahl der verschiedenen einpolymerisierten Monomere,
Wn = Gewichtsanteil des n-ten Monomers
TGn = Glasübergangstemperatur des Homopolymers aus dem n-ten Monomer
näherungsweise berechnet werden.
x = Anzahl der verschiedenen einpolymerisierten Monomere,
Wn = Gewichtsanteil des n-ten Monomers
TGn = Glasübergangstemperatur des Homopolymers aus dem n-ten Monomer
näherungsweise berechnet werden.
Bevorzugt ist die Komponente (b) ausgewählt aus 3-Hy
droxypropylmethacrylat, 3-Hydroxypropylacrylat, 2-Hy
droxypropylmethacralat und/oder 2-Hydroxypropylacrylat.
Als weitere hydroxylgruppenhaltige Monomere (Komponente
(c)) kommen Hydroxyalkylester α,β-ungesättigter Carbon
säuren mit primären oder sekundären Hydroxylgruppen in
Frage. Ist eine hohe Reaktivität des Acrylatcopolymeri
sats erwünscht, können ausschließlich Hydroxialkylester
mit primären Hydroxylgruppen eingesetzt werden; soll
das Polyacrylat weniger reaktiv sein, können aus
schließlich Hydroxialkylester mit sekundären Hydroxyl
gruppen eingesetzt werden. Selbstverständlich können
auch Mischungen von Hydroxyalkylestern mit primären
Hydroxylgruppen und Hydroxyalkylestern mit sekundären
Hydroxylgruppen verwendet werden. Beispiele für geeig
nete Hydroxyalkylester α,β-ungesättigter Carbonsäuren
mit primären Hydroxylgruppen sind Hydroxybutylacrylat,
Hydroxyamylacrylat, Hydroxyhexylacrylat,
Hydroxyoctylacrylat und die entsprechenden Meth
acrylate. Als Beispiele für verwendbare Hydroxial
kylester mit einer sekundären Hydroxylgruppe seien
2-Hydroxybutylacrylat, 3-Hydroxybutylacrylat und die
entsprechenden Methacrylate genannt. Selbstverständlich
können jeweils auch die entsprechenden Ester anderer
α,β-ungesättigter Carbonsäuren, wie z. B. der Croton
säure und der Isocrotonsäure eingesetzt werden.
Vorteilhaft kann die Komponente (c) zumindest teilweise
ein Umsetzungsprodukt aus einem Mol Hydroxyethylacrylat
und/oder Hydroxyethylmethacrylat und durchschnittlich
zwei Mol ε-Caprolacton sein. Als Komponente (c) kann
zumindest teilweise auch ein Umsetzungsprodukt aus
Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit der äquivalenten
Menge eines Glycidylesters einer Carbonsäure mit einem
tertiären α-Kohlenstoffatom eingesetzt werden. Glyci
dylester stark verzweigter Monocarbonsäuren sind unter
dem Handelsnamen "Cardura" erhältlich. Die Umsetzung
der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit dem Glyci
dylester einer Carbonsäure mit einem tertiären α-Koh
lenstoffatom kann vor, während oder nach der Polymeri
sationsreaktion erfolgen.
Die zur Herstellung des erfindungsgemäß eingesetzten
Monomeren (d) werden bevorzugt so ausgewählt, daß bei
alleiniger Polymerisation der Komponente (d) ein Poly
acrylat- und/oder Polymethacrylatharz mit einer Glas
übergangstemperatur von -70 bis 120°C erhalten wird.
Beispiele für als Komponente (d) geeignete Monomere
sind Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Butyl-
(meth)acrylat, Isopropyl(meth)acrylat, Isobutyl-
(meth)acrylat, Pentyl(meth)acrylat, Isoamyl(meth)
acrylat, Hexyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat,
Furfuryl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, 3,5,5-Tri
methylhexyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Lauryl-
(meth)acrylat, Hexadecyl(meth)acrylat, Octadecyl(meth)
acrylat, Stearyl(meth)acrylat und Ethyltriglykol(meth)
acrylat.
Als Komponente (e) geeignet sind vinylaromatische Ver
bindungen. Vorzugsweise enthält die Komponente (e) 8
bis 9 Kohlenstoffatome je Molekül. Beispiele für geeig
nete Verbindungen sind Styrol, Vinyltoluole,
α-Methylstyrol, Chlorstyrole, o-, m- oder p-Methyl-sty
rol, 2,5-Dimethylstyrol, p-Methoxystyrol, p-tert.-
Butylstyrol, p-Dimethylaminostyrol, p-Acetamidostyrol
und m-Vinylphenol. Bevorzugt werden Vinyltoluole sowie
insbesondere Styrol eingesetzt.
Beispiele für als Komponente (f) geeignete Verbindungen
sind Alkoxyethylacrylate, Aryloxyethylacrylate und die
entsprechenden Methacrylate, wie z. B. Butoxyethyl-
(meth)acrylat und Phenoxyethyl(meth)acrylat sowie Meth
acrylnitril und Acrylnitril sowie Alkylester von ande
ren ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, wie z. B.
Alkylester der Croton- und Isocrotonsäure sowie polyme
risierbare Vinylether und Vinylester.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel können ferner
ggf. ein oder mehrere weitere hydroxylgruppenhaltige
Harze enthalten. Beispielsweise können sie weitere, von
dem obenbeschriebenen Acrylatharz (A) verschiedene,
hydroxylgruppenhaltige Acrylatharze und/oder Polykon
densationsharze (insbesondere Polyesterharz) enthalten.
