CS248039B2 - A base material suitable for making a multi-layer protective and / or decorative coating - Google Patents

A base material suitable for making a multi-layer protective and / or decorative coating Download PDF

Info

Publication number
CS248039B2
CS248039B2 CS832540A CS254083A CS248039B2 CS 248039 B2 CS248039 B2 CS 248039B2 CS 832540 A CS832540 A CS 832540A CS 254083 A CS254083 A CS 254083A CS 248039 B2 CS248039 B2 CS 248039B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
parts
polymer
dispersion
microparticles
aqueous medium
Prior art date
Application number
CS832540A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Alan J Backhouse
Original Assignee
Ici Plc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from CS812823A external-priority patent/CS226427B2/en
Application filed by Ici Plc filed Critical Ici Plc
Publication of CS248039B2 publication Critical patent/CS248039B2/en

Links

Landscapes

  • Paints Or Removers (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Základová smota vhodná pro výrobu několikavrstvého ochranného a/nebo dekoračního povlaku na povrchu substrátu, zahrnující filmotvornou látku, těkavé kapalné prostředí pro tuto filmotvornou látku a částice pigmentu dispergované v tomto prostředí, která se vyznačuje tím, že systém filmotvorné látky a těkavého kapalného prostředí je tvořen disperzí zesíťovaných mikročástic z akrylových adičních polymerů ve vodném prostředí, které mají průměr v rozmezí od 0,01 do 10 ,um, jsou nerozpustné v použitém vodném prostředí a jsou stálé vůči hrubé fiokulaci, přičemž tato disperze má pseudoplastický nebo thixotropní charakter. Základová hmota podle vynálezu má význam zejména pro výrobu tzv. metalýz. V tomto případě obsahuje základová hmota kovový pigment, například hliníkové vločky. Jako krycí povlakové hmoty se může použít buď hmoty na rozpouštědlové, nebo vodné bázi. Výsledné povlaky mají stejnou kvalitu povrchu a metalýzového efektu, tzv. „flipu“, jako· povlaky vyrobené z povlakových hmot na plně rozpouštědlové bázi.A base material suitable for the production of a multilayer protective and/or decorative coating on the surface of a substrate, comprising a film-forming substance, a volatile liquid medium for this film-forming substance and pigment particles dispersed in this medium, which is characterized in that the system of the film-forming substance and the volatile liquid medium is formed by a dispersion of cross-linked microparticles of acrylic addition polymers in an aqueous medium, which have a diameter in the range of 0.01 to 10 μm, are insoluble in the aqueous medium used and are stable to coarse flocculation, and this dispersion has a pseudoplastic or thixotropic character. The base material according to the invention is of particular importance for the production of so-called metallises. In this case, the base material contains a metal pigment, for example aluminum flakes. Either solvent-based or water-based materials can be used as the covering coating materials. The resulting coatings have the same surface quality and metallised effect, the so-called "flip", as coatings made from coating materials on a fully solvent basis.

Description

Vynález se týká základové hmoty použitelné při aplikaci ochranných a dekorativních povlaků na povrchy, zejména na povrch automobilových karosérií.The invention relates to a primer usable in the application of protective and decorative coatings to surfaces, in particular to the surface of automobile bodies.

Zejména v automobilovém průmyslu je dobře známé použití povlakových hmot, obsahujících kokové pigmenty. Tyto tzv. „metalízy“ vykazují různou odrazivost světla v závislosti na úhlu pozorování. Aby se dosáhlo nejvyšší míry tohoto účinku, tzv. „flipu“, je zapotřebí věnovat velkou pozornost složení povlakové hmoty, a to jak řilmotvorné pryskyřice, tak kapalného prostředí. Může být obtížné navrhnout jedinou hmotu, která by splňovala shora uvedený požadavek a která by zároveň vykazovala vysoký stupeň lesku po dohotovení, jaký je obvykle u automobilů požadován. Z tohoto důvodu byl jako jeden z postupů navržených pro výrobu metalýzových povlaků navržen postup zahrnující aplikaci dvou povlaků.The use of coating materials containing coke pigments is well known, especially in the automotive industry. These so-called "metallics" exhibit different light reflectances depending on the viewing angle. In order to achieve the highest degree of this effect, the so-called "flip", great attention must be paid to the composition of the coating material, both the resin-forming resin and the liquid medium. It can be difficult to design a single material that would meet the above requirement and at the same time show the high degree of gloss after finishing, which is usually required for automobiles. For this reason, one of the processes proposed for the production of metallic coatings was a process involving the application of two coatings.

První povlak, který se aplikuje stříkáním na povrch substrátu je základní povlak obsahující kovový pigment. Tento povlak má takové složení, aby se dosáhlo optimálního flipu. Přes základní povlak se opět stříkáním aplikuje nepigmentovaný vrchní povlak, kterým se dosáhne požadovaného' stupně lesku, aniž by se jakkoli modifikovaly charakteristické vlastnosti základního povlaku.The first coating that is sprayed onto the substrate surface is a basecoat containing a metallic pigment. This coating is formulated to achieve optimum flip. A non-pigmented topcoat is sprayed over the basecoat to achieve the desired degree of gloss without modifying the characteristics of the basecoat in any way.

Základním kritériem pro tíspěšný dvouvrstvý mětalýzový systém skládající se ze základní vrstvy a čiré krycí vrstvy je, že povlak základního filmu musí být schopen odolávat rozpouštědlům obsaženým ve hmotě, ze které se vytváří čirý krycí film, při aplikaci krycího povlaku. Je to důležité proto, aby se zabránilo porušení rozdělení kovového pigmentu a tím zhoršení flipu. Je navíc vysoce žádoucí, aby měl základní povlak tuto vlastnost bez toho, že by se musel podrobovat dlouhému intermediárnímu sušení nebo vytvrzování.A fundamental criterion for a rapid two-layer metallization system consisting of a base coat and a clear top coat is that the base film coating must be able to resist the solvents contained in the material from which the clear top coat is formed when the top coat is applied. This is important to prevent disruption of the distribution of the metallic pigment and thus deterioration of the flip. Furthermore, it is highly desirable that the base coat has this property without having to undergo a long intermediate drying or curing.

U známých systémů základní povlak, čirý povlak, u kterých je jak základová povlaková hmota, tak krycí povlaková hmota na bázi rozpouštědel, se tohoto požadavku ve většině případů dosahuje za použití přísady schopné dodat čerstvě vytvořenému základnímu filmu gelovitý charakter. Jako této přísady se používalo převážně acetobutyrátu celulózy. Přechodu mezi relativně nízkou viskozitou, kterou musí mít základová povlaková hmota ve stříkací pistoli a tímto gelovitým charakterem se napomáhá tím, že kapalné ředidlo obsažené v této hmotě obsahuje těkavé složky, které se přednostně vypaří během cesty ze stříkací pistole na substrát.In known basecoat, clearcoat systems, in which both the basecoat and the topcoat are solvent-based, this requirement is achieved in most cases by using an additive capable of imparting a gel-like character to the freshly formed base film. Cellulose acetobutyrate has been used as this additive. The transition between the relatively low viscosity that the basecoat must have in the spray gun and this gel-like character is facilitated by the fact that the liquid diluent contained in this material contains volatile components that preferentially evaporate during the journey from the spray gun to the substrate.

S ohledem na snahu zabránit znečišťování atmosféry byl v nedávných létech soustředěn značný zájem na povlakové hmoty, ve kterých se jako ředidla používá místo organických ředidel vody. Pro použití v automobilovém průmyslu byl navržen značný počet takových hmot. Až dosud však nebylo možno s úspěchem používat hmot na bázi vodných kompozic jako základové hmoty v systémech základních povlak/čirý povlak. Jedním z faktorů, který má tendenci bránit dosažení tohoto cíle, Je fakt, že je nesmírně obtížhé regulovaným způsobem efektivně odpařit ředidlo ze základové povlakové hmoty mezi stříkací pistolí a substrátem, s výjimkou velmi nákladné regulace vlhkosti v prostředí, ve kterém se stříkání provádí. Nyní se s překvapením zjistilo, že lze získat uspokojivé povlakové hmoty na vodné bázi založené na vodné disperzi zesilovaného polymerního mikrogelu.In view of the desire to prevent atmospheric pollution, considerable interest has been focused in recent years on coating compositions in which water is used as the diluent instead of organic diluents. A considerable number of such compositions have been proposed for use in the automotive industry. However, it has not been possible to use aqueous compositions as primers in basecoat/clearcoat systems with success until now. One factor which tends to prevent the achievement of this objective is the fact that it is extremely difficult to effectively evaporate the diluent from the primer between the spray gun and the substrate in a controlled manner, except by very expensive humidity control in the environment in which the spraying is carried out. It has now been surprisingly found that satisfactory water-based coating compositions based on an aqueous dispersion of a crosslinked polymer microgel can be obtained.

Předmětem vynálezu je základová hmota vhodná pro výrobu několikavrstvého ochranného a/nebo dekoračního povlaku na povrchu substrátu, zahrnující filmotvornou látku, těkavé kapalné prostředí pro tuto filmotvornou látku a částice pigmentu dispergované v tomto prostředí, vyznačující se tím, že systém filmotvorné látky a těkavého kapalného prostředí zahrnuje disperzi zesilovaných mikročástic z akrylových adičních polymerů ve vodném prostředí, které mají průměr v rozmezí od 0,01 do 10 μπι, jsou nerozpustné v použitém vodném prostředí a jsou stálé vůči hrubé flokulaci, přičemž tato disperze má pseudoplastický nebo thixotropní charakter.The subject of the invention is a base material suitable for the production of a multilayer protective and/or decorative coating on the surface of a substrate, comprising a film-forming substance, a volatile liquid medium for this film-forming substance and pigment particles dispersed in this medium, characterized in that the system of the film-forming substance and the volatile liquid medium comprises a dispersion of cross-linked microparticles of acrylic addition polymers in an aqueous medium, which have a diameter in the range from 0.01 to 10 μπι, are insoluble in the aqueous medium used and are stable to coarse flocculation, wherein this dispersion has a pseudoplastic or thixotropic character.

Zesíťované polymerní mikročástice mohou být tvořeny různými typy polymeru. Obzvláštní význam mají při tomto použití akrylové adiční polymery odvozené od jednoho nebo více alkylesterů kyseliny akrylové nebo methakrylové, popřípadě jejich směsí s jinými ethylenicky nenasycenými monomery. Vhodnými estery kyseliny akrylové nebo methakrylové jsou methylmethakrylát, ethylmethakrylát, propylmethakrylát, butylmethakrylát, ethylakrylát, butylakrylát a 2-ethylhexylakrylát. Jako jiné vhodné kopolymerovatelné monomery lze uvést vinylacetát, vinylpropionát, akrylonitril, styren a vinyltoluen. Poněvadž polymer má být zesíťovaný, může se k monomerům, ze kterých se polymer připravuje, přidat menší množství monomeru, který je polyfunkční, vzhledem k polymeraci, například ethylenglykoldimethakrylátu, allylmethakrylátu nebo· divinylbenzenu. Alternativně se k těmto monomerům mohou přidat menší množství dvou dalších monomerů nesoucích dvojice chemických skupin, které se spolu mohou nechat zreagovat buď během polymerace, nebo po ní. Jako příklady takových dvojic vzájemně reaktivních skupin lze uvést epoxyskupinu a karboxyskupinu (například systém glycidylmethakrylát — kyselina methakrylová), anhydridovou skupinu ia hydroxyskupinu nebo isokyanátovou skupinu a hydroxyskupinu.Crosslinked polymer microparticles can be formed from various types of polymer. Of particular interest in this application are acrylic addition polymers derived from one or more alkyl esters of acrylic or methacrylic acid, or mixtures thereof with other ethylenically unsaturated monomers. Suitable acrylic or methacrylic acid esters are methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate. Other suitable copolymerizable monomers include vinyl acetate, vinyl propionate, acrylonitrile, styrene and vinyl toluene. Since the polymer is to be crosslinked, a minor amount of a monomer that is polyfunctional with respect to polymerization, for example ethylene glycol dimethacrylate, allyl methacrylate or divinylbenzene, may be added to the monomers from which the polymer is prepared. Alternatively, minor amounts of two other monomers carrying pairs of chemical groups which can be reacted together either during or after polymerization may be added to these monomers. Examples of such pairs of mutually reactive groups include an epoxy group and a carboxyl group (e.g., the glycidyl methacrylate-methacrylic acid system), an anhydride group and a hydroxyl group, or an isocyanate group and a hydroxyl group.

Chemické složení a stupeň zesíťování polymeru mikročástic mohou být takové, že polymer má teplotu přechodu ze skelného do kaučukovitého stavu Tg buď nižší, než je teplota místnosti, v tomto případě mají částice kaučukovitý charakter, nebo vyšší, než je teplota místnosti, pak jsou částice tvrdé a sklovité.The chemical composition and degree of crosslinking of the polymer of the microparticles may be such that the polymer has a glass-to-rubber transition temperature Tg either lower than room temperature, in which case the particles have a rubbery character, or higher than room temperature, in which case the particles are hard and glassy.

Jak již bylo uvedeno, je třeba, aby byly polymerní mikročástice dispergovány v základové hmotě ve stavu, který je stálý vůči hrubé flokulaci, tj. ve stavu, kdy i při nízkém obsahu pevných látek obsahuje disperze jen málo agregátů většího počtu částic, pokud vůbec obsahuje nějaké takové agregáty. To však nevylučuje možnost mírného stupně flokulace částic, zejména při vyšším obsahu pevných látek. Tohoto stavu lze dosáhnout například sterickou stabilizací, tj. tím, že se okolo částic vytvoří hradba řetězců jiného polymeru, které jsou solvatovány vodným prostředím povlakové hmoty. Tyto řetězce proto mají rozvinutou konfiguraci. Pod označením „solvatovaný“ se v tomto kontextu rozumí, že by tyto polymerní řetězce byly skutečně rozpustné v uvedeném vodném prostředí, kdyby tvořily nezávislé molekuly. Poněvadž jsou však tyto řetězce na jednom nebo více místech připojeny k mikročásticím, zůstává sterická bariéra permanentně připojena k mikročásticím. Sféricky stabilizované polymerní mikročástice se účelně mohou připravovat způsobem disperzní polymerace příslušných monomerů ve vodném prostředí v přítomnosti sférického stabilizátoru. Stabilizátor má amfipatickou povahu, tj. obsahuje v molekule dvě základní ipolymerní složky s odlišnými vlastnostmi: jednu složku tvoří polymerní řetězec, který je solvatován vodným prostředím a druhou tvoří polymerní řetězec, který tímto prostředím solvatován není a v důsledku toho se zakotví na polymerních mikročásticích, které jsou podle definice nerozpustné ve vodném prostředí. Vhodné postupy disperzní polymerace jsou popsány v publikované britské patentové přihlášce firmy ICI číslo 2 039 497A. Vodné prostředí, ve kterém se polymerace provádí se skládá z vody smíšené s těkavým organickým ko-rozpouštědlem.As already mentioned, it is necessary that the polymer microparticles are dispersed in the base material in a state that is stable against coarse flocculation, i.e. in a state where even at low solids content the dispersion contains few aggregates of a larger number of particles, if any at all. However, this does not exclude the possibility of a slight degree of flocculation of the particles, especially at higher solids content. This state can be achieved, for example, by steric stabilization, i.e. by forming a wall of chains of another polymer around the particles, which are solvated by the aqueous medium of the coating material. These chains therefore have an unfolded configuration. The term “solvated” in this context means that these polymer chains would actually be soluble in said aqueous medium if they formed independent molecules. However, since these chains are attached to the microparticles at one or more points, the steric barrier remains permanently attached to the microparticles. Spherically stabilized polymer microparticles can be conveniently prepared by dispersion polymerization of the respective monomers in an aqueous medium in the presence of a spherical stabilizer. The stabilizer is amphipathic in nature, i.e. it contains in the molecule two basic polymer components with different properties: one component is formed by a polymer chain that is solvated by the aqueous medium and the other is formed by a polymer chain that is not solvated by this medium and as a result is anchored on polymer microparticles that are by definition insoluble in aqueous medium. Suitable dispersion polymerization procedures are described in published British patent application of the company ICI number 2 039 497A. The aqueous medium in which the polymerization is carried out consists of water mixed with a volatile organic co-solvent.

