DE10004726A1 - Thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbarer wäßriger Beschichtungsstoff und seine Verwendung - Google Patents
Thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbarer wäßriger Beschichtungsstoff und seine VerwendungInfo
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Abstract
Thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbarer wäßriger Beschichtungsstoff, enthaltend DOLLAR A A) mindestens ein gesättigtes, ungesättigtes und/oder mit olefinisch ungesättigten Verbindungen gepfropftes, ionisch und/oder nichtionisch stabilisiertes Polyurethan als Bindemittel, DOLLAR A B) mindestens ein Vernetzungsmittel und DOLLAR A C) mindestens ein farb- und/oder effektgebendes Pigmen,t DOLLAR A dadurch gekennzeichnet, daß man als Vernetzungsmittel (B) Hexamethylendiisocyanat und/oder mindestens ein Polyisocyanat auf der Basis von Hexamethylendiisocyanat verwendet, das mit einem Gemisch aus, bezogen auf die vorhandenen zu blockierenden Isocyanatgruppen, DOLLAR A B1) 25 bis 75 Mol-% mindestens eines Malonsäuredialkylesters und DOLLAR A B2) 75 bis 25 Mol-% mindestens eines Dialkylketoxims DOLLAR A vollständig blockiert ist; sowie die Verwendung des wäßrigen Beschichtungsstoffs für die Herstellung ein- und mehrschichtiger farb- und/oder effektgebender Lackierungen auf grundierten und ungrundierten Substraten.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuen wäßrigen Beschichtungsstoff auf
Polyurethanbasis und seine Verwendung zur Herstellung von ein- und mehrschichtigen
farb- und/oder effektgebenden Lackierungen in der Automobilerst- und -
reparaturlackierung, der industrielle Lackierung, inclusive Coil Coating und Container
Coating, der Kunststofflackierung und der Möbellackierung.
Thermisch härtbare wäßrige Beschichtungsstoffe, welche ein Vernetzungsmittel und ein
gesättigtes, ungesättigtes und/oder mit olefinisch ungesättigten Verbindungen gepfropftes,
ionisch und/oder nichtionisch stabilisiertes Polyurethan auf Basis aliphatischer,
cycloaliphatischer, aliphatisch-cycloaliphatischer, aromatischer, aliphatisch-aromatischer
und/oder cycloaliphatisch-aromatischer Polyisocanate enthalten, sowie die entsprechenden
Lackierungen sind beispielsweise aus der Patentschrift EP-A-0 089 497, DE-C-197 22 862
oder DE-A-196 45 761 bekannt. Des gleichen ist die Verwendung von Polyisocyanaten,
die mit Malonsäuredialkylestern oder mit Dialkylketoximen blockiert sind, als
Vernetzungsmittel bekannt (vgl. die europäische Patentschrift EP-A-0 089 497). Diese
bekannten wäßrigen Beschichtungsstoffe, insbesondere die Wasserbasislacke, und die
hiermit hergestellten ein- oder mehrschichtigen farb- und/oder effektgebenden
Lackierungen weisen sehr gute anwendungstechnische Eigenschaften auf.
Immer mehr Besitzer von Automobilen legen sich heutzutage Hochdruck- oder
Heißdampfhochdruckreiniger für die Reinigung ihrer Kraftfahrzeuge zu. Indes stellt diese
Art der Reinigung erheblich gesteigerte Ansprüche an die sogenannte Naßhaftung aller
Schichten der auf den Automobilen befindlichen Mehrschichtlackierungen. Die bisher
bekannten farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen auf der Basis bisher
bekannter Wasserbasislacke können unter diesen Reinigungsbedingungen delaminieren.
Dabei kann es zu einer Ablösung der Klarlackierung von der Wasserbasislackierung oder
der Wasserbasislackierung von der Füllerlackierung kommen. Dieses Problem wird noch
durch einen hohen Pigmentgehalt der Wasserbasislacke verschärft.