Üblicherweise werden diese weiteren Bindemittel in
einer Menge von 0 bis 25 Gew.-%, bevorzugt von 0 bis 20
Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des
Beschichtungsmittels und bezogen auf den Festkörperge
halt des Bindemittels, eingesetzt.
Beispiele für geeignete weitere Bindemittel sind bei
spielsweise die im Handel unter den Namen Macrynal® SM
510 und SM 513 der Firma Hoechst erhältlichen Poly
acrylatharze sowie die in der Deutschen Patentanmeldung
DE-A-40 24 204 beschriebenen, in Gegenwart eines Poly
esters hergestellten hydroxylgruppenhaltigen Poly
acrylatharze. Wegen Einzelheiten sei auf die DE-A-
40 24 204, insbesondere die Seite 3, Zeile 18, bis
Seite 7, Zeile 53, verwiesen.
Als weiteres Bindemittel geeignet ist beispielsweise
auch ein hydroxylgruppenhaltiges Polyacrylatharz, das
erhältlich ist, indem
- (m1) 10 bis 51 Gew.-% einer Mischung aus
- (m11) einem oder mehreren Monomeren, ausgewählt aus der Gruppe 4-Hydroxy-n-butylacrylat und/oder 4-Hydroxy-n-butylmethacrylat und/oder 3-Hydroxy-n-butylacrylat und/oder 3-Hydroxy-n- butylmethacrylat und
- (m12) einem oder mehreren Monomeren, ausgewählt aus der Gruppe 3-Hydroxy-n-propylacrylat und/oder 3-Hydroxy-n-propylmethacrylat und/oder 2-Hydroxy-n-propylacrylat und/oder 2- Hydroxy-n-propylmethacrylat,
- (m2) 0 bis 20 Gew.-% eines von (m1) verschiedenen hydroxylgruppenhaltigen Esters der Acrylsäure oder der Methacrylsäure mit mindestens 5 C-Atomen im Alkoholrest oder eines Gemisches aus solchen Mono meren,
- (m3) 28 bis 85 Gew.-% eines von (m1) und (m2) verschie denen aliphatischen oder cycloaliphatischen Esters der Acrylsäure oder der Methacrylsäure mit min destens 4 C-Atomen im Alkoholrest oder eines Gemi sches aus solchen Monomeren,
- (m4) 0 bis 25 Gew.-% eines von (m1), (m2) und (m3) ver schiedenen vinylaromatischen Kohlenwasserstoffs oder eines Gemisches aus solchen Monomeren,
- (m5) 0 bis 5 Gew.-% einer ethylenisch ungesättigten Carbonsäure oder einer Mischung aus ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren und
- (m6) 0 bis 20 Gew.-% eines von (m1), (m2), (m3), (m4) und (m5) verschiedenen ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Mono meren
zu einem Polyacrylatharz mit einer Hydroxylzahl von 60
bis 200 mgKOH/g, einer Säurezahl von 0 bis 35 mgKOH/g
und einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 1000 bis
5000 polymerisiert werden, wobei die Summe der
Gewichtsanteile der Komponenten (m1) bis (m6) jeweils
100 Gew.-% beträgt.
Beispiele für die als Monomerkomponenten (m1) bis (m6)
geeignete Verbindungen sind die bei der Beschreibung
des Acrylatharzes (A) aufgeführten Verbindungen.
Bei der Polyisocyanatkomponente (B) handelt es sich um
beliebige organische Polyisocyanate mit aliphatisch,
cycloaliphatisch, araliphatisch und/oder aromatisch
gebundenen, freien Isocyanatgruppen. Bevorzugt werden
Polyisocyanate mit 2 bis 5 Isocyanatgruppen pro Molekül
eingesetzt. Gegebenenfalls können den Polyisocyanaten
noch geringe Mengen organisches Lösemittel, bevorzugt 1
bis 25 Gew.-%, bezogen auf reines Polyisocyanat, zuge
geben werden, um so die Einarbeitbarkeit des Isocyana
tes zu verbessern. Als Zusatzmittel geeignete Lösemit
tel für die Polyisocyanate sind beispielsweise Ethoxi
ethylpropionat, Butylacetat und ähnliches.
Beispiele für geeignete Isocyanate sind beispielsweise
in "Methoden der organischen Chemie", Houben-Weyl, Band
14/2, 4. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1963,
Seite 61 bis 70, und von W. Siefken, Liebigs Ann. Chem.
562, 75 bis 136, beschrieben. Beispielsweise geeignet
sind 1,2-Ethylendiisocyanat, 1,4-Tetramethylendiiso
cyanat, 1,6-Hexamethylendiisocyanat, 2,2,4- bzw.