Směs vody a ko-rozpouštědla je schopná rozpustit monomery, ze kterých by většina nebo všechny byly v samotné vodě v podstatě nerozpustné. Tyto postupy zahrnují přídavný požadavek, že se má polymerace provádět při teplotě, která je alespoň o 10 stupňů Celsia vyšší, než je teplota sklovatění polymeru, který má vzniknout a dále požadavek, že v žádném okamžiku nemá být v systému přítomna separátní fáze monomeru. Amfipatický sterický stabilizátor se k polymerační směsi může přidat jako předem vytvořená látka, nebo se může vytvořit in sítu během polymerace z polymeru, který je rozpustný ve vodném prostředí a který je schopen kopolymerovat s některým z polymerovaných monomerů, nebo který po odštěpení vodíku může podléhat roubované kopolymeraci s některým z polymerovaných monomerů. Sterický stabilizované disperze mikročástic, které se získají těmito postupy jsou velmi vhodné pro výrobu základových hmot používaných podle vynálezu, poněvadž z nich lze oddělit organické ko-rozpouštědlo destilací, aniž by se zhoršila stabilita disperzní fáze, za vzniku produktu, ve kterém je spojitá fáze tvořena výhradně vodou.The mixture of water and co-solvent is capable of dissolving monomers, most or all of which would be substantially insoluble in water alone. These procedures include the additional requirement that the polymerization be carried out at a temperature that is at least 10 degrees Celsius higher than the glass transition temperature of the polymer to be formed and the requirement that at no time should a separate monomer phase be present in the system. The amphipathic steric stabilizer may be added to the polymerization mixture as a pre-formed substance, or may be formed in situ during the polymerization from a polymer that is soluble in an aqueous medium and that is capable of copolymerizing with any of the polymerized monomers, or that, after hydrogen elimination, can undergo graft copolymerization with any of the polymerized monomers. The sterically stabilized microparticle dispersions obtained by these processes are very suitable for the production of the base materials used according to the invention, since the organic co-solvent can be separated from them by distillation without impairing the stability of the dispersed phase, to give a product in which the continuous phase consists exclusively of water.

Alternativně se může disperze polymerních mikročástic získat vodnou emulzní polymerací vhodných monomerů. V tomto případě se dosahuje stability vůči flokulaci tím, že jsou na částicích přítomny elektricky nabité látky odvozené od vodorozpustné ionogenní povrchově aktivní látky a/nebo od vodorozpustného ionizovatelného iniciátoru polymerace. Takové polymerační postupy jsou obšírně popsány v literatuře.Alternatively, a dispersion of polymer microparticles can be obtained by aqueous emulsion polymerization of suitable monomers. In this case, flocculation stability is achieved by the presence on the particles of electrically charged species derived from a water-soluble ionic surfactant and/or a water-soluble ionizable polymerization initiator. Such polymerization processes are extensively described in the literature.

Polymerní mikročástice lze dále vyrobit způsobem nevodné disperzní polymerace monomerů, po kterém se výsledný polymer převede do vodného prostředí. Takový postup je popsán v publikované britské patentové přihlášce firmy ICI č. 2 006 229A. V prvním stupni tohoto postupu se vytvoří stericky stabilizované disperze v nevodné kapalině polymeru, který je nerozpustný jak v této nevodné kapalině, tak ve vodě, za použití kteréhokoli z postupů, které jsou pro výrobu takových disperzí známé, ve druhém stupni se v takto získané disperzi polymeruje v přítomnosti sférického stabilizátoru jeden nebo více monomerů, ze kterých může vzniknout druhý polymer, který je sám o sobě rozpustný v požadovaném vodném prostředí při vhodné hodnotě pH a nakonec se výsledné složené polymerní mikročástice převedou z nevodného prostředí do vodného prostředí.Polymer microparticles can further be produced by a non-aqueous dispersion polymerization of monomers, after which the resulting polymer is transferred to an aqueous medium. Such a process is described in published British patent application ICI No. 2,006,229A. In the first step of this process, a sterically stabilized dispersion is formed in a non-aqueous liquid of a polymer that is insoluble in both the non-aqueous liquid and water, using any of the processes known for the production of such dispersions, in the second step, one or more monomers are polymerized in the dispersion thus obtained in the presence of a spherical stabilizer, from which a second polymer can be formed, which is itself soluble in the desired aqueous medium at a suitable pH value, and finally the resulting composite polymer microparticles are transferred from the non-aqueous medium to an aqueous medium.

Shora uvedená diskuse je zaměřena na případ, kdy se zesíťované polymerní mikročástice skládají z adičních polymerů, které jsou nejvhodnějším typem polymeru pro tento účel. Je však rovněž možné, aby byly mikročástice vytvořeny z polymeru kondenzačního typu, například z polýesteru připraveného z vícemocného alkoholu a vícesytné kyseliny. Vhodnými vícemocnými alkoholy jsou ethylenglykol, ipropylenglykol, butylenglykol, 1,6-hexylenglykol, neopentylglykol, diethylenglykol, triethylenglykol, tetraethylenglykol, glycerol, trimethylopropan, trimethylolethan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, hexantritol, oligoméry styrenu a allylalkoholu (například výrobek firmy Mansanto Chemical Company „RJ 100“), kondenzační produkty trimethylolpropanu s ethylenoxidem nebo propylenoxidem (jako jsou obchodně dostupné výrobky označované jako „Niax“ tritoly). Vhodnými polykarboxylovými kyselinami jsou kyselina jantarová (nebo její anhydrid j, kyselina adipová, kyselina azelainová, kyselina sebaková, kyselina maleinová (nebo její anhydrid), kyselina fumarová, kyselina mukonová, kyselina itakonová, kyselí248039 na ftalová (nebo její anhydrid), kyselina isoftalová, kyselina tereftalová, kyselina trimelitová (nebo jeí anhydrid) a kyselina pyrornelitová (nebo její anhydrid). Zesilováni polykondenzátů se dosahuje tím, že se do výchozí reakční směsi přidají látky s vyšší funkčností než 2, i když v tomto případě může být obtížné zajistit, aby všechny molekuly byly skutečně zesilovány. Je tomu tak proto, že molekuly vzniklé při polykondenzaci jsou charakteristické širokou distribucí molekulových hmotností ve srovnání s molekulami adičních polymerů.The above discussion is focused on the case where the crosslinked polymer microparticles are composed of addition polymers, which are the most suitable type of polymer for this purpose. However, it is also possible for the microparticles to be formed from a condensation type polymer, for example, a polyester prepared from a polyhydric alcohol and a polyhydric acid. Suitable polyhydric alcohols are ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, 1,6-hexylene glycol, neopentyl glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, glycerol, trimethylolpropane, trimethylolethane, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, hexanetriol, oligomers of styrene and allyl alcohol (for example, the product of Mansanto Chemical Company "RJ 100"), condensation products of trimethylolpropane with ethylene oxide or propylene oxide (such as the commercially available products known as "Niax" tritols). Suitable polycarboxylic acids are succinic acid (or its anhydride), adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, maleic acid (or its anhydride), fumaric acid, muconic acid, itaconic acid, phthalic acid (or its anhydride), isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid (or its anhydride) and pyromellitic acid (or its anhydride). Crosslinking of polycondensates is achieved by adding substances with a functionality higher than 2 to the starting reaction mixture, although in this case it can be difficult to ensure that all molecules are actually crosslinked. This is because the molecules formed in the polycondensation are characterized by a broad molecular weight distribution compared to the molecules of addition polymers.

Metody, které byly uvedeny shora pro výrobu polymerních mikročástic polymeraci monomerů adičního typu ve vodném prostředí obvykle nejsou aplikovatelné na monomery kondenzačního typu, poněvadž voda má na kondenzační reakci inhibiční účinek. Mikročástice kondenzačních polymerů lze však snadno vyrobit disperzní polymeraci v nevodném prostředí postupy popsanými v britských patentech firmy ICI č. 1 373 531, 1 403 794 a 1 419 199. V těchto patentech je uveden i popis výroby zesilovaných mikročástic. Tyto mikročástice lze pak podrobit v disperzi v nevodném prostředí druhému polymeračnímu stupni, prováděnému postupem popsaným ve zveřejněné britské patentové přihlášce č. 2 006 229A citované shora, po kterém se mikročástice převedou do zvoleného vodného prostředí.The methods described above for the preparation of polymer microparticles by the addition-type polymerization of monomers in an aqueous medium are not generally applicable to condensation-type monomers, since water has an inhibitory effect on the condensation reaction. Microparticles of condensation polymers, however, can be readily prepared by dispersion polymerization in a non-aqueous medium by the methods described in British Patents Nos. 1,373,531, 1,403,794 and 1,419,199 to ICI. These patents also describe the preparation of crosslinked microparticles. These microparticles can then be subjected to a second polymerization stage in a dispersion in a non-aqueous medium, carried out by the method described in British Patent Application Publication No. 2,006,229A cited above, after which the microparticles are transferred to the selected aqueous medium.

Pod pojmem „vodné prostředí“ se zde rozumí buď samotná voda, nebo voda ve směsi s organickou kapalinou mísitelnou s vodou, jako s methanolem. Vodné prostředí může rovněž obsahovat vodorozpustné látky přidané za účelem nastavení pH základové hmoty, jak je to podrobněji popsáno dále.The term "aqueous medium" herein refers to either water alone or water in admixture with a water-miscible organic liquid, such as methanol. The aqueous medium may also contain water-soluble substances added to adjust the pH of the matrix, as described in more detail below.

Pigmentové částice, které jsou podle shora uvedené definice dispergovány ve vodném prostředí základové hmoty mohou mít velikost v rozmezí od 1 do 50 μΐη a může se jednat o jakékoli pigmenty běžně používané v povlakových hmotách pro povrchovou úpravu substrátů, jako jsou anorganické pigmenty, například oxid titaničitý, oxid železitý, o-xid chromitý, chroman olovnatý a saze, organické pigmenty, například ftalocyaninová modř a ftalocyninová zeleň, karhazolová violeť, anthrapyrimidinová žluť, ftavanthronová žluť, isoindolinová žluť, indathronová modř, chinakridonová violeť a perylenové červeně. Pro účely vynálezu se pod pojem pigment zahrnují rovněž běžná plniva a nastavovadla, jako je mastek nebo kaolin.The pigment particles which are dispersed in the aqueous medium of the base material according to the above definition may have a size in the range of 1 to 50 μΐη and may be any pigments commonly used in coating materials for the surface treatment of substrates, such as inorganic pigments, for example titanium dioxide, iron oxide, chromium oxide, lead chromate and carbon black, organic pigments, for example phthalocyanine blue and phthalocyanine green, carazole violet, anthrapyrimidine yellow, phthalavanthrone yellow, isoindoline yellow, indathrone blue, quinacridone violet and perylene red. For the purposes of the invention, the term pigment also includes conventional fillers and extenders, such as talc or kaolin.

Vynález má obzvláštní význam v případě základových hmot, obsahujících jako pigment kovové vločky, kterých se používá pro výrobu zářivě kovových povlaků, tzv. metalýz, hlavně na povrchu autokarosérií. Vhodnými kovovými pigmenty jsou zejména hliníkové vločky a vločky z měděného bronzu. Vynález však nabízí výhody i při lakování na stálé odstíny, jak je to podrobněji uvedeno dále. Obecně lze do základových hmot přidat pigmenty jakéhokoli druhu v množství od 2 do 100 °/o, vztaženo na celkovou hmotnost hmoty. Používá-li se pigmentace kovovými pigmenty, je jejich množství přednostně v rozmezí od 5 do 30 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost hmoty.The invention is of particular importance in the case of base materials containing metal flakes as a pigment, which are used for the production of bright metallic coatings, so-called metallises, mainly on the surface of car bodies. Suitable metal pigments are in particular aluminum flakes and copper bronze flakes. However, the invention also offers advantages in painting to permanent shades, as described in more detail below. In general, pigments of any kind can be added to the base materials in an amount of from 2 to 100 %, based on the total weight of the material. If pigmentation with metal pigments is used, their amount is preferably in the range of from 5 to 30 % by weight, based on the total weight of the material.

Tyto pigmenty, ať již jsou kovové nebo jiné, se mohou vmísit do základových hmot za použití známých dispergátorů pro pigmenty, které se hodí pro použití ve vodných systémech.These pigments, whether metallic or otherwise, can be incorporated into the base materials using known pigment dispersants suitable for use in aqueous systems.

Přítomnost zesíťovaných polymerních mikročástic v základové povlakové hmotě uděluje filmu z této hmoty požadovanou schopnost vydržet následující aplikaci krycí povlakové hmoty, aniž by došlo k porušení filmu nebo pigmentace, zejména pigmentace kovovými pigmenty. Bez použití těchto mikročástic nelze vyrobit vyhovující systém základová hmota/čirý povlak.The presence of crosslinked polymer microparticles in the basecoat composition gives the film of this composition the desired ability to withstand the subsequent application of the topcoat composition without damage to the film or pigmentation, especially pigmentation with metallic pigments. Without the use of these microparticles, a satisfactory basecoat/clearcoat system cannot be produced.