2,4,4-Trimethyl-1,6-hexamethylendiisocyanat, 1,12-Dode
candiisocyanat, ω,ω′-Diisocyanatodipropylether, Cyclo
butan-1,3-diisocyanat, Cyclohexan-1,3- und -1,4-diiso
cyanat, 2,2- und 2,6-Diisocyanato-1-methylcyclohexan,
3-Isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyliso
cyanat("Isophorondiisocyanat"), 2,5- und 3,5-Bis(iso
cyanatomethyl)-8-methyl-1,4-methano-decahydronaphtha
lin, 1,5-, 2,5-, 1,6- und 2,6-Bis(isocyanatomethyl)-
4,7-methanohexahydroindan, 1,5-, 2,5-, 1,6- und
2,6-Bis(isocyahato)-4,7-methanhexahydroindan, Dicyclo
hexyl-2,4′- und -4,4′-diisocyanat, 2,4- und 2,6-Hexa
hydrotoluylendiisocyanat, Perhydro-2,4′- und -4,4′-di
phenylmethandiisocyanat, ω,ω′-Diisocyanato-1,4-diethyl
benzol, 1,3- und 1,4-Phenylendiisocyanat, 4,4′-Diiso
cyanato-diphenyl, 4,4′-Diisocyanato-3,3′-dichlordi
phenyl, 4,4′-Diisocyanato-3,3′-dimethoxi-diphenyl,
4,4′-Diisocyanato-3,3′-dimethyl-diphenyl, 4,4′-Diiso
cyanato-3,3′-diphenyl-diphenyl, 2,4′- und 4,4′-Diiso
cyanato-diphenylmethan, Naphthylen-1,5-diisocyanat,
Toluylendiisocyanate, wie 2,4- bzw. 2,6-Toluylendiiso
cyanat, N,N′-(4,4′-Dimethyl-3,3′-diisocyanatodiphe
nyl)-uretdion, m-Xylylendiisocyanat, Dicyclohexyl
methandiisocyanat, Tetramethylxylylendiisocyanat, aber
auch Triisocyanate, wie 2,4,4′-Triisocyanatodiphenyl
ether, 4,4′,4′′-Triisocyanatotriphenylmethan. Bevorzugt
werden, ggf. in Kombination mit den obengenannten Poly
isocyanaten, Isocyanuratgruppen und/oder Biuretgruppen
und/oder Allophanatgruppen und/oder Urethangruppen
und/oder Harnstoffgruppen aufweisende Polyisocyanate
eingesetzt. Urethangruppen aufweisende Polyisocyanate
werden beispielsweise durch Umsetzung eines Teils der
Isocyanatgruppen mit Polyolen, wie z. B. Trimethylolpro
pan und Glycerin, erhalten.
Vorzugsweise werden aliphatische oder cycloaliphatische
Polyisocyanate, insbesondere Hexamethylendiisocyanat,
dimerisiertes und trimerisiertes Hexamethylendiiso
cyanat, Isophorondiisocyanat, Dicyclohexylmethan-2,4′-
diisocyanat oder Dicyclohexylmethan-4,4′-diisocyanat
oder Mischungen aus diesen Polyisocyanaten eingesetzt.
Ganz besonders bevorzugt werden Gemische aus Uretdion-
und/oder Isocyanuratgruppen und/oder Allophanatgruppen
aufweisenden Polyisocyanaten auf Basis von Hexa
methylendiisocyanat, wie sie durch katalytische Oligo
merisierung von Hexamethylendiisocyanat unter Verwen
dung von geeigneten Katalysatoren entstehen, einge
setzt. Die Polyisocyanatkomponente (B) kann im übrigen
auch aus beliebigen Gemischen der beispielhaft genann
ten Polyisocyanate bestehen.
Die Menge des eingesetzten Vernetzers wird so gewählt,
daß das Verhältnis der Isocyanatgruppen des Vernetzers
zu den Hydroxylgruppen der Bindemittelkomponente im
Bereich von 1 : 3 bis 3 : 1 liegt. Üblicherweise ent
halten die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel 15 bis
45 Gew.-% des Acrylatharzes (A), 0 bis 30 Gew.-% der
weiteren Bindemittelkomponente und 6 bis 20 Gew.-% des
Vernetzungsmittels (B), jeweils bezogen auf das Gesamt
gewicht des Beschichtungsmittels und bezogen auf den
Festkörpergehalt der Bindemittel- und Vernetzerkompo
nenten.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel enthalten
ferner ein oder mehrere organische Lösungsmittel. Diese
Lösungsmittel werden üblicherweise in Mengen von 20 bis
70 Gew.-%, bevorzugt von 25 bis 65 Gew.-%, jeweils
bezogen auf das Gesamtgewicht des Beschichtungsmittels,
eingesetzt.
Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind höher sub
stituierte Aromaten, wie z. B. Solvent Naphtha®, Schwer
benzol, verschiedene Solvesso®-Typen, verschiedene
Shellsol®-Typen und Deasol® sowie höhersiedende alipha
tische und cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe, wie
z. B. verschiedene Testbenzine, Mineralterpentinöl,
Tetralin und Dekalin sowie verschiedene Ester, wie z. B.
Ethylglykolacetat, Butylglykolacetat, Ethyldiglykolace
tat u. a.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel können außer
dem übliche Hilfs- und Zusatzstoffe in üblichen Mengen,
bevorzugt 0,01 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtge
wicht des Beschichtungsmittel, enthalten. Beispiele für
geeignete Hilfs- und Zusatzstoffe sind Verlaufsmittel,
wie Silikonöle, Weichmacher, wie Phosphorsäureester und
Phthalsäureester, viskositätskontrollierende Zusätze,
Mattierungsmittel, UV-Absorber, Lichtschutzmittel und
ggf. Füllstoffe.
Die Herstellung der Beschichtungsmittel erfolgt in
bekannter Weise durch Mischen und ggf. Dispergieren der
einzelnen Komponenten.
Diese Beschichtungsmittel können durch Spritzen, Flu
ten, Tauchen, Walzen, Rakeln oder Streichen auf ein
Substrat in Form eines Films aufgebracht werden, wobei
der Film anschließend zu einem festhaftenden Überzug
gehärtet wird.