Kromě této základní vlastností je rovněž žádoucí, aby měla disperze nerozpustných mikročástic pseudoplastický nebo thixotropický charakter. Tím se rozumí, že zdánlivá viskozita disperze je různá podle stupně střihového namáhání, jakému je disperze vystavena, zejména, že zdánlivá viskozita za podmínek nízkého střihového namáhání je vyšší než při vysokém střihovém namáhání. Změna viskozity, ke které dojde při změně aplikovaného střihového namáhání může být okamžitá nebo může vyžadovat konečný časový interval, který je však nicméně v rozmezí času viskozitního měření. Důvod, proč se vyžaduje, aby měla disperze, na jejíž bázi je základová hmota založena, tento charakter, je nejzřejmější na případu, kdy hmota obsahuje jako pigment kovové vločky. V takovém případě je žádoucí, aby celková koncentrace přítomných netěkavých pevných látek byla poměrně malá. Tím je možno po aplikaci na substrát a během sušení dosáhnout značného smrštění základního filmu, což má za následek správnou orientaci kovových vloček a dosažení optimálního flip-účinku. Když se však má základová hmota nanášet na substrát stříkáním, je potřeba, aby měla dostatečně nízkou viskozitu zaručující účinné rozprášení v stříkací pistoli. Přitom však jakmile hmota dopadne na substrát, má být její viskozita dostatečně vysoká, aby nedocházelo k jejímu stékání, tvorbě záclon nebo nerovnoměrnému rozdělení a nerovnoměrné orientaci kovových vloček i přes to, že ztráta vody a jiných rozpouštědel odpařením mezi stříkací pistolí a substrátem je jen nízká (v. důsledku vysoké vlhkosti okolí).In addition to this basic property, it is also desirable that the dispersion of insoluble microparticles should have a pseudoplastic or thixotropic character. This means that the apparent viscosity of the dispersion varies according to the degree of shear stress to which the dispersion is subjected, in particular that the apparent viscosity under conditions of low shear stress is higher than under conditions of high shear stress. The change in viscosity which occurs when the applied shear stress is changed may be instantaneous or may require a finite time interval which is nevertheless within the range of the viscosity measurement. The reason why the dispersion on which the base material is based is required to have this character is most obvious in the case where the material contains metal flakes as a pigment. In such a case, it is desirable that the total concentration of non-volatile solids present be relatively small. This allows for significant shrinkage of the base film after application to the substrate and during drying, which results in the correct orientation of the metal flakes and the achievement of an optimal flip effect. However, when the base material is to be applied to the substrate by spraying, it is necessary that it has a sufficiently low viscosity to ensure effective atomization in the spray gun. However, once the material hits the substrate, its viscosity should be sufficiently high to prevent it from running off, forming curtains or uneven distribution and orientation of the metal flakes, despite the fact that the loss of water and other solvents by evaporation between the spray gun and the substrate is only low (due to the high ambient humidity).

Tyto pseudoplastické vlastnosti se často dokumentují uváděním hodnot zdánlivé viskozity η a v Pa.s při zvolené rychlosti střihového namáhání D[s-1]. V případě základových hmot s kovovými pigmenty používaných podle vynálezu, má být tato hodno248039 ta ya při obsahu netěkavých pevných látek pod 30 % hmotnostních, přednostně nižší než 0,05 Pa . s při rychlosti střihového namáhání D = 10 000 s-1 s více než 2 Pa . s při hodnotě D — 1 s ’1. Ještě výhodnější je, když má základová hmota hodnotu 77a nižší než 0,025 Pa . s při D = 10 000 s-1 a více než 4 Pa. s při D '== 1,0 s1. V případě základových hmot vybarvených na trvalé odstíny pomocí pigmentů jiných než jsou kovové vločky je přednostní hodnota 73a, opět při obsahu pevných látek pod 30 °/o nižší než 0 1 Pa . s při D =- 10 000 s_] a více než 1,0 Pa . s při D = 1,0 s_1. Je však v povaze pseudoplastického nebo thioxotropického chování, že Je nelze plně a přesně definovat několika zvolenými daty viskoziía/střihové napětí. Mnoho závisí na skutečně použité metodě měření viskozity. Shora uvedené hodnoty proto nelze považovat za přísné hranice, které je třeba dodržovat, aby se dosáhlo vhodných účinků podle vynálezu. Jedná se spíše o přibližné vodítko a odborník v tomto oboru může pomocí jednoduchých praktických zkoušek snadno určit, zda určitá disperze nebo z ní vyrobená základová hmota má dostatečný stupeň pseudoplasticity nebo thioxotropie.These pseudoplastic properties are often documented by stating the apparent viscosity values η a in Pa.s at a selected shear rate D[s -1 ]. In the case of the base materials with metallic pigments used according to the invention, this value should be at a non-volatile solids content below 30% by weight, preferably lower than 0.05 Pa.s at a shear rate D = 10,000 s- 1 s and more than 2 Pa.s at a value of D — 1 s ' 1 . It is even more advantageous if the base material has a value 77a lower than 0.025 Pa.s at D = 10,000 s -1 and more than 4 Pa.s at D '== 1.0 s 1 . In the case of base materials colored to permanent shades with pigments other than metal flakes, the preferred value is 73a, again at a solids content below 30%, less than 0.1 Pa.s at D = - 10,000 s _] and more than 1.0 Pa.s at D = 1.0 s _1 . However, it is in the nature of pseudoplastic or thioxotropic behavior that it cannot be fully and precisely defined by a few selected viscosity/shear stress data. Much depends on the actual viscosity measurement method used. The above values should therefore not be considered as strict limits to be observed in order to achieve the desired effects of the invention. They are rather approximate guidelines and a person skilled in the art can easily determine by simple practical tests whether a particular dispersion or base material made therefrom has a sufficient degree of pseudoplasticity or thioxotropy.

Existují různé způsoby, kterými lze základové disperzi propůjčit pseudoplastický nebo thioxotropický charakter. V některých případech nejsou zapotřebí žádná speciální opatření. Tak tomu může být například v tom případě, kdy byly mikročástice připraveny shora uvedeným postupem popsaným v publikované britské patentové přihlášce číslo 2 006 229A. Při tomto postupu se nejprve vyrobí vlastní polymerní mikročástice disperzní polymerací vhodných monomerů v nevodném prostředí a pak se provede polymerace dalších monomerů, kterou se vyrobí druhý v podstatě nezesilovaný polymer, který má hydrofilní charakter, což znamená, že je při vhodném pH inherentně rozpustný ve vodném prostředí, ve kterém má být výsledná disperze vytvořena.There are various ways in which a base dispersion can be given a pseudoplastic or thioxotropic character. In some cases no special precautions are required. This may be the case, for example, where the microparticles have been prepared by the above-mentioned process described in published British patent application number 2 006 229A. In this process, the polymer microparticles themselves are first produced by dispersion polymerisation of suitable monomers in a non-aqueous medium and then polymerisation of further monomers is carried out to produce a second substantially uncrosslinked polymer which is hydrophilic in character, meaning that it is inherently soluble in the aqueous medium in which the resulting dispersion is to be formed at the appropriate pH.

Ve skutečnosti se však ne všechen druhý polymer rozpustí ve vodném prostředí, když se produkt získaný dvoustupňovou polymerací v .nevodném prostředí do vodného prostředí převede. Značná část druhého polymeru zůstane asociována s polymerními mikročásticemi a mikročástice jsou tím stabilizovány v disperzi ve vodném prostředí. Tento asociovaný polymer může současně vodné disperzi dodávat pseudoplastické nebo thioxotropické vlastnosti. Dalšími monomery, které se hodí pro druhý stupeň polymerace jsou například hydroxyalkylestery kyseliny akrylové nebo methakrylové, monoester kyseliny akrylové nebo methakrylové a polyglykolu, jako polyethylenglykolu, monovinylether takového polyglykolu, nebo vinylpyrrolidon, popřípadě ve směsi s menšími množstvími nehydrofilních monomerů, jako je methylmethakrylát, butylakrylát, vinylacetát nebo styren.In reality, however, not all of the second polymer dissolves in the aqueous medium when the product obtained by the two-stage polymerization in a non-aqueous medium is transferred to an aqueous medium. A significant portion of the second polymer remains associated with the polymer microparticles and the microparticles are thereby stabilized in the dispersion in the aqueous medium. This associated polymer can at the same time impart pseudoplastic or thioxotropic properties to the aqueous dispersion. Other monomers which are suitable for the second stage of polymerization are, for example, hydroxyalkyl esters of acrylic or methacrylic acid, a monoester of acrylic or methacrylic acid and a polyglycol, such as polyethylene glycol, a monovinyl ether of such a polyglycol, or vinylpyrrolidone, optionally in admixture with smaller amounts of non-hydrophilic monomers, such as methyl methacrylate, butyl acrylate, vinyl acetate or styrene.

Alternativně nebo přídavně se požadované rozpustnosti ve vodném prostředí může dosáhnout tím, že se jako hlavní monomerní složky použije esteru akrylového typu obsahujícího zásadité skupiny, například ďimethylaminoethylmethakrylátu nebo diethylamlnoethylmethakrylátu. Tyto skupiny se pak převedou na solné skupiny reakcí s vhodnou kyselinou, například kyselinou mléčnou, rozpuštěnou ve vodném prostředí. Druhý polymer může být dále odvozen od komonomerů obsahujících podstatné množství polymerovatelné karboxylové kyseliny, jako kyseliny akrylové nebo kyseliny methakrylové, a v tom případě může být tento polymer rozpustný ve vodném prostředí obsahujícím rozpuštěnou bázi, jako dimethylaminoethanol. Obecně může tedy mít druhý polymer neiontový, aniontový nebo kationtový charakter.Alternatively or additionally, the desired solubility in aqueous media can be achieved by using as the main monomer component an acrylic-type ester containing basic groups, for example, dimethylaminoethyl methacrylate or diethylaminoethyl methacrylate. These groups are then converted to salt groups by reaction with a suitable acid, for example, lactic acid, dissolved in aqueous media. The second polymer can further be derived from comonomers containing a substantial amount of a polymerizable carboxylic acid, such as acrylic acid or methacrylic acid, in which case this polymer can be soluble in aqueous media containing a dissolved base, such as dimethylaminoethanol. In general, the second polymer can therefore be nonionic, anionic or cationic in character.

V případě, že byly polymerní mikročástice vyrobeny známým postupem vodné emulzní polymerace může se druhý polymer inherentně rozpustný ve vodě vyrobit další polymerací ve stejném vodném prostředí a v přítomnosti mikročástic. Jako monomerů se přitom používá monomerů schopných poskytnout polymer, který obsahuje kyselé solitvorné skupiny, které mohou polymeru propůjčit rozpustnost ve vodě. Vhodnými monomery jsou tedy polymerovatelné karboxylové kyseliny, jako je kyselina akrylová nebo methakrylová, popřípadě spolu s menšími podíly nehydrofilních monomerů, jako je methylmethakrylát a rovněž hydrofilních monomerů, které poskytují ve vodě nerozpustné homopolymery, například hydroxyethylmethakrylátu s hydroxypropylmethakrylátu.In the case where the polymer microparticles have been produced by a known aqueous emulsion polymerization process, a second inherently water-soluble polymer can be produced by further polymerization in the same aqueous medium and in the presence of the microparticles. The monomers used are monomers capable of providing a polymer containing acidic salt-forming groups which can impart water solubility to the polymer. Suitable monomers are therefore polymerizable carboxylic acids such as acrylic or methacrylic acid, optionally together with minor proportions of non-hydrophilic monomers such as methyl methacrylate and also hydrophilic monomers which provide water-insoluble homopolymers, for example hydroxyethyl methacrylate and hydroxypropyl methacrylate.

V případě, že byly polymerní mikročástice vyrobeny postupem disperzní polymerace ve vodném prostředí popsaným ve shora citované publikované britské přihlášce číslo 2 039 497A, může se druhý ve vodě rozpustný polymer účelně vytvořit další polymerací ve stejném prostředí. Vhodnými monomery jsou přitom monomery uvedené v předcházejícím odstavci a rovněž bazické monomery, jako je dimethylaminoethylmethakrylát, ze kterých mohou vzniknout vodorozpustné soli.Where the polymer microparticles have been prepared by the aqueous dispersion polymerization process described in the above-cited British Published Application No. 2,039,497A, a second water-soluble polymer may conveniently be formed by further polymerization in the same medium. Suitable monomers are those mentioned in the preceding paragraph as well as basic monomers such as dimethylaminoethyl methacrylate, from which water-soluble salts can be formed.

Ne všechny ve vodě rozpustné polymery vyrobené in sítu v přítomnosti mikročástic kteroukoli ze shora popsaných metod mohou základovým povlakovým hmotám dodat požadované pseudoplastické vlastnosti. Ke vhodnému složení polymeru lze dospět jednoduchým zkoušením, při kterém se například měří viskozita při zvolených rychlostech střihového namáhání, nebo při kterém se hmoty skutečně aplikují na substrát.Not all water-soluble polymers produced in situ in the presence of microparticles by any of the methods described above can impart the desired pseudoplastic properties to the base coating compositions. The appropriate polymer composition can be arrived at by simple testing, for example, by measuring the viscosity at selected shear rates, or by actually applying the compositions to the substrate.

Místo toho, aby se vhodný ve vodě rozpustný polymer připravoval in šitu, může se tento polymer přidat jako předem vytvořená separátní složka k vodné disperzi mikročástic. Vhodné jsou takové polymery, kte248039 ré po rozpuštění ve vodném prostředí i při nízké koncentraci, způsobují značné zvýšení viskozity hmoty. Tak například se může přidat jedno nebo více zahuštovadel, která jsou dobře známá a kterých se používá v povlakových hmotách na bázi vodných polymerních latexů. Ne všechna zahustovadla se však hodí k tomuto účelu, poněvadž některá z nich nejsou schopna dodat potřebné pseudoplastické vlastnosti hmotám, ke kterým jsou přidány. Na druhé straně některá zahustovadla, která, když jsou sama rozpuštěna ve vodném prostředí tyto vlastnosti nemají, mohou tyto vlastnosti dodat disperzi mikročástic, prostřednictvím interakcí mezi nimi a mikročásticemi (například prostřednictvím vodíkových můstků nebo interakcí polárních skupin). Jedním z obchodně dostupných zahuštovadel, které se projevilo jako velmi vhodné je „Acrysol“ ASE 60 (Rohm and Hass).Instead of preparing a suitable water-soluble polymer in situ, this polymer can be added as a pre-formed separate component to the aqueous dispersion of microparticles. Suitable polymers are those which, when dissolved in an aqueous medium, even at low concentrations, cause a significant increase in the viscosity of the composition. For example, one or more thickeners which are well known and which are used in coating compositions based on aqueous polymer latexes can be added. However, not all thickeners are suitable for this purpose, since some of them are not able to impart the necessary pseudoplastic properties to the compositions to which they are added. On the other hand, some thickeners which, when dissolved in an aqueous medium themselves, do not have these properties, can impart these properties to the dispersion of microparticles, through interactions between them and the microparticles (for example, through hydrogen bonds or interactions of polar groups). One commercially available thickener that has proven to be very suitable is "Acrysol" ASE 60 (Rohm and Hass).

Ze shora uvedeného sice vyplývá, že jakýkoli inherentně vodorozpustný polymer, který je asociován s polymerními částicemi, nebo který je přidán k disperzi mikročástic za účelem dodání pseudoplastických nebo tliioxotropických vlastností disperzi, musí být svou povahou nezesilovaný; takový polymer však může být nicméně, je-li to žádoucí, polymer síťovatelného typu. To znamená, že může obsahovat chemicky reaktivní skupiny, prostřednictvím kterých může být zesíťován do aplikaci základové hmoty s přednostně též krycí povlakové hmoty. Síťování může popřípadě probíhat za pomoci přidaného sítovadla. Polymer tedy může obsahovat, jak již bylo ukázáno, hydroxylové nebo karboxylové skupiny odvozené od monomerů nesoucích tyto skupiny a těchto skupin lze využít k následnému zesíťován! za použití aminopryskyřice, například methylovaného melaminoformaldehydového kondenzátu, který je rozpustný ve vodném prostředí.It follows from the above that any inherently water-soluble polymer which is associated with the polymer particles or which is added to the dispersion of microparticles in order to impart pseudoplastic or thixotropy properties to the dispersion must be non-crosslinked in nature; however, such a polymer may nevertheless, if desired, be of the crosslinkable type. That is to say, it may contain chemically reactive groups by means of which it may be crosslinked in the application of the base material with preferably also the top coating material. The crosslinking may optionally take place with the aid of an added crosslinking agent. The polymer may therefore contain, as has already been shown, hydroxyl or carboxyl groups derived from monomers bearing these groups and these groups may be used for subsequent crosslinking! using an amino resin, for example a methylated melamine formaldehyde condensate, which is soluble in an aqueous medium.

Z uvedeného popisu vyplývá, že základová povlaková hmota se může skládat výhradně z polymerních mikročástic, částic pigmentu, vodného prostředí, ve kterém jsou Obě skupiny částic dispergovány a inherentně vodorozpustného polymeru, který uděluje hmotě pseudoplastické vlastnosti. Je tomu sice tak, ale mnohem výhodnější je, když hmota obsahuje rovněž filmotvorný polymer, který je rozpustný ve vodném prostředí. Přítomnost filmotvorného polymeru zajistí, že po aplikaci základové hmoty na substrát a vypaření vodného prostředí je na substrátu přítomna látka, která může koaleskovat a vyplnit dutiny mezi mikročásticemi, za vzniku koherentního dostatečně integrovaného filmu ve druhém stupni způsobu podle vynálezu. Tuto funkci může ve skutečnosti splňovat část inherentně vodorozpustného polymeru, který je ve hmotě přítomen proto, aby jí dodal pseudoplastické nebo thioxotropické vlastnosti. S ohledern na to, že množství takového poly12 meru potřebné k tomuto účelu je obvykle nízké může být vhodné doplnit jej jednou nebo více jinými ve vodě rozpustnými filmotvornými látkami, které se ke hmotě přidají. Tyto látky mohou být popřípadě chemicky reaktivní vůči již přítomným složkám. Hmota tedy může obsahovat oligonierní látky, které lze po aplikaci hmoty převést na vysokomolekulární produkty, ale které samy o sobě významně nepřispívají k viskozitě hmoty před aplikací. Jako příklady těchto látek lze uvést dioly s nízkou těkavostí jako je 2-ethyl-l,3-hexandiol, nízkomolekulární propylenglykoly, nízkomolekulární adukty ethylenoxidu s dvojmocnými nebo trojmocnými alkoholy, jako neopentylglykolem, bisfenolem A, cyklohexandimethanolem, glycerolem a trimethylolpropanem ,/S-hydroxyalkylamidy, jako N.N.N^NMetrakis- (,/3-hydroxyethyljadipamid a cyklické amidy a estery, jako je ε-kaprolaktam a ε-kaprolakton. Pokud tyto látky nejsou dost rozpustné v čisté vodě, měly by být rozpustné ve vodném prostředí, obsahujícím vodu spolu s organickou kapalinou, která je mísitelná s vodou. Každou z těchto oligomerních látek lze převést na vysokomolekulární polymer po aplikaci základové hmoty na substrát, a to tak, že se jejich hydroxylové skupiny nebo jiné reaktivní skupiny využijí k tvorbě spojovacích vazeb za použití polyfunkčního reakčního činidla, které je ve hmotě rovněž přítomno. K tomuto účelu se hodí zejména aminopryskyřice rozpustné ve vodném prostředí hmoty, zejména melaminofonnaldehydové kondenzáty, jako jsou hexa(alkoxymethyl)melaminy a jejich nízkomolekulární kondenzáty.It follows from the above description that the base coating composition may consist exclusively of polymer microparticles, pigment particles, an aqueous medium in which both groups of particles are dispersed and an inherently water-soluble polymer which imparts pseudoplastic properties to the composition. This is true, but it is much more advantageous if the composition also contains a film-forming polymer which is soluble in an aqueous medium. The presence of a film-forming polymer ensures that, after the base coating has been applied to the substrate and the aqueous medium has evaporated, there is a substance present on the substrate which can coalesce and fill the voids between the microparticles to form a coherent, sufficiently integrated film in the second stage of the process according to the invention. This function may in fact be fulfilled by a portion of the inherently water-soluble polymer which is present in the composition in order to impart pseudoplastic or thioxotropic properties to it. Since the amount of such polymer required for this purpose is usually small, it may be appropriate to supplement it with one or more other water-soluble film-forming substances which are added to the composition. These substances may optionally be chemically reactive with the components already present. The composition may therefore contain oligomeric substances which can be converted into high molecular weight products after application of the composition, but which do not themselves contribute significantly to the viscosity of the composition before application. Examples of these substances include low-volatility diols such as 2-ethyl-1,3-hexanediol, low-molecular-weight propylene glycols, low-molecular-weight adducts of ethylene oxide with dihydric or trihydric alcohols such as neopentyl glycol, bisphenol A, cyclohexanedimethanol, glycerol and trimethylolpropane, /S-hydroxyalkylamides such as N.N.N^NMetrakis-(,/3-hydroxyethyljadipamide and cyclic amides and esters such as ε-caprolactam and ε-caprolactone. If these substances are not sufficiently soluble in pure water, they should be soluble in an aqueous medium containing water together with an organic liquid that is miscible with water. Each of these oligomeric substances can be converted into a high-molecular-weight polymer after application of the base material to the substrate by using their hydroxyl groups or other reactive groups to form crosslinks using a polyfunctional reagent also present in the material. Amino resins soluble in the aqueous medium of the mass are particularly suitable for this purpose, especially melamine formaldehyde condensates, such as hexa(alkoxymethyl)melamines and their low molecular weight condensates.

Místo toho, aby základová povlaková hmota obsahovala složky, ze kterých se po její aplikaci na substrát vytvoří filmotvorný polymer, může obsahovat předem vytvořený ve vodě rozpustný akrylový polymer, který hmotě neuděluje pseudoplastické vlastnosti nebo může obsahovat v disperzi částice nezesíťovaného polymeru, které jsou stabilizovány podobným způsobem, jako přítomné zesítované mikročástice. Každá z těchto alternativních složek může popřípadě obsahovat funkční skupiny, jako hydroxyskuj)iny, prostřednictvím kterých může být po aplikaci hmoty na substrát zesíťována za použití sítovadla, například aminopryskyřice.Instead of containing components that form a film-forming polymer upon application to the substrate, the base coating composition may contain a preformed water-soluble acrylic polymer that does not impart pseudoplastic properties to the composition, or may contain particles of uncrosslinked polymer in dispersion that are stabilized in a manner similar to the crosslinked microparticles present. Each of these alternative components may optionally contain functional groups, such as hydroxy groups, by which it may be crosslinked after application to the substrate using a crosslinking agent, such as an amino resin.

Vzájemné poměry množství různých složek základové hmoty mohou kolísat v širokých mezích a optimální poměry každého Individuálního systému se často nejlépe určí experimentálně, ale nicméně lze uvést některé obecné zásady, které mohou sloužit jako vodítko. V úvahu je třeba vzít zejména fakt, že když je množství polymerních mikročástic příliš vysoké v poměru k ostatním filmotvorným látkám přítomným ve hmotě, neobsahuje hmota dostatečné množství látky pro vyplnění mezer mezi rnikro248039 částicemi. V takovém případě má po následující aplikaci čirého krycího povlaku krycí povlaková hmota tendenci klesat (propadat se) do mezer základního filmu, což tná za následek ztrátu lesku. Když je na druhé straně obsah mikročástic příliš nízký, nemusí částice dodat základnímu filmu požadovaný stupeň odolnosti proti napadení rozpouštědlem obsaženým v čiré krycí povlakové hmotě. V určitém rozsahu lze nižší množství mikročástic kompenzovat v tomto směru tím, že se základní film nechá déle zasychat před aplikací čiré krycí vrstvy, ale tím se zmenšuje jedna z hlavních výhod, které se mají získat při způsobu podle vynálezu. Uspokojivý obsah mikročástic je obvykle v rozmezí od 5 do 80 % hmot., vztaženo na celkový obsah netěkavých látek v základové hmotě.The relative proportions of the various components of the base material may vary within wide limits and the optimum proportions of each individual system are often best determined experimentally, but some general principles can nevertheless be given which may serve as a guide. It is particularly important to take into account that if the amount of polymer microparticles is too high in relation to the other film-forming substances present in the material, the material does not contain sufficient substance to fill the gaps between the microparticles. In such a case, after the subsequent application of a clear topcoat, the topcoat material tends to sink (fall) into the gaps of the base film, resulting in a loss of gloss. If, on the other hand, the microparticle content is too low, the particles may not provide the base film with the required degree of resistance to attack by the solvent contained in the clear topcoat material. To some extent, the lower amount of microparticles can be compensated for in this respect by allowing the base film to dry longer before applying the clear topcoat, but this reduces one of the main advantages to be obtained with the method according to the invention. A satisfactory content of microparticles is usually in the range of 5 to 80% by weight, based on the total non-volatile content of the base material.

Optimální obsah mikročástic však do určité míry závisí na tom, zda je pigment přítomný v základové hmotě kovový nebo nekovový. U hmot obsahujících kovové pigmenty. je přednostní rozmezí obsahu mikročástic 40 až 75 % hmot., vztaženo na shora uvedený základ. Za použití běžných stálobarevných pigmentů je přednostní rozmezí obsahu mikročástic poněkud nižší, tj. 10 až 50 % hmot., vztaženo na shora uvedený základ, poněvadž pro dosažení vhodné neprůhlednosti při dostatečně malé tloušťce filmu je zapotřebí obvykle použít vyšších množstvích těchto pigmentů. Snížením množství mikročástic se lze vyhnout příliš vysokému objemovému zlomku celkového množství dispergovaných látek, který by mohl mít za následek vznik porézního základního filmu. Při aplikaci krycího průhledného povlaku na takový porézní film by mohlo docházet k zatékání (vsakování) krycí povlakové hmoty do základního povlaku, které má za následek špatný lesk krycího filmu.The optimum content of microparticles, however, depends to some extent on whether the pigment present in the base material is metallic or non-metallic. For materials containing metallic pigments, the preferred range of the content of microparticles is 40 to 75% by weight, based on the above-mentioned basis. When using conventional colorfast pigments, the preferred range of the content of microparticles is somewhat lower, i.e. 10 to 50% by weight, based on the above-mentioned basis, since in order to achieve a suitable opacity at a sufficiently small film thickness, it is usually necessary to use higher amounts of these pigments. By reducing the amount of microparticles, it is possible to avoid a too high volume fraction of the total amount of dispersed substances, which could result in the formation of a porous base film. When applying a transparent topcoat to such a porous film, the topcoat material could flow (seep) into the base coating, which results in poor gloss of the topcoat film.

Pokud se týče zahušťovadla nebo druhého polymeru, který dodává hmotě pseudo'plastické vlastnosti, může se jako vodítko obecně konstatovat, že jejich množství v základní hmotě může kolísat v rozmezí od 0,3 do 50 % hmot., vztaženo na celkový obsah netěkavých látek ve hmotě. Množství jiných filmotvorných látek přítomných ve hmotě může být v rozmezí od 0 do 30 % hmot. a když je přítomno síťovadlo, jako aminokryskyřice, jeho množství může rovněž být až 30 % hmot., vztaženo na celkový obsah netěkavých látek v základové hmotě. Základová hmota může kromě toho popřípadě obsahovat katalyzátor zesíťovám, které má proběhnout po aplikaci hmoty na substrát. Tímto katalyzátorem může být ve vodě rozpustná kyselá sloučenina, jako kyselina p-toluensulfonová, kyselina orthofosforečná, kyselina maleinová nebo jiná silná karboxylová kyselina, jako například kyselina tetrachlorftalová. Místo kyseliny se může použít též za tepla nestálé soli takové kyseliny s těkavým aminem.As regards the thickener or the second polymer which imparts pseudo-plastic properties to the composition, it can generally be stated as a guide that their amount in the base composition may vary from 0.3 to 50% by weight, based on the total non-volatile matter content of the composition. The amount of other film-forming substances present in the composition may range from 0 to 30% by weight and, when a crosslinker such as aminophosphoric acid is present, its amount may also be up to 30% by weight, based on the total non-volatile matter content of the base composition. The base composition may also optionally contain a catalyst for crosslinking to take place after the composition has been applied to the substrate. This catalyst may be a water-soluble acidic compound such as p-toluenesulfonic acid, orthophosphoric acid, maleic acid or another strong carboxylic acid such as tetrachlorophthalic acid. Instead of the acid, heat-labile salts of such an acid with a volatile amine can also be used.

Základové povlakové hmoty podle vynálezu se hodí pro použití při způsobu výroby několikavrstvého ochranného a/nebo dekorativního povlaku na povrchu substrátu, který je předmětem čs. patentu č. 226 427. Podrobnosti vztahující se k aplikaci základové hmoty na substrát a dalšímu zpracování naneseného filmu jsou uvedeny v tomto patentu.The base coating compositions according to the invention are suitable for use in a method of producing a multilayer protective and/or decorative coating on the surface of a substrate, which is the subject of Czechoslovak patent No. 226,427. Details relating to the application of the base material to the substrate and further processing of the applied film are given in this patent.