Die Aushärtung dieser Beschichtungsmittel erfolgt übli
cherweise bei Raumtemperatur oder leicht erhöhter Tem
peratur, vorteilhafterweise bei Temperaturen unterhalb
von 100°C, bevorzugt bei Temperaturen unterhalb von
80°C. Die Beschichtungsmittel können aber auch unter
Einbrennbedingungen, d. h. bei Temperaturen von minde
stens 100°C, gehärtet werden.
Als Substrate eignen sich insbesondere Metalle sowie
Holz, Kunststoff, Glas u. a.
Aufgrund der kurzen Härtungszeiten und niedrigen Här
tungstemperaturen werden die erfindungsgemäßen
Beschichtungsmittel bevorzugt für die Autoreparatur
lackierung, die Lackierung von Großfahrzeugen und LKW-
Aufbauten verwendet. Sie können aber - je nach einge
setztem Vernetzer - auch für die Automobilserienlackie
rung eingesetzt werden.
Des weiteren eignen sie sich insbesondere als Klarlack.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch
ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen
schützenden und/oder dekorativen Überzuges auf einer
Substratoberfläche, bei dem
- (1) ein pigmentierter Basislack auf die Substratober fläche aufgebracht wird,
- (2) aus dem in Stufe (1) aufgebrachten Basislack ein Polymerfilm gebildet wird,
- (3) auf die so erhaltene Basisschicht ein transparen
ter Decklack, der
- (A) ein hydroxylgruppenhaltiges Polyacrylatharz und
- (B) ein Vernetzungsmittel enthält, aufgebracht wird und anschließend
- (4) Basislackschicht und Decklackschicht zusammen gehärtet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß als Decklack das erfin
dungsgemäße Beschichtungsmittel eingesetzt wird.
Die in diesem Verfahren eingesetzten Basislacke sind
bekannt und brauchen daher nicht näher erläutert zu
werden. Beispiele für geeignete Basislacke sind auch
die in der DE-OS 41 10 520, der DE-OS 40 09 000, der
DE-OS 40 24 204, der EP-A-355 433, der DE-OS 35 45 618,
der DE-OS 38 13 866 und der nicht vorveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung P 42 32 717.2 beschriebenen
Basislacke.
Geeignet sind außerdem die in der noch nicht veröffent
lichten deutschen Patentanmeldung P 43 27 416.1
beschriebenen Basislacke, die dadurch gekennzeichnet
sind, daß sie einen hydroxylgruppenhaltigen Polyester
mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht Mw von
40 000-200 000 und eine Uneinheitlichkeit Mw/Mn < 8
enthalten und daß zur Herstellung des Polyesters min
destens 50 Gew.-% aromatische Dicarbonsäuren oder deren
veresterungsfähige Derivate eingesetzt worden sind,
wobei aber der Gehalt an Phthalsäureanhydrid maximal 80
Gew.-% beträgt und wobei die Gew.-%-Angaben jeweils auf
das Gesamtgewicht der zur Herstellung des Polyesters
eingesetzten Säurekomponenten bezogen sind.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel zeichnen sich
insbesondere durch eine gute Haftung auf der Basislack
schicht, eine gute Kratzfestigkeit und hohe Härte der
resultierenden Beschichtungen aus. Daneben weisen die
Beschichtungsmittel eine schnelle Trocknung bei gleich
zeitig langer Verarbeitbarkeit (Topfzeit) aus. Weiter
hin zeigen die resultierenden Beschichtungen, insbeson
dere im Fall der Klarlackbeschichtungen, gute mechani
sche Eigenschaften, wie beispielsweise eine gute Glanz
haltung, eine gute Fülle und einen guten Verlauf.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Alle Angaben über Teile und Prozente
sind dabei Gewichtsangaben, falls nicht ausdrücklich
etwas anderes festgestellt wird.
Die zur Herstellung der hydroxylgruppenhaltigen
Acrylatharze E1 bis E4 (erfindungsgemäß) und V1 bis V4
(Vergleich) eingesetzten Monomeren sind in Tabelle 1
angegeben. Als Hydroxy-n-propyl(meth)acrylat wurde
dabei eine handelsübliche Mischung aus 25 Gew.-% 3-Hy
droxy-n-propyl(meth)acrylat und 75 Gew.-% 2-Hydroxy-n-
propyl(meth)acrylat eingesetzt. Die Herstellung der
Acrylatharze erfolgt, indem in einem für Polymerisa
tionsreaktionen geeigneten 4-l-Reaktor 34,27%
Shellsol®A, bezogen auf die Masse von 100% der Monome
renmischung, vorgelegt und auf 145°C erwärmt wurden. Zu
dieser Vorlage dosierte man gleichzeitig beginnend und
gleichmäßig innerhalb von 4 Stunden eine Mischung aus
100% der Monomeren und 0,5% Mercaptoethanol, bezogen
auf die Masse von 100% der Monomerenmischung, sowie in
4,5 Stunden 11,9% der Initiatorlösung, bezogen auf die
Masse von 100% der Monomerenmischung, bestehend aus
einer 18,3%igen Lösung von tert.-Butylcymolhydroper
oxid in Xylol. Nach 2 Stunden Nachpolymerisation wurde
mit 98-%igem Butylacetat auf einen Festkörper von
60,4-63,4% eingestellt.
Die Eigenschaften der resultierenden Acrylatharze sind
in Tabelle 2 dargestellt.