Vzhledem k tomu, že základové hmoty podle vynálezu jsou hmotami na vodné bázi, mají výhodu v tom, že odstraňují nebo značně snižují nevýhody spojené se znečišťováním atmosféry, které jsou vlastní hmotám na rozpouštědlové bázi. Jejich hlavní význam spočívá v tom, že pro jejich zasychání postačuje krátká doba po aplikaci na substrát a přesto se dosáhne toho, že při nanášení krycího povlaku na základní film nevzniká žádná tendence k míšení základního povlaku s krycím povlakem nebo k rozpouštění základního filmu krycím povlakem. Pokud se základových hmot podle vynálezu používá při výrobě tzv. metalýz, dosáhne se těchto výhod, aniž by byla obětována dobrá orientace kovových pigmentů. V případě tzv. trvalých odstínů podléhá základní film v mnohem menším rozsahu efektu označovanému jako „puchýřkování“ ve srovnání s povlaky na vodné bázi, které neobsahují polymerní mikročástice.Since the primers according to the invention are water-based, they have the advantage of eliminating or significantly reducing the disadvantages associated with atmospheric pollution inherent in solvent-based materials. Their main importance lies in the fact that a short time after application to the substrate is sufficient for their drying and yet it is achieved that when applying a topcoat to the base film there is no tendency for the base coat to mix with the topcoat or for the base film to dissolve with the topcoat. If the primers according to the invention are used in the production of so-called metallics, these advantages are achieved without sacrificing good orientation of the metallic pigments. In the case of so-called permanent shades, the base film is subject to a much smaller extent to the effect known as "bubbling" compared to water-based coatings that do not contain polymer microparticles.

Vynález je blíže objasněn následujícími příklady, ve kterých jsou díly a procenta vždy míněny jako díly a procenta hmotnostní. Příklady mají pouze ilustrativní charakter, ale rozsah vynálezu v žádném směru neomezují. Hodnoty zdánlivé viskozity >ja základních hmot byly v příkladech určovány za použití dvou různých přístrojů. Hodnoty -qa při rychlosti střihového namáhání 10 000 s_1 byly měřeny za použití viskozimetru s kuželem a destičkou modifikovaného tak, aby s ním bylo možno měřit viskozitu v rozsahu od 0 do 0,2 Pa. s při uvedené rychlosti střihového namáhání. Tento přístroj je popsán v Journal of the Oil and Colour Chemists1 Association, červenec 1966, v článku od C. H. Monka a vyrábí ho firma Research Equipment (London) Limited.The invention is further illustrated by the following examples, in which parts and percentages are always meant as parts and percentages by weight. The examples are illustrative only and do not limit the scope of the invention in any way. The apparent viscosity values of the base stocks were determined in the examples using two different instruments. The values of -qa at a shear rate of 10,000 s_1 were measured using a cone and plate viscometer modified to measure viscosity in the range of 0 to 0.2 Pa. s at the shear rate indicated. This instrument is described in the Journal of the Oil and Colour Chemists 1 Association, July 1966, in an article by CH Monk and is manufactured by Research Equipment (London) Limited.

Hodnoty r,a při rychlosti střihového namáhání 1,0 s“1 byly měřeny za použití viskozimetru se soustředným válcem, „Theomat 30“ s „A“ pohárkem a závažím. Každý vzorek byl podroben rychlosti střihového namáhání 660 s_1, dokud nebylo dosaženo konstantní hodnoty napětí ve střihu a ihned nato byla rychlost střihového namáhání změněna na 1,0 s_1, bylo změřeno napětí ve střihu a z těchto dat byla vypočtena viskozita. Zařízení „Rheomat 30“ vyrábí firma Contraves AG v Zurichu.The values of r,a at a shear rate of 1.0 s" 1 were measured using a concentric cylinder viscometer, "Theomat 30" with "A" cup and weight. Each sample was subjected to a shear rate of 660 s _1 until a constant shear stress value was reached and immediately the shear rate was changed to 1.0 s _1 , the shear stress was measured and the viscosity was calculated from these data. The "Rheomat 30" device is manufactured by Contraves AG in Zurich.

PřikladlExample

A.AND.

Příprava disperze polymerních mikročástic v alifatickém uhlovodíkuPreparation of a dispersion of polymer microparticles in an aliphatic hydrocarbon

Do reaktoru, vybaveného míchadlem, teploměrem, zpětným chladičem a zařízením pro dávkování monomeru do vraceného destilátu, se předloží 35,429 dílu heptanu. Heptan se zahřeje k varu pod zpětným chladičem (95 až 96 °C) a přidá se směs následujících složek:35.429 parts of heptane are introduced into a reactor equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser and a device for dosing monomer into the reflux distillate. The heptane is heated to reflux (95 to 96 °C) and a mixture of the following components is added:

methylmethakrylát 5,425 dílu , azodiisobutyronitril 0,420 dílu roubovaný kopolymer jako stabilizátor (33% roztok popsaný dále] 1,984 dílumethyl methacrylate 5.425 parts, azodiisobutyronitrile 0.420 parts graft copolymer as stabilizer (33% solution described below] 1.984 parts

Obsah reaktoru se 30 minut udržuje při teplotě refluxu, aby vznikla ,,násadová“ disperze polymeru a pak se začne do vraceného destilátu přidávat následující směs složek. Směs se přidává stálou rychlostí po dobu 3 hodin.The reactor contents are held at reflux temperature for 30 minutes to create a "batch" polymer dispersion, and then the following mixture of ingredients is added to the reflux distillate. The mixture is added at a constant rate over a period of 3 hours.

methylmethakrylát 25,000 dílu allylmethakrylát 0,7751 dílu azodiisobutyronitril 0,338 dílu roubovaný kopolymer jako stabilizátor (33% roztok popsaný dále) 5,316 dílumethyl methacrylate 25.000 parts allyl methacrylate 0.775 1 part azodiisobutyronitrile 0.338 parts graft copolymer as stabilizer (33% solution described below) 5.316 parts

Po skončení dávkování se obsah reaktoru další hodinu udržuje při teplotě refluxu, přidá se 12,874 dílu heptanu a směs se znovu zahřeje na refluxní teplotu. Do vraceného destilátu se po dobu 1 hodiny stálou rychlostí uvádí předem utvořená směs tohoto složení:After the end of the dosing, the reactor contents are maintained at reflux temperature for another hour, 12.874 parts of heptane are added and the mixture is heated to reflux temperature again. A pre-formed mixture of the following composition is introduced into the refluxed distillate at a constant rate for 1 hour:

methylmethakrylát methyl methacrylate 3,883 3,883 dílu work butylakrylát butyl acrylate 3,066 3,066 dílu work hydroxyethylakrylát hydroxyethyl acrylate 2,044 2,044 dílu work kyselina akrylová acrylic acid 1,226 1,226 dílu work azodiisobutyronitril azodiisobutyronitrile 0,071 0.071 dílu work roubovaný kopolymer jako stabili- graft copolymer as stabilizer zátor (33% roztok popsaný zator (33% solution described dále) further) 2,149 2,149 dílu work

Po přidání celého množství této směsi se reakční směs udržuje ještě 1 hodinu při teplotě refluxu. Získá se stálá disperze zesíťovaných polymerních mikročástic, která má celkový obsah netěkavých pevných látek 43,5 až 44,5 % a obsah netěkavých pevných látek nerozpustných v žádném polárním rozpouštědle (tzv. obsah gelu] 34,5 až 35 %.After the entire amount of this mixture has been added, the reaction mixture is maintained at reflux temperature for 1 hour. A stable dispersion of crosslinked polymer microparticles is obtained, which has a total non-volatile solids content of 43.5 to 44.5% and a non-volatile solids content insoluble in any polar solvent (so-called gel content) of 34.5 to 35%.

Roubovaný kopolymerní stabilizátor použitý při shora uvedeném postupu se připraví takto: 12-hydroxystearová kyselina se autokondenzuje do hodnoty kyselosti asi 31 až 34 mg KOH/g (což odpovídá molekulové hmotnosti 1 650 až 1 800 J a pak se nechá reagovat s ekvivalentním množstvím glycidylmethakrylátu. Výsledný nenasycený ester se kopolymeruje v hmotnostním poměru 2 :1 se směsí methylmethakrylátu a kyseliny akrylové v hmotnostním poměru 95 : 5. Kopolymeru se použije ve formě 33% roztoku ve směsi ethylacetátu (11,60 %}, toluenu (14,44 %], alifatického uhlovodíku o teplotě varu 98 až· 122 °C (61,29 %) a alifatického uhlovodíku o teplotě varu 138 až 165 °C (12,67 %).The graft copolymer stabilizer used in the above process is prepared as follows: 12-hydroxystearic acid is autocondensed to an acidity value of about 31 to 34 mg KOH/g (corresponding to a molecular weight of 1,650 to 1,800 J) and then reacted with an equivalent amount of glycidyl methacrylate. The resulting unsaturated ester is copolymerized in a 2:1 weight ratio with a mixture of methyl methacrylate and acrylic acid in a 95:5 weight ratio. The copolymer is used as a 33% solution in a mixture of ethyl acetate (11.60%), toluene (14.44%), an aliphatic hydrocarbon boiling at 98 to 122°C (61.29%) and an aliphatic hydrocarbon boiling at 138 to 165°C (12.67%).

B.B.

Převedení polymerních mikročástic do disperze ve vodném prostředíConversion of polymer microparticles into dispersion in an aqueous medium

Do reaktoru vybaveného míchadlem, teploměrem a zařízením pro odstraňování těkavého rozpouštědla destilací se uvede demineralizovaná voda 72,308 dílu butoxyethanol 10,332 dílu dimethylaminoethanol 0,,529 díluDemineralized water 72.308 parts butoxyethanol 10.332 parts dimethylaminoethanol 0.529 parts is introduced into a reactor equipped with a stirrer, thermometer and a device for removing volatile solvent by distillation.

Obsah reaktoru se zahřeje na 100 °C a do rpaktoru se začne uvádět 46,497 dílu disperze mikročástic ze stupně A takovou rychlostí, aby se heptan obsažený v disperzi odstraňoval destilací, aniž by se významně koncentroval v reaktoru. Doba potřebná pro tuto· operaci je asi 2 hodiny. Přitom se oddělí 29 až 30 dílů destilátu skládajícího se hlavně z heptanu a určitého množství vody.The reactor contents are heated to 100°C and 46.497 parts of the microparticle dispersion from stage A are introduced into the reactor at a rate such that the heptane contained in the dispersion is removed by distillation without being significantly concentrated in the reactor. The time required for this operation is about 2 hours. In the process, 29 to 30 parts of a distillate consisting mainly of heptane and some water are separated.

Jako produkt se získá stálá vodná disperze polymerních mikročástic, která má obsah netěkavých pevných látek 20 až 22 % a pH 7,2 až 7,5.The product obtained is a stable aqueous dispersion of polymer microparticles, which has a non-volatile solids content of 20 to 22% and a pH of 7.2 to 7.5.

C.C.

Příprava koncentrátu hliníkového pigmentuPreparation of aluminum pigment concentrate

Do míchané mísící nádoby se uvede hliníková pasta (obsah kovu %J 5,8 dílu butoxyethanol 2,9 díluAluminum paste (metal content %J 5.8 parts butoxyethanol 2.9 parts) is placed in a stirred mixing vessel.

Složky se spolu míchají po dobu 15 minut, pak se stálou rychlostí po dobu 30 minut přidává 2,9 dílu butoxyethanolu a směs se pak dále míchá po dobu 1 hodiny. Pak se přidá 4;84 dílu hexamethoxymethylmelaminu, v míchání se pokračuje další hodinu, dále se přidá 1,93 dílu hexamethoxymethylmelaminu a 0,97 dílu butoxyethanolu a směs se ještě hodinu míchá.The ingredients are mixed together for 15 minutes, then 2.9 parts of butoxyethanol are added at a constant rate over 30 minutes and the mixture is then further mixed for 1 hour. Then 4.84 parts of hexamethoxymethylmelamine are added, mixing is continued for another hour, then 1.93 parts of hexamethoxymethylmelamine and 0.97 parts of butoxyethanol are added and the mixture is further mixed for an hour.

D.D.

Příprava základové povlakové hmotyPreparation of the base coating material

Po dobu 1 hodiny se spolu míchají následující složky hliníkový koncentrát ze stupně C 19,34 dílu disperze mikročástic ze stupně B 79,61 dílu hexamethoxymethylmelamin 0,46 dílu dimethylaminoethanolová sůl kyseliny p-toluensulfonové, 10% roztok v demineralizované vodě 3,47 díluThe following components are mixed together for 1 hour: aluminum concentrate from grade C 19.34 parts microparticle dispersion from grade B 79.61 parts hexamethoxymethylmelamine 0.46 parts dimethylaminoethanol salt of p-toluenesulfonic acid, 10% solution in demineralized water 3.47 parts

Takto získaná základová hmota má tyto vlastnosti:The base material thus obtained has the following properties:

Obsah pevných látek:Solids content:

27,2 %27.2%

Zdánlivá viskozita -zja:Apparent viscosity -zja:

0;35 Pa . s při rychlosti střihového namáhání D 1 s_l 0 ; 35 Pa . s at shear stress rate D 1 s _l

-0,006 Pa . s při rychlosti střihového namáhání D —- 10 000 s'1 -0.006 Pa.s at shear stress rate D —- 10,000 s' 1

Příprava akrylového polymeru pro čirou krycí vrstvuPreparation of acrylic polymer for clear topcoat

Do reaktoru vybaveného míchadlem, teploměrem a zpětným chladičem se uvede xylen 22,260 dílu aromatický uhlovodík o teplotě varu 190 až 210 °C 10 000 díluInto a reactor equipped with a stirrer, thermometer and reflux condenser, xylene 22.260 parts aromatic hydrocarbon with a boiling point of 190 to 210 °C 10,000 parts

Směs se zahřeje na teplotu zpětného toku (142 až 146 °C) a v průběhu 3 hodin se k ní přidá předem vytvořená směs tohoto složení:The mixture is heated to reflux temperature (142 to 146 °C) and a pre-formed mixture of the following composition is added to it over a period of 3 hours:

styren ethylakrylát 2-ethylhexylakrylát hydroxyethylakrylát kyselina akrylová kumenhydroperoxidstyrene ethyl acrylate 2-ethylhexyl acrylate hydroxyethyl acrylate acrylic acid cumene hydroperoxide

21,49 dílu21.49 parts

4,51 dílu4.51 parts

13,75 dílu 10.05 dílu 0,49 dílu 1,41 dílu13.75 parts 10.05 parts 0.49 parts 1.41 parts

Reakční složky se udržují při teplotě refluxu další 2 hodiny a pak se přidá isobutylalkohol xylenThe reactants are maintained at reflux temperature for another 2 hours and then isobutyl alcohol xylene is added.

12,72 dílu 3,32 dílu12.72 parts 3.32 parts

Získá se čirý roztok polymeru, který má obsah pevných látek 50 %.A clear polymer solution is obtained, which has a solids content of 50%.

F.F.

Příprava čiré krycí povlakové hmoty na rozpouštědlové báziPreparation of a solvent-based clear topcoat

Smísí se spolu tyto složky:The following ingredients are mixed together:

roztok polymeru ze stupně E 53,3 dílu butylová me lamini ormaldehydová pryskyřice ve formě 67% roztoku v butanolu 26,5 dílu dipenten 5,0 dílu polymer zlepšující tokové vlastnosti ve formě 10% roztoku v xylenu 0,1 dílu isobutylalkohol 2,0 dílu xylen 13 1 dílupolymer solution from grade E 53.3 parts butyl melamine formaldehyde resin as a 67% solution in butanol 26.5 parts dipentene 5.0 parts flow-improving polymer as a 10% solution in xylene 0.1 parts isobutyl alcohol 2.0 parts xylene 13 1 part

Získá se čirý roztok s obsahem pevných látek 44,4 %. Jeho viskozita je 40 s (britská norma pohárek B4 při 25 °C).A clear solution with a solids content of 44.4% is obtained. Its viscosity is 40 s (British Standard B4 cup at 25°C).

G.G.

Aplikace základové povlakové hmoty a čiré krycí povlakové hmoty na substrátApplication of basecoat and clear topcoat to substrate

Kovová deska se opatří vrstvou podkladové hmoty (primer), pak vyrovnávacím povlakem, pak se stříkáním aplikují dva povlaky základové hmoty obsahující kovový pigment popsané ve stupni D (hmoty se používají bez dalšího ředění) při teplotě 22°C a relativní vlhkosti 39 %. Mezi oběma nanášeními se nechá první povlak 2 minuty zasychat. Rychlost přívodu hmoty do stříkací pistole je 400 ml/min.The metal plate is provided with a layer of primer, then a leveling coat, then two coats of the primer containing the metal pigment described in step D are applied by spraying (the materials are used without further dilution) at a temperature of 22°C and a relative humidity of 39%. The first coat is allowed to dry for 2 minutes between the two applications. The material feed rate into the spray gun is 400 ml/min.

Po nenasení druhého povlaku základní hmoty se deska ofukuje při 25 °C vzduchem a pak se na ni nanesou dva povlaky čiré krycí hmoty popsané ve stupni F. (Čirá krycí povlaková hmota se před aplikací zředí xylenem na viskozitu 45 a podle britské normy za použití pohárku B 3 při 25 °C, J Druhý krycí povlak se nanáší na vlhký první povlak; mezi oběma nanášeními se nechá první povlak zasychat jen 2 minuty. Po závěrečném tříminutovém zasychání se deska 30 minut vypaluje při 125 až 130 CC.After the second coat of basecoat has been applied, the board is air-dried at 25°C and then two coats of clear topcoat as described in step F are applied. (The clear topcoat is thinned with xylene to a viscosity of 45 before application and according to the British Standard using a B 3 cup at 25°C. J The second topcoat is applied to the damp first coat; the first coat is allowed to dry for only 2 minutes between applications. After a final three-minute dry period, the board is fired for 30 minutes at 125 to 130 ° C.

Výsledný stříbřitý povlak kovového vzhledu má výborný „flip“, orientace pigmentu je dobrá a povlak se na vzhled vyrovná povlakům s nejvyšším stupněm flipu, vyrobeným za použití povlakových systémů plně na rozpouštědlové bázi. Lesk a adheze mezi povlaky je dobrá a nedochází k žádnému zatékání (propadání) čiré povlakové hmoty do základního povlaku.The resulting silvery metallic coating has excellent flip, good pigment orientation and an appearance comparable to the highest flip coatings produced using fully solvent-based coating systems. Gloss and intercoat adhesion are good and there is no bleeding (sinking) of the clearcoat into the basecoat.

Příklad 2Example 2

Kovová deska se opatří vrstvou podkladové hmoty (primer), pak vyrovnávacím povlakem, pak se stříkáním aplikují dva povlaky základové hmoty obsahující kovový pigment popsané ve stupni D příkladu 1 (hmoty se používá bez dalšího ředění) při teplotě 25 °C a relativní vlhkosti 58 %. Mezi oběma nanášeními se nechá první povlak 2 minuty zasychat. Rychlost přívodu hmoty clo stříhací pistole je 400 ml/min.The metal plate is provided with a layer of primer, then a leveling coat, then two coats of the primer containing the metal pigment described in step D of example 1 are applied by spraying (the materials are used without further dilution) at a temperature of 25 °C and a relative humidity of 58%. The first coat is allowed to dry for 2 minutes between the two applications. The material feed rate through the cutting gun is 400 ml/min.

Po nanesení druhého povlaku základové hmoty se deska 10 minut suší při 35 až 42 stupních Celsia a pak se na ni nanesou dva povlaky čiré krycí hmoty popsané ve stupni F příkladu 1. (Clrá krycí povlaková hmota se před aplikací zředí xylenem na viskozitu 45 s podle britské normy za použití pohárku B3 při 25 C,C.) Druhý krycí povlak se nanáší na vlhký první povlak; mezi oběma nanášeními se nechá první povlak zasychat jen 2 minuty. Po závěrečném tříminutovém zasychání se deska 30 minut vypaluje při 125 až 130 CC.After the second coat of primer has been applied, the board is dried for 10 minutes at 35 to 42 degrees Celsius and then two coats of the clear topcoat described in Step F of Example 1 are applied. (The clear topcoat is thinned with xylene to a British Standard 45s viscosity using a B3 cup at 25 °C, C before application.) The second topcoat is applied to the damp first coat; the first coat is allowed to dry for only 2 minutes between applications. After a final three-minute dry period, the board is fired for 30 minutes at 125 to 130 ° C.

Takto získaný povlak má stejně výborné vlastnosti jako povlak popsaný v příkladuThe coating thus obtained has the same excellent properties as the coating described in the example

1.1.

P ř í k 1 a d 3Example 3

A.AND.

Příprava vodné disperze polymernich mikročásticPreparation of aqueous dispersion of polymer microparticles

Připraví se tyto směsi látek:The following mixtures of substances are prepared:

(1) směs monomerů(1) mixture of monomers

methylmethakrylát methyl methacrylate 18,350 18,350 dílu work allylmethakrylát allyl methacrylate 1,340 1,340 dílu work styren styrene 4.700 4,700 dílu work butylakrylát butyl acrylate 18,800 18,800 dílu work kyselina methakrylová methacrylic acid 1,410 1,410 dílu work primární oktylmerkaptan primary octyl mercaptan 0,159 0.159 dílu work amonná sůl sulfátu aduktu ammonium sulfate adduct nonylfenolu a 5 molů nonylphenol and 5 moles ethylenoxidu ethylene oxide 0,185 0.185 dílu work

(2) roztok iniciátoru persulfát amonný 0,130 dílu deraineralizovaná voda 4,010 dílu (3) roztok povrchově aktivní látky methylmethakrylát 20,000 dílu amonná sůl sulfátu aduktu nonylfenolu a 5 molů ethylenoxidu 20,000 dílu(2) initiator solution ammonium persulfate 0.130 parts demineralized water 4.010 parts (3) surfactant solution methyl methacrylate 20.000 parts ammonium sulfate adduct of nonylphenol and 5 moles of ethylene oxide 20.000 parts

Do reaktoru vybaveného míchadlem, teploměrem. zpětným chladičem a zařízením pro regulované uvádění dvou separátních kapalných vsázek se uvede:The following is introduced into a reactor equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser and a device for the controlled introduction of two separate liquid charges:

deraineralizovaná voda 47,641 dílu roztok povrchově aktivní látky (3) 0,100 díludemineralized water 47.641 parts surfactant solution (3) 0.100 parts

Vsázka se zahřeje na 80 až 85 °C, pak se přidá 2 000 dílů monomerní směsi (1) a vzniklá směs se 15 minut udržuje při 80 až 85 °C. Pak se přidá 1,068 dílu roztoku iniciátoru (2) a reakční směs se udržuje 20 minut při stejné teplotě. Pak se stálou rychlostí během 5 hodin přidá:The batch is heated to 80-85°C, then 2,000 parts of monomer mixture (1) are added and the resulting mixture is kept at 80-85°C for 15 minutes. Then 1.068 parts of initiator solution (2) are added and the reaction mixture is kept at the same temperature for 20 minutes. Then at a constant rate over 5 hours, the following is added:

monomerní směs (1) 42,944 dílu hydroxysopropylmethakrylát 2,350 dílumonomer mixture (1) 42.944 parts hydroxyisopropyl methacrylate 2.350 parts

Během té samé pětihodinové periody se do reaktoru odděleně konstantní rychlostí uvádí 3,672 dílu roztoku iniciátoru. Reakční směs se udržuje 1 hodinu při 80 až 83 °C a pak se ochladí na teplotu místnosti. Získá se stálá vodná disperze zesilovaných polymerních mikročástic. Disperze obsahuje 49 6 % pevných látek a obsah netěkávých pevných látek nerozpustných v žádném organickém rozpouštědle je 44,5 %.During the same five-hour period, 3.672 parts of the initiator solution are fed separately to the reactor at a constant rate. The reaction mixture is maintained at 80-83°C for 1 hour and then cooled to room temperature. A stable aqueous dispersion of crosslinked polymer microparticles is obtained. The dispersion contains 49.6% solids and the content of non-volatile solids insoluble in any organic solvent is 44.5%.

B.B.

Příprava základové povlakové hmotyPreparation of the base coating material

Směs (4JMixture (4J

2,563 dílu obchodně dostupného zahušťovadla známého pod označením Acrysol ASE 60 (Rohm and Hass Co.) se míchá s dostatečným množstvím 25% roztoku dimethylaminoethanolu v demineralizované vodě, aby se hodnota pH upravila na 7,65. Pak se přidá další demineralizovaná voda, aby směs měla celkem hmotnost 23,956 dílu.2.563 parts of a commercially available thickener known as Acrysol ASE 60 (Rohm and Hass Co.) are mixed with sufficient 25% dimethylaminoethanol solution in demineralized water to adjust the pH to 7.65. Additional demineralized water is then added to bring the mixture to a total weight of 23.956 parts.

Směs (5jMixture (5j

Směs 29,299 dílu disperze mikročástic ze stupně A a 18,614 dílu demineralizované vody se upraví na pH 7,65 přídavkem dostatečného množství 25% roztoku dimethylaminoethanolu v demineralizované vodě. Pak se do vzniklé směsi vmíchá 23,956 dílu směsi (4) připravené shora popsaným způsobem.A mixture of 29.299 parts of the microparticle dispersion from step A and 18.614 parts of demineralized water is adjusted to pH 7.65 by adding a sufficient amount of a 25% solution of dimethylaminoethanol in demineralized water. Then 23.956 parts of mixture (4) prepared as described above are mixed into the resulting mixture.

Do běžícího mixéru se uvede:In a running blender, add:

aluminiová pasta (obsah kovu 65 %) 3,133 dílualuminum paste (metal content 65%) 3.133 parts

2-butoxyethanol 15,193 dílu2-butoxyethanol 15.193 parts

Vsázka se míchá po dobu 15 minut, pak se přidá:The batch is stirred for 15 minutes, then added:

hexamethoxymethylmelamin 3,696 dílu polypropylenglykol (střední molekulová hmotnost 400) 2,464 dílu a v míchání se pokračuje další hodinu. Pak se přidá směs (5) 71,869 dílu demineralizovaná voda 1,623 dílu a směs se míchá ještě další hodinu. Takto získaná základová hmota má tyto vlastnosti:hexamethoxymethylmelamine 3.696 parts polypropylene glycol (average molecular weight 400) 2.464 parts and mixing is continued for another hour. Then mixture (5) 71.869 parts demineralized water 1.623 parts are added and the mixture is mixed for another hour. The base material thus obtained has the following properties:

obsah pevných látek:solids content:

205 procenta205 percent

Zdánlivá viskozita -qa:Apparent viscosity -qa:

3,46 Pa. s při rychlosti střihového namáhání D = 1 s1 0,042 Pa . s D — 10 000 s“1 3.46 Pa. s at shear rate D = 1 s 1 0.042 Pa. s D — 10,000 s” 1

C.C.

Příprava akrylového polymeru pro čirou krycí povlakovou hmotuPreparation of acrylic polymer for clear topcoat

Do reaktoru vybaveného míchadlem, teploměrem a zpětným chladičem se uvede 42,20 dílu isopropylalkoholu. Isopropylalkohol se zahřeje na teplotu zpětného toku (84°C) a pak se k němu přidá stálou rychlostí v průběhu 3 hodin následující směs látek:42.20 parts of isopropyl alcohol are placed in a reactor equipped with a stirrer, thermometer and reflux condenser. The isopropyl alcohol is heated to reflux temperature (84°C) and then the following mixture of substances is added to it at a constant rate over a period of 3 hours:

methylmethakrylát methyl methacrylate 19,85 19.85 dílu work butylakrylát butyl acrylate 24,80 24.80 dílu work hydroxyethylmethakrylát hydroxyethyl methacrylate 2,48 2.48 dílu work kyselina akrylová acrylic acid 2,48 2.48 dílu work isopropylalkohol isopropyl alcohol 7,45 7.45 dílu work benzylperoxid (60% pasta v benzyl peroxide (60% paste in dimethylf talátu) dimethylphthalate) 0,64 0.64 dílu work Reakční složky ss udržují Reactive components ss maintain další 2 ho another 2 ho diny dins

při teplotě zpětného toku. Získá se roztok polymeru obsahující 50 c/o pevných látek. Z roztoku se přímou destilací odstraní 28,87 dílu isopropylalkoholu a ke zbytku se za míchání přidá 1,86 dílu dimethylaminoethanolu a pak 80,35 dílu demineralizované vody. V destilaci azeotropické směsi isopropylalkohclu a vody se pak pokračuje až do dosažení teploty 96 až 98 °C, a destilát se nahradí přídavkem demineralizované vody. Celkové množství odděleného destilátu je 118,83 dílu a celkové množství dodatečně přidané demineralizované vody je 114,65 dílu. Získá se vodný roztok akrylového polymeru obsahující 33,5 % pevných látek.at reflux temperature. A polymer solution containing 50 % solids is obtained. 28.87 parts of isopropyl alcohol are removed from the solution by direct distillation and 1.86 parts of dimethylaminoethanol and then 80.35 parts of demineralized water are added to the residue with stirring. The distillation of the azeotropic mixture of isopropyl alcohol and water is then continued until a temperature of 96 to 98°C is reached, and the distillate is replaced by the addition of demineralized water. The total amount of distillate separated is 118.83 parts and the total amount of demineralized water added additionally is 114.65 parts. An aqueous solution of acrylic polymer containing 33.5% solids is obtained.

D.D.

Příprava čiré povlakové krycí hmoty na vodné bázi.Preparation of a clear water-based coating material.

Smísí se spolu tyto látky: roztok polymeru ze shora uvedeného stupně C 75,16 dílu hexamethoxymethylmelamin 6,29 dílu butoxyethanol 12,26 dílu demineralizovrná voda 5,50 dílu dimethylaminoethanolová sůl kyseliny p-toluensulfonové (pH 7,6) 0,79 díluThe following substances are mixed together: polymer solution from the above grade C 75.16 parts hexamethoxymethylmelamine 6.29 parts butoxyethanol 12.26 parts demineralized water 5.50 parts dimethylaminoethanol salt of p-toluenesulfonic acid (pH 7.6) 0.79 parts

Takto získaná čirá povlaková hmota obsahuje 31,5 % pevných látek a má viskozitu 0,05 Pa . s.The clear coating mass thus obtained contains 31.5% solids and has a viscosity of 0.05 Pa.s.