Aus den nachfolgend angegebenen Komponenten wird durch
Mischen eine Härterlösung hergestellt:
Aus den nachfolgend angegebenen Komponenten wird durch
Mischen ein Einstellzusatz hergestellt:
Xylol | |
20,0 Teile | |
Solventnaphta® | 15,0 Teile |
Benzin 135/180 | 10,0 Teile |
Butylgykolacetat | 5,0 Teile |
Butylacetat (98/100) | 50,0 Teile |
1,0 Teile Dibutylzinndilaurat werden mit 99,0 Teilen
Butylacetat 98/100 gemischt.
5,0 Teile eines handelsüblichen Verlaufsmittels auf
Basis eines polyethermodifizierten Methylpolysiloxans
(Handelsprodukt Baysilone® OL 44 der Bayer AG) und 95,0
Teile Xylol werden gemischt.
Aus den in Tabelle 3 angegebenen Komponenten werden die
Klarlacklösungen durch Vermischen hergestellt.
Die transparenten Decklacke werden dadurch hergestellt,
daß jeweils 100 Volumenteile der Klarlacklösungen E1
bis E4 bzw. V1 bis V4 mit 50 Volumenteilen der obenbe
schriebenen Härterlösung und 10 Volumenteilen des oben
beschriebenen Einstellzusatzes gemischt werden.
Der so erhaltene Lack wird dann auf phosphatierte und
beschichtete Stahlbleche appliziert. Die phosphatierten
Stahlbleche werden hierzu mit einem handelsüblichen
konventionellen Füller (Handelsprodukt Glasurit Grund
füller EP 801-1552 der Firma Glasurit GmbH, Münster,
mit einem epoxyfunktionellen Bindemittel und einem
aminofunktionellen Härter) mittels Spritzauftrag
beschichtet (Trockenfilmschichtdicke ca. 40 bin 60 µm),
45 min bei 80°C und 16 h bei Raumtemperatur getrocknet
und mit Schleifpapier P800 und Excenterschleifer naß
geschliffen. Anschließend wird ein Basislack aus einer
Mischung aus 80 Teilen eines handelsüblichen konven
tionellen Metallic-Basislackes (Handelsprodukt Basis
lack AE 54M 99/9 Basisfarbe Aluminium superfein der
Firma Glasurit GmbH, Münster) auf Basis eines hydroxyl
gruppenhaltigen Polyesters, Celluloseacetobutyrat,
Wachs und eines Melaminharzes und 20 Teilen eines wei
teren handelsüblichen konventionellen Basislackes
(Handelsprodukt Basislack AE 54M 552 Basisfarbe
Helioblau der Firma Glasurit GmbH, Münster) auf Basis
eines hydroxylgruppenhaltigen Polyesters, Cellulose
acetobutyrat, Wachs und eines Melaminharzes aufge
bracht, indem zunächst ein Spritzgang aufgetragen wird
und nach einer Zwischenablüftzeit von 5 min ein zweiter
Spritzgang aufgebracht wird (Spritzdruck jeweils 4-5
bar). Die Trockenfilmschichtdicke des Basislackes
beträgt ca. 20 µm. Nach einer Ablüftzeit von 30 min.
wird der Klarlack appliziert, indem zunächst ein
Spritzgang aufgetragen wird und nach einer Zwischen
ablüftzeit von 3 min ein zweiter Spritzgang aufgebracht
wird (Spritzdruck jeweils 4-5 bar). Die Tafeln werden
dann je nach durchgeführter Prüfung unter verschiedenen
Bedingungen getrocknet. Die Trockenfilmschichtdicke des
Klarlackes beträgt ca. 50-80 µm.
Die Ergebnisse der Prüfung der resultierenden Beschich
tungen sind in der Tabelle 4 dargestellt.
n-BMA = n-Butylmethacrylat
t-BA = t-Butylacrylat
t-BCA = t-Butylcyclohexylacrylat
MMA = Methylmethacrylat
EHA = 2-Ethylhexylacrylat
HPMA = Mischung aus 25 Gew.-% 3-Hydroxy-n-propyl methacrylat und 75 Gew.-% 2-Hydroxy-n-propyl methacrylat
HPA = Mischung aus 25 Gew.-% 3-Hydroxy-n-propyl acrylat und 75 Gew.-% 2-Hydroxy-n-propylacrylat
HEMA = 2-Hydroxyethylmethacrylat
t-BA = t-Butylacrylat
t-BCA = t-Butylcyclohexylacrylat
MMA = Methylmethacrylat
EHA = 2-Ethylhexylacrylat
HPMA = Mischung aus 25 Gew.-% 3-Hydroxy-n-propyl methacrylat und 75 Gew.-% 2-Hydroxy-n-propyl methacrylat
HPA = Mischung aus 25 Gew.-% 3-Hydroxy-n-propyl acrylat und 75 Gew.-% 2-Hydroxy-n-propylacrylat
HEMA = 2-Hydroxyethylmethacrylat
1) in Tabelle 1 beschriebene Acrylatharzlösungen E1
bis E4 und V1 bis V4, die aber alle mit
Butylacetat einheitlich auf einen Festkörpergehalt
von 58% eingestellt wurden
2) Tinuvin®292 der Firma Ciba Geigy, handelsübliches Lichtschutzmittel auf Basis eines sterisch gehinderten Amins (HALS)
3) Tinuvin®1130 der Firma Ciba Geigy, handelsübliches Lichtschutzmittel auf Basis Benztriazol
4) Unter Punkt II.1. beschriebene Härterlösung
5) Unter Punkt II.4. beschriebene Verlaufs mittellösung
6) Butylglykolacetat
7) Butylacetat 98-%ig
8) Festkörper
2) Tinuvin®292 der Firma Ciba Geigy, handelsübliches Lichtschutzmittel auf Basis eines sterisch gehinderten Amins (HALS)
3) Tinuvin®1130 der Firma Ciba Geigy, handelsübliches Lichtschutzmittel auf Basis Benztriazol
4) Unter Punkt II.1. beschriebene Härterlösung
5) Unter Punkt II.4. beschriebene Verlaufs mittellösung
6) Butylglykolacetat
7) Butylacetat 98-%ig
8) Festkörper
Die in der Tabelle 4 angeführten Prüfungen werden fol
gendermaßen durchgeführt:
Farbton nach DIN 6174:
Normlichtart D
3 Winkelmeßgerät MMK111, Fa. Datacolor.
3 Winkelmeßgerät MMK111, Fa. Datacolor.
Als Basisfarbe wurde eine Mischung der handelsüblichen
Basisfarben der Fa. BASF L+F, (Münster-Hiltrup,
Deutschland) der Reihe 54 verwandt. Zum Einsatz kam
eine Mischung von 80 Gew. Teilen 54M 99/9 Basisfarbe
Aluminium superfein und 20 Gew. Teilen 54M 552 Basis
farbe Helioblau. Der Testlack wird auf ein 40×60cm
Stahlblech wie unter Punkt 11.6. beschrieben appliziert
und 30 min bei 60°C getrocknet. Nach 24 h Lagerung bei
Raumtemperatur wird die Farbtonprüfung durchgeführt.
Die Tafeln werden unter einer Neonlampe Osram Universal
weiß ausgewertet:
- 1. Aufsicht: Die Tafeln werden im Winkel von ca. 20° zur Senkrechten mit der Standardtafel (beschichtet mit dem erfindungsgemäßen Klarlack des Beispiels 1) verglichen.
- 2. Schrägsicht: Die Tafeln werden im Winkel von ca. 70° zur Senkrechten mit der Standardtafel (beschichtet mit dem erfindungsgemäßen Klarlack des Beispiels 1) verglichen.
Bewertung:
Der Hell/Dunkelwechsel zwischen Aufsicht und Schräg
sicht sollte möglichst ausgeprägt sein. Die Aufsicht
ist in Ordnung, wenn die Tafel mit dem Testklarlack die
gleiche oder eine größere Helligkeit wie die
Standardtafel aufweist. Die Schrägsicht ist in Ordnung,
wenn die Tafel mit dem Testlack die gleiche oder eine
geringere Helligkeit wie die Standardtafel aufweist.
Haftungsprüfung mit dem Hochdruckreiniger:
Hochdruckreiniger
80 bar Druck
Durchlaufmenge 800 l/h
Temperatur: Kalt
Abstand der Düse zur Testtafel: 5 cm.
80 bar Druck
Durchlaufmenge 800 l/h
Temperatur: Kalt
Abstand der Düse zur Testtafel: 5 cm.
Der Testlack wird auf ein 40×60cm Stahlblech wie unter
Punkt II.6. beschrieben appliziert und 30 min bei 60°C
getrocknet. Nach 7 Tagen Lagerung bei Raumtemperatur
wird mit einem Messer ein Dreieck mit 10 cm Seitenlänge
durch die Lackschichten geschnitten. Der Schnitt muß
bis zum Substrat erfolgen. Anschließend werden die Sei
ten des Dreiecks mit dem Hochdruckreinigerstrahl
jeweils 10 s belastet.
Auswertung: Über das Dreieck wird ein quadratisch
geschnittenes Metallgitter mit 1/2 Zoll (1,3 cm)
Maschenweite und insgesamt 6 Zoll (15,4 cm) Kantenlänge
gelegt (144 Quadrate). Jedes Quadrat, in dem ein Haf
tungsverlust zwischen Klarlack und Basislack vorkommt,
wird gezählt.
Staubfreiheit:
Ca. 15 Minuten nach dem Aufspritzen des Lackes wird die
Tafel an einer Ecke mit einer kleinen Probe Seesand
(3-4 g) bestreut. Die Tafel wird dann aus einer Höhe
von 30 cm mit der Kante aufgestoßen (freier Fall).
Staubfreiheit ist erreicht, wenn keine Sandanhaftung
vorliegt. Die Prüfung wird nach jeweils 15 Minuten wie
derholt, kurz vor Erreichen der Staubfreiheit wird das
Wiederholungsintervall auf 5 Minuten verkürzt.
Klebfreiheit:
Ca. 20 Minuten nach Erreichen der Staubfreiheit wird
die lackierte Tafel mit einem ca. 3 cm² Blättchen Papier
belegt. Auf dieses Papier wird eine kleine Platte aus
Hartkunstoff gelegt, auf das dann ein Gewicht von 100 g
aufgelegt wird. Nach genau 1 Minute wird wie beim Test
auf Staubfreiheit geprüft, ob das Papier noch anhaftet.
Die Prüfung wird nach jeweils 15 Minuten wiederholt,
kurz vor Erreichen der Klebfreiheit wird das Wieder
holungsintervall auf 5 Minuten verkürzt.
Benzinfestigkeit:
Wie oben beschrieben, wird der Klarlack auf phospha
tierte, beschichtete Stahlbleche, die mit dem obenbe
schriebenen Füller und Basislack beschichtet sind,
appliziert und bei Raumtemperatur getrocknet. Nach 24-
stündiger Lagerung bei Raumtemperatur wird erstmals die
Benzinfestigkeit geprüft.
Durchführung: Ein mit 1 ml Superbenzin (bleifrei)
getränktes Wattepad (Filtergrad, Typ T950, Größe 2,3
der Firma Seitz), das auf der Unterseite eine gitter
förmige Struktur besitzt, wird auf die Lackschicht
gelegt und mit einem 100 g Gewicht 5 Minuten belastet.
Danach wird die durch die Anquellung der Lackoberfläche
hervorgerufene Struktur visuell beurteilt: nicht mar
kiert, markiert, sehr leicht markiert, leicht markiert,
markiert, stark markiert, sehr stark markiert. Angege
ben ist die Zeitdauer der Lagerung bei Raumtemperatur
in Tagen, nach denen der Benzintest in Ordnung ist,
d. h. keine Markierung sichtbar ist.
Viskosität:
Die Viskosität wird jeweils als Auslaufzeit im DIN
4-Becher bei 20°C gemessen.
Volvo Crack Test:
Prüfbedingungen 1 Cyclus:
4 h bei 50°C im Ofen
2 h bei 35°C und 95-100% rel. Luftfeuchte
2 h bei 35°C und 95-100% rel. Luftfeuchte und 21 Schwefeldioxid
16 h bei -30°C im Tiefkühlschrank
Tafel mit Wasser waschen und trocknen
Auswertung:
Blasengrad nach DIN 53209
Risse ASTM D660.
Prüfbedingungen 1 Cyclus:
4 h bei 50°C im Ofen
2 h bei 35°C und 95-100% rel. Luftfeuchte
2 h bei 35°C und 95-100% rel. Luftfeuchte und 21 Schwefeldioxid
16 h bei -30°C im Tiefkühlschrank
Tafel mit Wasser waschen und trocknen
Auswertung:
Blasengrad nach DIN 53209
Risse ASTM D660.
Der Klarlack E1 des Beispiels 1 zeigt eine ausreichende
Haftung bei guter Trocknung und guter Topfzeit. Der
Hell/Dunkelwechsel des Basislacks ist gut. Demgegenüber
zeigt der Klarlack V1 des Vergleichsbeispiels 1 eine
schlechtere Trocknung, schlechtere Benzinfestigkeit und
eine leichte Anlösung des Basislacks. Der
Hell/Dunkelwechsel ist nicht mehr ausreichend.
Der Klarlack E2 des Beispiels 2 zeigt gegenüber dem
Klarlack des Beispiels 1 eine deutlich bessere Haftung.
Der Hell/Dunkelwechsel des Basislacks ist gut. Die
Trocknung ist allerdings langsamer als die der Klar
lacke des Beispiels 1 und des Vergleichsbeispiels V1.
Der Klarlack des Vergleichsbeispiels V2 ist in der Haf
tung und Topfzeit nicht ausreichend. Der
Hell/Dunkelwechsel des Basislacks ist hier besser als
der des Beispiels 1.
Der Klarlack des Beispiels 3 zeigt gegenüber dem Klar
lack des Beispiels 1 eine deutlich bessere Haftung. Der
Hell/Dunkelwechsel des Basislacks ist gut. Die
Trocknung ist allerdings langsamer als die der Klar
lacke des Beispiels 1 und des Vergleichsbeispiels V1.
Der Klarlack des Vergleichsbeispiels V3 zeigt ausrei
chende Haftung bei verkürzter Topfzeit. Der
Hell/Dunkelwechsel des Basislacks ist nicht aus
reichend.
Der Klarlack des Beispiels 4 zeigt eine stark verkürzte
Topfzeit. Der Hell/Dunkelwechsel ist gut und die Haf
tung ist deutlich besser als die des Klarlacks des Bei
spiels 1.
Der Klarlack des Vergleichsbeispiels V4 zeigt eine sehr
schlechte Haftung bei kurzer Topfzeit. Der
Hell/Dunkelwechsel des Basislacks ist gut.