E.E.

Aplikace základové povlakové hmoty a čiré krycí povlakové hmoty na substrátApplication of basecoat and clear topcoat to substrate

Kovová deska se preparuje podkladovou hmotou (primerem), pak se nanese vyrovnávací povlak a pak se nastříkají tři povlaky základové povlakové hmoty s kovovým pigmentem popsané ve stupni B. Povlakové hmoty se používá bez dalšího ředění a nástřik se provádí při teplotě 25 ‘C a relativní vlhkosti 51 °/o. Druhý povlak se nanáší za 1 minutu po nanesení prvního povlaku, rychlost přívodu hmoty do stříkací pistole je 400 ml/min.The metal plate is prepared with a primer, then a leveling coat is applied and then three coats of the base coating material with metallic pigment described in step B are sprayed. The coating material is used without further dilution and spraying is carried out at a temperature of 25 ‘C and a relative humidity of 51 %/o. The second coat is applied 1 minute after the first coat, the material feed rate into the spray gun is 400 ml/min.

Po nanesení třetího povlaku základové hmoty se deska 10 minut suší při 35 až 42 CC. Pak se nanesou tři povlaky čiré krycí povlakové hmoty popsané ve stupni D. Povlaky se aplikují bez. mezizaschnutí do vlhkého předchozího povlaku, poněvadž mezi jed22 notlivými nánosy je prodleva 2 minuty a po třetím nánosu je prodleva 3 minuty. Pak se deska nejprve zahřívá na 70 CC a nakonec se 30 minut vypaluje při 150 CC.After the third coat of primer has been applied, the board is dried for 10 minutes at 35 to 42 ° C. Three coats of clear topcoat as described in step D are then applied. The coats are applied without intermediate drying into the damp previous coat, as there is a 2 minute waiting period between the individual coats and a 3 minute waiting period after the third coat. The board is then first heated to 70 ° C and finally fired for 30 minutes at 150 ° C.

Výsledný povlak má výborný „flip“, orientace pigmentu je dobrá a povlak se na vzhled vyrovná povlakům s nejvyšším stupněm flípu vyrobeným za použití povlakových systémů plně na rozpouštědlové bázi. Lesk a adheze mezi povlaky je dobrá a nedochází k žádnému zatékání (propadání) čiré povlakové hmoty do základního povlaku.The resulting coating has excellent flip, good pigment orientation and an appearance comparable to the highest flip coatings produced using fully solvent-based coating systems. Gloss and intercoat adhesion are good and there is no bleeding (sinking) of the clearcoat into the basecoat.

Příklad 4Example 4

A.AND.

Příprava vodné disperze polymerních mikročásticPreparation of aqueous dispersion of polymer microparticles

Do reaktoru vybaveného míchadlem, teploměrem, zpětným chladičem a zařízením pro regulované uvádění dvou oddělených kapalných vsázek se uvedeA reactor equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser and a device for the controlled introduction of two separate liquid charges is charged with

demineralizovaná voda demineralized water 28,030 dílu 28,030 pieces a pak předem připravená směs and then a pre-prepared mixture obsahující containing methylmethakrylát amoniovou sůl sulfátu aduktu methyl methacrylate ammonium sulfate adduct 0,029 dílu 0.029 parts nonylfenolu a 5 molů ethylenoxidu nonylphenol and 5 moles of ethylene oxide 0,029 dílu 0.029 parts Obsah reaktoru se za míchání The reactor contents are stirred zahřívá na heats up 80 až 85 °C a přidá se předem směs těchto složek: 80 to 85 °C and a mixture of the following ingredients is added in advance: připravená ready butylakrylátu butyl acrylate 0,069 dílu 0.069 parts methylmethakrylátu methyl methacrylate 0,069 dílu 0.069 parts

Reakční směs se udržuje při 80 až 85 °C po dobu 15 minut a pak se k ní přidá směs demineralizovaná vody 0,67 dílu persíranu amonného 0,021 díluThe reaction mixture is maintained at 80 to 85 °C for 15 minutes and then a mixture of demineralized water 0.67 parts ammonium persulfate 0.021 parts

Obsah reaktoru se dalších 20 minut udržuje při 80 až 85 °C a pak se do reaktoru stálou rychlostí po dobu 3 hodin uvádí předem připravená směs butylakrylátu 10,75® dílu methylmethakrylátu 10,189 dílu allylmethakrylátu 0,686 dílu amoniové soli sulfátu aduktu nonylfenolu a 5 molů ethylenoxidu 0,081 díluThe reactor contents are maintained at 80 to 85°C for a further 20 minutes and then a previously prepared mixture of butyl acrylate 10.75 parts methyl methacrylate 10.189 parts allyl methacrylate 0.686 parts ammonium salt of nonylphenol sulfate adduct and 5 moles of ethylene oxide 0.081 parts is fed into the reactor at a constant rate for 3 hours.

Během stejného tříhodinového období se do reaktoru současně stálou rychlostí uvádí roztok 0,037 dílu persíranu amonného v 4,985 dílu demineralizované vody.During the same three-hour period, a solution of 0.037 parts ammonium persulfate in 4.985 parts demineralized water is simultaneously fed into the reactor at a constant rate.

Po skončení přidávání obou shora uvedených vsázek se obsah reaktoru 1 hodinu udržuje při 80 až 85 °C. Pak se přidá 34,716 dílu demineralizoviané vody, teplota se upraví zpět na 80 až 8'5 °C a ke směsi se v průběhu 1 hodiny stálou rychlostí přidává následující předem připravená směs:After the addition of both of the above-mentioned charges is complete, the reactor contents are maintained at 80 to 85°C for 1 hour. Then 34.716 parts of demineralized water are added, the temperature is adjusted back to 80 to 85°C, and the following pre-prepared mixture is added to the mixture at a constant rate over the course of 1 hour:

kyselina methakrylová methacrylic acid 0,950 0.950 dílu work butylakrylát butyl acrylate 2,035 2,035 dílu work hydroxyethylakrylát hydroxyethyl acrylate 1,357 1,357 dílu work methylmethakrylát methyl methacrylate 0,950 0.950 dílu work amoniová sůl sulfátu aduktu ammonium salt of sulfate adduct nonylfenolu a 5 molů nonylphenol and 5 moles ethylenoxidu ethylene oxide 0,028 0.028 dílu work

Během stejného jednohodinového období se současně do reaktoru stálou rychlostí uvádí též roztok 0,019 dílu persíranu amonného a 0,016 dílu boritanu sodného v 0,59 dílu demineralizované vody.During the same one-hour period, a solution of 0.019 parts ammonium persulfate and 0.016 parts sodium borate in 0.59 parts demineralized water is also simultaneously fed into the reactor at a constant rate.

Po skončení přidávání obou shora uvedených vsázek se teplota reakční směsi ještě hodinu udržuje na 80 až 85 °C. Pak se směs rychle ochladí. Získá se stálá vodná disperze polymerních mikročástic. Disperze má celkový obsah netěkavých pevných látek 30 °/o a obsah netěkavých pevných látek nerozpustných v organických rozpouštědlech je 27 °/o.After the addition of both of the above-mentioned charges, the temperature of the reaction mixture is maintained at 80 to 85 °C for another hour. The mixture is then rapidly cooled. A stable aqueous dispersion of polymer microparticles is obtained. The dispersion has a total non-volatile solids content of 30 % and a non-volatile solids content insoluble in organic solvents of 27 %.

B.B.

Příprava základové povlakové hmotyPreparation of the base coating material

Hodnota pH disperze získané ve stupni A se přídavkem dimethylaminoethanolu upraví na 8,0 a 54,15 dílu této disperze se uvede do mixéru. Pak se do mixéru v dále uvedeném pořadí přidají tyto látky:The pH of the dispersion obtained in step A is adjusted to 8.0 by adding dimethylaminoethanol and 54.15 parts of this dispersion are introduced into the mixer. Then the following substances are added to the mixer in the following order:

demineralizovaná voda 18,91 dílu butoxyethanol 8,12 dílu koncentrát aluminiového pigmentu popsaný v příkladu 1 (C) 18,02 díludemineralized water 18.91 parts butoxyethanol 8.12 parts aluminum pigment concentrate described in Example 1 (C) 18.02 parts

Směs se míchá 1 hodinu. Získá se základová hmota s těmito vlastnostmi:The mixture is stirred for 1 hour. A base material with the following properties is obtained:

Obsah pevných látek:Solids content:

25,8 procenta25.8 percent

Zdánlivá viskozita Tja:Apparent viscosity Tja:

0,20 Pa. s při rychlosti střihového namáhání D -- 1 s-1 0.20 Pa. s at shear stress rate D -- 1 s -1

0,02 Pa. s při rychlosti střihového namáhání D = 10 000 s-1 0.02 Pa. s at shear rate D = 10,000 s -1

c.C.

Aplikace základové hmoty a čiré povlakové hmoty na substrátApplication of primer and clear coat to substrate

Na kovovou desku preparovanou podkladovou hmotou (primerem) a vyrovnávacím povlakem se nastříkají dva nánosy základové hmoty obsahující kovový pigment popsané ve stupni B (bez dalšího ředění) při teplotě 22 °,C a relativní vlhkosti 39 %. Ja24 ko krycí povlaková hmota se pak nanese hmota popsaná ve stupni F příkladu 1. Postup nanášení jak základové hmoty, tak čiré krycí povlakové hmoty je jinak totožný s postupem popsaným v příkladu 1 stupni G.Two coats of the base material containing the metal pigment described in step B (without further dilution) are sprayed onto the metal plate prepared with the base material (primer) and the leveling coating at a temperature of 22°C and a relative humidity of 39%. The material described in step F of example 1 is then applied as the topcoat. The procedure for applying both the base material and the clear topcoat is otherwise identical to the procedure described in example 1, step G.

Dosažené výsledky jsou podobné jako výsledky dosažené v příkladu 1 stupni G. Srovnávací příklad AThe results achieved are similar to those achieved in Example 1, Grade G. Comparative Example A

A.AND.

Příprava stříbřité kovové základové hmoty bez mikročásticPreparation of silvery metallic base material without microparticles

Do mixéru se za míchání uvede:Add the following to the blender while stirring:

aluminiová pasta (obsah kovu 65 % j 6,0 dílualuminum paste (metal content 65% j 6.0 parts

2-butoxyethanol 18,7 dílu2-butoxyethanol 18.7 parts

Vsázka se míchá po dobu 30 minut, pak se přidá hexamethoxymethylmelamin 4,3 dílu polypropylenglykol (střední molekulová hmotnostThe batch is stirred for 30 minutes, then hexamethoxymethylmelamine is added in 4.3 parts of polypropylene glycol (average molecular weight

400) 2,9 dílu a směs se dále míchá po dobu 1 hodiny. Pak se za míchání v průběhu 30 minut přidá400) 2.9 parts and the mixture is further stirred for 1 hour. Then, with stirring over a period of 30 minutes,

51,2 dílu vodné disperze akrylového polymeru s obsahem pevných látek 33,5 %, připravené způsobem popsaným v dále uvedeném příkladu 5 C a pak 16,9 dílu deminerálizované vody.51.2 parts of an aqueous dispersion of acrylic polymer with a solids content of 33.5%, prepared as described in Example 5 C below, and then 16.9 parts of demineralized water.

Uvedeným způsobem se získá základová hmota, která má stejný poměr pigmentu k pojivu, stejný poměr hexamethoxymethylmelaminu k celkovému obsahu netěkavých látek a velmi podobnou hodnotu zdánlivé viskozity ηβ při D = 10 000 s_1 (0,03 Pa.s) jako je hodnota uvedená pro základovou hmotu vyrobenou postupem podle vynálezu popsaný v příkladu 1. Zdánlivá viskozita povlakové hmoty neobsahující mikročástice při vysoké rychlosti střihového namáhání ukazuje, že se hmota hodí pro sprejové nanášení na substrát. Její zdánlivá viskozita při malé rychlosti střihového namáhání D = = 1 s_1 je však pouze asi 0,1 Pa.s, což ukazuje, že hmota má slabé pseudoplastické nebo thioxotropické vlastnosti.The method described above produces a base material which has the same pigment to binder ratio, the same hexamethoxymethylmelamine to total non-volatiles ratio and a very similar apparent viscosity ηβ at D = 10,000 s_1 (0.03 Pa.s) as the value given for the base material produced by the process according to the invention described in Example 1. The apparent viscosity of the coating material not containing microparticles at high shear rate shows that the material is suitable for spray application onto a substrate. However, its apparent viscosity at low shear rate D = = 1 s_1 is only about 0.1 Pa.s, which shows that the material has weak pseudoplastic or thioxotropic properties.

Základová hmota se nanese na desku a na základní nános se aplikuje čirá krycí vrstva akrylové hmoty způsobem popsaným v příkladu 1G. Složení čirého krycího povlaku odpovídá složení uvedenému v příkladu IE a F. Stříbřitý metalýzový povlak, který se takto získá má velmi nízký „flip“ a jsou na něm patrny stopy nehomogenního rozdělení a orientace pigmentu. Během vypalování se navíc na povlaku tvoří puchýřky.The base material is applied to the plate and a clear acrylic topcoat is applied to the base coating as described in Example 1G. The composition of the clear topcoat corresponds to that given in Examples IE and F. The silvery metallic coating thus obtained has a very low "flip" and shows signs of inhomogeneous pigment distribution and orientation. In addition, blisters form on the coating during firing.

Příklady 1 až 4 ilustrovaly aplikaci způsobu podle vynálezu při výrobě metalýzo248039 vých povlaků. Následující příklad ilustruje jeho aplikaci na povlaky pigmentované běžnými stálobarevnými pigmenty.Examples 1 to 4 illustrated the application of the process of the invention to the production of metallic coatings. The following example illustrates its application to coatings pigmented with conventional colorfast pigments.

P ř í k 1 a d 5Example 5

A.AND.

Příprava třeného základu bílého pigmentuPreparation of the rubbed white pigment base

V kulovém mlýně se po dobu 16 hodin spolu melou tyto složky:The following ingredients are ground together in a ball mill for 16 hours:

oxid titaničitý, jako pigment 31,3 dílutitanium dioxide, as pigment 31.3 parts

2-butoxyethanol 18,9 dílu demineralizovaná voda 18,9 dílu dimethylaminoethanol 0,2 dílu hexamethoxymethylmelamin 7,7 dílu2-butoxyethanol 18.9 parts demineralized water 18.9 parts dimethylaminoethanol 0.2 parts hexamethoxymethylmelamine 7.7 parts

Výsledný třený základ, který má velikost částic pod 0,5 μΐη se pak zředí 11,6 dílu 2-butoxyethanolu a 11,6 dílu demineralizované vody.The resulting rubbing base, which has a particle size below 0.5 μΐη, is then diluted with 11.6 parts 2-butoxyethanol and 11.6 parts demineralized water.