Claims (15)
1. Beschichtungsmittel, enthaltend
- (A) mindestens ein hydroxylgruppenhaltiges Poly
acrylatharz, das erhältlich ist aus
- (a) einem cycloaliphatischen Ester der Methacrylsäure und/oder Acrylsäure oder einem Gemisch aus solchen Monomeren,
- (b) einem hydroxylgruppenhaltigen Alkylester der Methacrylsäure und/oder Acrylsäure oder Gemischen aus solchen Monomeren,
- (c) ggf. einem von (a) und (b) verschiedenen hydroxylgruppenhaltigen, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder einem Gemisch aus solchen Monomeren,
- (d) einem von (a), (b) und (c) verschiedenen aliphatischen Ester der Methacryl und/oder Acrylsäure oder einem Gemisch aus solchen Monomeren,
- (e) ggf. einem von (a), (b), (c) und (d) ver schiedenen vinylaromatischen Kohlenwas serstoff oder einem Gemisch aus solchen Monomeren und
- (f) ggf. eines von (a), (b), (c), (d) und (e) verschiedenen weiteren ethylenisch unge sättigten Monomeren oder einem Gemisch aus solchen Monomeren,
und
- (B) mindestens ein Vernetzungsmittel,
dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (A) ein
hydroxylgruppenhaltiges Polyacrylatharz ist, das
erhältlich ist, indem
- (a) 5 bis 80 Gew.-% der Komponente (a),
- (b) 10 bis 50 Gew.-% der Komponente (b),
- (c) 0 bis 25 Gew.-% der Komponente (c),
- (d) 5 bis 80 Gew.-% der Komponente (d),
- (e) 0 bis 40 Gew.-% der Komponente (e) und
- (f) 0 bis 40 Gew.-% der Komponente (f)
zu einem Polyacrylatharz mit einem zahlenmittleren
Molekulargewicht Mn von 1000 bis 5000, einem Ver
hältnis von gewichtsmittlerem Molekulargewicht Mw
zu zahlenmittlerem Molekulargewicht Mn von weniger
als 5,0 und einer OH-Zahl von 60 bis 180 mg KOH/g
polymerisiert werden, wobei die Summe der
Gewichtsanteile der Komponenten (a) bis (f) stets
100 Gew.-% beträgt und wobei als Komponente (b)
nur Monomere oder Mischungen von Monomeren einge
setzt werden, die bei alleiniger Polymerisation
des jeweiligen Monomers ein Polyacrylat- und/oder
Polymethacrylatharz mit einer Glasübergangstempe
ratur von -10°C bis +6°C oder von +60°C bis 80°C
ergeben.
2. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Komponente (b) ausgewählt
ist aus 3-Hydroxypropylmethacrylat, 3-Hydroxypro
pylacrylat, 2-Hydroxypropylmethacralat und/oder
2-Hydroxypropylacrylat.
3. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (d) so
ausgewählt wird, daß bei alleiniger Polymerisation
der Komponente (d) ein Polyacrylat- und/oder Poly
methacrylatharz mit einer Glasübergangstemperatur
von -70°C bis +120°C erhalten wird.
4. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (d)
ausgewählt ist aus n-Butylmethacrylat, n-Butyl
acrylat, t-Butylmethacrylat, t-Butylacrylat, i-Bu
tylmethacrylat, i-Butylacrylat, Methylmethacrylat,
Methylacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, 2-Ethyl
hexylacrylat, Laurylmethacrylat, Laurylacrylat,
Stearylmethacrylat, Stearylacrylat, Ethyltrigly
kolmethacrylat, Furfurylmethacrylat und Furfuryl
acrylat.
5. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (a)
ausgewählt ist aus Cyclohexylmethacrylat, Cyclo
hexylacrylat, Isobornylmethacrylat, Isobornyl
acrylat, 4-t-Butylcyclohexylacrylat und/oder 4-Bu
tylcyclohexylmethacrylat und bevorzugt ausgewählt
ist aus 4-t-Butylcyclohexylacrylat und/oder 4-Bu
tylcyclohexylmethacrylat.
6. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß das Acrylatharz
erhältlich ist aus
- (a) 5 bis 30 Gew.-% der Komponente (a),
- (b) 15 bis 40 Gew.-% der Komponente (b),
- (c) 0 bis 15 Gew.-% der Komponente (c),
- (d) 5 bis 30 Gew.-% der Komponente (d),
- (e) 10 bis 30 Gew.-% der Komponente (e) und
- (f) 0 bis 30 Gew.-% der Komponente (f),
wobei die Summe der Gewichtsanteile der Komponen
ten (a) bis (f) stets 100 Gew.-% beträgt.
7. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyacrylatharz
ein zahlenmittleres Molekulargewicht Mn von 1800
bis 4000, ein Verhältnis von gewichtsmittlerem
Molekulargewicht Mw zu zahlenmittlerem Molekular
gewicht Mn von 1,8 bis 4,0 und eine OH-Zahl von
80 bis 160 mg KOH/g, bevorzugt von 100 bis 150 mg
KOH/g, aufweist.
8. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungs
mittel als Vernetzungsmittel (B) mindestens ein
Di- und/oder Polyisocyanat, bevorzugt mindestens
ein isocyanuratgruppenhaltiges Di- und/oder
Polyisocyanat, enthält.
9. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens ein
weiteres, von dem Acrylatharz (A) verschiedenes
Bindemittel, bevorzugt mindestens ein von (A) ver
schiedenes weiteres Polyacrylatharz und/oder min
destens ein Polykondensationsharz enthält.
10. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen
schützenden und/oder dekorativen Überzuges auf
einer Substratoberfläche, bei dem
- (1) ein pigmentierter Basislack auf die Substrat oberfläche aufgebracht wird,
- (2) aus dem in Stufe (1) aufgebrachten Basislack ein Polymerfilm gebildet wird,
- (3) auf die so erhaltene Basisschicht ein transpa
renter Decklack aufgebracht wird, der
- (A) ein hydroxylgruppenhaltiges Polyacrylat harz und
- (B) ein Vernetzungsmittel enthält, aufgebracht wird und anschließend
- (4) Basislackschicht und Decklackschicht zusammen gehärtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Decklack ein Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9 eingesetzt wird.
11. Verwendung der Beschichtungsmittel nach einem der
Ansprüche 1 bis 9 im Bereich der Autoreparatur
lackierung, insbesondere als Decklack.
Priority Applications (12)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4407415A DE4407415A1 (de) | 1994-03-05 | 1994-03-05 | Beschichtungsmittel auf Basis eines hydroxylgruppenhaltigen Polyacrylatharzes und seine Verwendung in Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtlackierung |
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