B.B.

Příprava třeného základu modrého pigmentuPreparation of the rubbed blue pigment base

V kulovém mlýně se po dobu 16 hodin spolu melou tyto přísady:The following ingredients are ground together in a ball mill for 16 hours:

ftalocyaninový modrý pigment 12,9 díluphthalocyanine blue pigment 12.9 parts

2-hutoxyethanol 23,8 dílu demineralizovaná voda 23,8 dílu dimethylaminoethanol 0,2 dílu hexamethoxymethylmelamin 9,7 dílu2-butoxyethanol 23.8 parts demineralized water 23.8 parts dimethylaminoethanol 0.2 parts hexamethoxymethylmelamine 9.7 parts

Výsledný třený základ, který má velikost částic pod 0,5 ,«m, se pak zředí 14,8 dílu 2-butoxyethanolu a 14,8 dílu demineralizované vody.The resulting rubbing base, which has a particle size below 0.5 µm, is then diluted with 14.8 parts of 2-butoxyethanol and 14.8 parts of demineralized water.

C.C.

Příprava vodného roztoku akrylového polymeruPreparation of an aqueous solution of acrylic polymer

Smísí se spolu následující složky:The following ingredients are mixed together:

methylmethakrylát 19,9 dílu butylakrylát 24,8 dílu hydroxyeťhylmethakrylát 2,5 dílu kyselina akrylová 2,5 dílu isopropylalkohol 7 4 dílu benzoylperoxid 0,7 dílumethyl methacrylate 19.9 parts butyl acrylate 24.8 parts hydroxyethyl methacrylate 2.5 parts acrylic acid 2.5 parts isopropyl alcohol 7 4 parts benzoyl peroxide 0.7 parts

Směs 15,0 dílu shora uvedené směsi aA mixture of 15.0 parts of the above mixture and

42,2 dílu isopropylalkoholu se uvede do baňky vybavené míchadlem, teploměrem, zpětným chladičem a zařízením pro přidávání kapalné vsázky regulovanou rychlostí. Obsah baňky se zahřeje na teplotu zpětného toku (84°C) a zbytek shora uvedené směsi (42,8 dílu) se do baňky uvádí v průběhu 3 hodin stálou rychlostí. Reakční směs se vaří další 2 hodiny pod zpětným chladičem, čímž se získá roztok polymeru obsahující 5!l,0 % pevných látek. K roztoku se pak přidá 1,8 dílu dimethylaminoethanolu, směs se znovu zahřeje na teplotu zpětného toku, zpětný chladič se přestaví na sestupný a během 10 hodin se oddestiluje celkem 33 dílů destilátu a přidá se 85,0 dílu demineralizované vody. Vodný roztok akrylového polymeru, který se nakonec získá, obsahuje 33,5 % pevných látek.42.2 parts of isopropyl alcohol are introduced into a flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser and a device for adding liquid charge at a controlled rate. The contents of the flask are heated to reflux temperature (84°C) and the remainder of the above mixture (42.8 parts) is introduced into the flask over a period of 3 hours at a constant rate. The reaction mixture is refluxed for a further 2 hours, whereby a polymer solution containing 5!1.0% solids is obtained. 1.8 parts of dimethylaminoethanol are then added to the solution, the mixture is heated again to reflux temperature, the reflux condenser is switched to descending and a total of 33 parts of distillate are distilled off over a period of 10 hours and 85.0 parts of demineralized water are added. The aqueous solution of acrylic polymer which is finally obtained contains 33.5% solids.

D.D.

Příprava modré základové hmotyPreparation of blue primer

V uvedeném pořadí se smísí následující složky:The following ingredients are mixed in the order listed:

třený základ bílého pigmentu popsaný v odstavci A 52,25 dílu třený základ modrého pigmentu popsaný v odstavci B 8,39 dílu disperze mikročástic popsaná v příkladu 1 B 14,62 dílu roztok akrylového polymeru popsaný v odstavci G 24,33 díluwhite pigment base rub described in paragraph A 52.25 parts blue pigment base rub described in paragraph B 8.39 parts microparticle dispersion described in Example 1 B 14.62 parts acrylic polymer solution described in paragraph G 24.33 parts

10% vodný roztok kyseliny p-toluensulfonové neutralizovaný na pH 7,6 přídavkem dimethylaminoethanolu 0,41 dílu10% aqueous solution of p-toluenesulfonic acid neutralized to pH 7.6 by adding 0.41 part of dimethylaminoethanol

Výsledná základová povlaková hmota má viskozitu 1,6 Pa . s při rychlosti střihového naniáhání 1 s“1 a 0,053 Pa. s při rychlosti střihového namáhání 10 000 s_1.The resulting base coating composition has a viscosity of 1.6 Pa.s at a shear rate of 1 s- 1 and 0.053 Pa.s at a shear rate of 10,000 s -1 .

E.E.

Aplikace základové povlakové hmoty a čiré krycí povlakové hmoty na substrátApplication of basecoat and clear topcoat to substrate

Kovová deska se opatří podkladovým povlakem primeru, povlakem vyrovnávací hmoty a dvěma nánosy modré základové hmoty popsané v odstavci D. Modrá povlaková hmota použitá bez dalšího ředění se na povrch stříká při teplotě 22 °C a relativní vlhkosti 39 %, přičemž mezi oběma nánosy je prodleva 2 minut. Po aplikaci druhého nánosu základové hmoty se deska ofukuje vzduchem o teplotě 25 °C a pak se aplikují dva nánosy krycí čiré povlakové hmoty popsané v příkladu 1 F. Čirá krycí povlaková hmota se před nástřikem zředí xylenem na viskozitu 45 s měřenou podle britské normy v pohárku B 3 při 25 °C. Druhý nános krycí povlakové hmoty se aplikuje na ještě vlhký první nános, poněvadž prodleva mezi prvním a druhým nanášením je 2 minuty. Po aplikaci druhého nánosu se nechá povlak 3 minuty zasychat a pak se deska vypaluje 30 minut při 125 až 130 °C.The metal plate is provided with a primer base coat, a levelling compound coat and two coats of the blue primer described in paragraph D. The blue primer, used without further dilution, is sprayed onto the surface at a temperature of 22°C and a relative humidity of 39%, with a 2 minute delay between the two coats. After the second coat of primer, the plate is blown with air at 25°C and then two coats of the clear topcoat described in Example 1 F are applied. The clear topcoat is diluted with xylene to a viscosity of 45 s measured according to the British Standard in a B 3 cup at 25°C before spraying. The second coat of topcoat is applied to the still damp first coat, since the delay between the first and second coats is 2 minutes. After applying the second coat, the coating is allowed to dry for 3 minutes and then the board is fired for 30 minutes at 125 to 130 °C.

Výsledný povlak má dobrou opacitu a lesk a nedochází k zatékání čiré povlakové hmoty do základního filmu.The resulting coating has good opacity and gloss and there is no bleeding of the clear coating material into the base film.

Srovnávací příklad BComparative example B

A.AND.

Příprava modré základové povlakové hmoty neobsahující polymerní mikročásticePreparation of a blue base coating material containing no polymer microparticles

V uvedeném pořadí se spolu smísí tyto složky:The following ingredients are mixed together in the order listed:

třený základ bílého pigmentu popsaný v příkladu 5 A 54,8 dílu třený základ modrého pigmentu popsaný v příkladu 5 B 8,8 dílu hexametoxymethylmelamin 0,3 dílu roztok akrylového polymeru popsaný v příkladu 5 C 35,7 díluwhite pigment base rub described in Example 5 A 54.8 parts blue pigment base rub described in Example 5 B 8.8 parts hexamethoxymethylmelamine 0.3 parts acrylic polymer solution described in Example 5 C 35.7 parts

101% vodný roztok kyseliny p-toluensulfonové neutralizovaný na pH 7,6 přídavkem dimethylaminoethanolu 0,4 dílu101% aqueous solution of p-toluenesulfonic acid neutralized to pH 7.6 by adding 0.4 parts of dimethylaminoethanol

Výsledná základová hmota má viskozitu 0,1 Pa . s při rychlosti střihového namáhání 1 s-1 a 0,083 Pa.s při rychlosti střihového namáhání 10 000 s_1, tj. má velmi slabý pseudoplastický či thioxotropický charakter.The resulting base material has a viscosity of 0.1 Pa.s at a shear rate of 1 s -1 and 0.083 Pa.s at a shear rate of 10,000 s _1 , i.e. it has a very weak pseudoplastic or thioxotropic character.

B.B.

Aplikace základové povlakové hmoty a čiré povlakové hmoty na substrátApplication of basecoat and clearcoat to substrate

Opakuje se postup popsaný v příkladu 5 E s tím rozdílem, že se místo základové hmoty popsané v příkladu 5 D použije základové hmoty popsané ve shora uvedeném odstavci A. V tomto případě je pozorováno značné puchýrkování základního povlaku, tj. vzduch stržený do základního povlaku se oddělí ve formě bublinek, které deformují povrch filmu a poškozují jeho hladký vzhled. Kromě toho je nutno použít delší prodlevy než 3 minuty mezi aplikací druhého nánosu základové hmoty a prvního nánosu čiré krycí hmoty, poněvadž jinak čirá povlaková hmota narušuje základní film, což má škodlivý vliv na výsledný vzhled desky.The procedure described in Example 5 E is repeated, except that instead of the primer described in Example 5 D, the primer described in paragraph A above is used. In this case, considerable blistering of the base coat is observed, i.e. the air entrained in the base coat is separated in the form of bubbles which deform the surface of the film and damage its smooth appearance. In addition, longer delays than 3 minutes must be used between the application of the second coat of primer and the first coat of clear topcoat, since otherwise the clear topcoat disrupts the base film, which has a detrimental effect on the final appearance of the board.

Claims (5)

1. Základová hmota vhodná pro výrobu několikavrstvého ochranného a/nebo dekoračního povlaku na povrchu substrátu, zahrnující filmotvornou látku, těkavé kapalné prostředí pro tuto filmotvornou látku a částice pigmentu dispergované v tomto prostředí, vyznačující se tím, že systém filmotvorné látky a těkavého kapalného prostředí zahrnuje disperzi zesíťovaných mikročástic z akrylových adičních polymerů ve vodném prostředí, které mají průměr v rozmezí od 0,01 do 10 ^m, jsou nerozpustné v použitém vodném prostředí a jsou stálé vůči hrubé flokulaci, přičemž tato disperze má pseudoplastický nebo thixotropní charakter.A matrix suitable for producing a multi-layered protective and / or decorative coating on a substrate surface, comprising a film former, a volatile liquid medium therefor and pigment particles dispersed therein, characterized in that the film former and volatile liquid medium system comprises The dispersion of the crosslinked microparticles of acrylic addition polymers in an aqueous medium having a diameter ranging from 0.01 to 10 µm is insoluble in the aqueous medium used and is stable to coarse flocculation, the dispersion having a pseudoplastic or thixotropic character. 2. Základová hmota podle bodu 1, vyznačující se tím, že polymerní mikročástice jsou vytvořeny z akrylových adičních polymerů, odvozených zejména od jednoho noYNÁLEZU bo více alkylesterů kyseliny akrylové nebo methakrylové.A matrix according to claim 1, characterized in that the polymeric microparticles are formed from acrylic addition polymers derived in particular from one or more alkyl esters of acrylic or methacrylic acid. 3. Základová hmota podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že obsahuje kovový pigment, má obsah netěkavých pevných látek nižší než 30 % hmot. a má zdánlivou viskozitu pod 0,05 Pa. s při rychlosti střihového namáhání 10 000 s_1 a více než 2 Pa. . s při rychlosti střihového namáhání 1 s-1.3. The matrix according to claim 1, wherein said matrix comprises a metal pigment and has a non-volatile solids content of less than 30% by weight. and has an apparent viscosity below 0.05 Pa. s at a shear rate of 10,000 s -1 and more than 2 Pa. . s at a shear rate of 1 s -1 . 4. Základová hmota podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že obsahuje jiný než kovový pigment, má obsah netěkavých pevných látek pod 30 % hmot. a má zdánlivou viskozitu pod 0,1 Pa . s při rychlosti střihového namáhání 10 000 s_1 a více než 0,5 Pa. . s při rychlosti střihového namáhání 1 s_1.4. The matrix of any one of claims 1 and 2, characterized in that it comprises a non-metallic pigment, having a non-volatile solids content below 30% by weight. and has an apparent viscosity below 0.1 Pa. s at a shear rate of 10,000 s -1 and more than 0.5 Pa. . s at a shear rate 1 sec _1. 5. Základová hmota podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že obsahuje 5 až 80 % hmot. polymerních mikročástic, vztaženo na celkový obsah netěkavých látek ve hmotě.5. A matrix according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises from 5 to 80% by weight. % of polymeric microparticles, based on the total non-volatile matter content of the mass.
CS832540A 1980-04-14 1983-04-08 A base material suitable for making a multi-layer protective and / or decorative coating CS248039B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8012199 1980-04-14
CS812823A CS226427B2 (en) 1980-04-14 1981-04-14 Method of manufacturing multilayer decorative and/or protective coatings on substrate surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS248039B2 true CS248039B2 (en) 1987-01-15

Family

ID=25745690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS832540A CS248039B2 (en) 1980-04-14 1983-04-08 A base material suitable for making a multi-layer protective and / or decorative coating

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS248039B2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0038127B1 (en) Multi-layer coating process involving use of aqueous basecoat composition containing crosslinked polymer microparticles and having a pseudoplastic or thixotropic character
EP0080840B1 (en) A process for the production of a multilayer protective and/or decorative coating upon a surface of a substrate
CA1225551A (en) Coating process
US4598111A (en) Coating composition containing cross-linked microparticles
CA1126101A (en) Spray coating process
CA1270704A (en) Multilayer coating having a clear top coat formed on a color base coat and method of forming the same
US5830928A (en) Waterborne coating compositions
US4477536A (en) Process for preparing a multilayer coating
CA1283584C (en) Method of forming metallic coatings
CA1113623A (en) Polymeric spray coating compositions
US3843571A (en) Glamour powder coating composition containing at least two different colored powders and reflective flakes
CA1139033A (en) Production of polymer microparticles and coating compositions containing them
JP2002510740A (en) Aqueous coating composition
GB1588978A (en) Coating processes
JP2680294B2 (en) Overcoat protection-and / or method of making decorative coatings
EP0089741B1 (en) A process for preparing a multilayer coating on a substrate and a coated substrate prepared thereby
CA1126103A (en) Coating process
CS248039B2 (en) A base material suitable for making a multi-layer protective and / or decorative coating
KR850000445B1 (en) How to Form a Multilayer Cover
US20010024694A1 (en) Method of forming metallic coating films
CS209893B2 (en) Method of forming the multilayer protective and for decorative coatings
JPS6346113B2 (en)
JPS60144374A (en) Metallic base paint
JPS60244373A (en) Method of forming a multilayer film on the surface of the object to be coated