Aus der internationalen Patentanmeldung WO 94/22969 ist ein Klarlack bekannt, der als
Bindemittel mindestens ein hydroxylgruppenhaltiges Acrylatcopolymerisat und als
Vernetzungsmittel unter anderem Polyisocyanate auf der Basis von
Hexamethylendiisocyanat, die mit einer Mischung aus Malonsäuredialkylestern und
Dialkylketoximen blockiert sind, enthält. Die hiermit hergestellten farb- und/oder
effektgebenden Mehrschichtlackierungen weisen eine gute Zwischenschichthaftung
zwischen Klarlackierung und Wasserbasislackierung auf, die auf die Anwendung der
speziellen Acrylatcopolymerisate zurückgeführt wird. Hinweise auf eine Verbesserung der
Haftungseigenschaften der Wasserbasislackierung durch die Verwendung spezieller
blockierter Polyisocyanate können dieser Patentschrift nicht entnommen werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen neuen thermisch härtbaren oder
thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbaren wäßrigen Beschichtungsstoff
bereitzustellen, der sehr gut als Wasserbasislack oder als Unidecklack zur Herstellung ein-
und mehrschichtiger farb- und/oder effektgebender Lackierungen mit
Naßhaftungseigenschaften, die den gesteigerten Ansprüchen genügen, geeignet ist. Die
Verbesserung der Naßhaftungseigenschaften soll auch bei hohen Pigmentgehalten der
Wasserbasislacke oder Unidecklacke gewährleistet sein. Darüber hinaus sollen die
ansonsten vorzüglichen anwendungstechnischen Eigenschaften der bisher bekannten
Wasserbasislacke und Unidecklacke nicht in Mitleidenschaft gezogen werden. Nicht
zuletzt soll die Verbesserung der Naßhaftungseigenschaften auch bei der Verwendung der
unterschiedlichsten Klarlackierungen eintreten.
Demgemäß wurde der neue thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbare wäßrige
Beschichtungsstoff gefunden, der
- A) mindestens ein gesättigtes, ungesättigtes und/oder mit olefinisch ungesättigten Verbindungen gepfropftes, ionisch und/oder nichtionisch stabilisiertes Polyurethan als Bindemittel,
- B) mindestens ein Vernetzungsmittel und
- C) mindestens ein farb- und/oder effektgebendes Pigment
enthält, wobei man als Vernetzungsmittel (B) Hexamethylendiisocyanat und/oder
mindestens ein Polyisocyanat auf der Basis von Hexamethylendiisocyanat verwendet, das
mit einem Gemisch aus, bezogen auf die vorhandenen zu blockierenden Isocyanatgruppen,
- 1. 25 bis 75 Mol-% mindestens eines Malonsäuredialkylesters und
- 2. 75 bis 25 Mol-% mindestens eines Dialkylketoxims
vollständig blockiert ist;
und der im folgenden als "erfindungsgemäßer Beschichtungsstoff" bezeichnet wird.
und der im folgenden als "erfindungsgemäßer Beschichtungsstoff" bezeichnet wird.
Weitere erfindungsgemäße Gegenstände gehen aus der nachfolgenden Beschreibung
hervor.
Im Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend und für den Fachmann nicht
vorhersehbar, daß die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe mit Hilfe des
speziell ausgewählten erfindungsgemäß zu verwendenden Vernetzungsmittels gelöst
werden konnte. Denn eher stand es zu erwarten, daß erst eine aufwendige Variation der
Bindemittelbasis den erfindungsgemäßen Effekt hervorruft. So aber konnte über die
vergleichsweise einfachere Variation der Vernetzungsmittel dieses Ziel erreicht werden,
wobei die ausgewählten Vernetzungsmittel überraschend breit anwendbar sind.
Der erfindungsgemäße Beschichtungsstoff ist thermisch und/oder mit aktinischer
Strahlung härtbar.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter aktinischer Strahlung elektromagnetische
Strahlung, wie sichtbares Licht, UV-Strahlung oder Röntgenstrahlung, insbesondere UV-
Strahlung, und Korpuskularstrahlung wie Elektronenstrahlung zu verstehen.
Werden die thermische und die Härtung mit aktinischem Licht bei einem
Beschichtungsstoff gemeinsam angewandt, spricht man auch von "Dual Cure".
Der erfindungsgemäße Beschichtungsstoff kann ein Einkomponenten(1K)-System sein.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter einem Einkomponenten(1K)-System ein
thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung härtender Beschichtungsstoff zu
verstehen, bei dem das Bindemittel und das Vernetzungsmittel nebeneinander, d. h. in einer
Komponente, vorliegen. Voraussetzung hierfür ist, daß die beiden Bestandteile erst bei
höheren Temperaturen und/oder bei Bestrahlen mit aktinischer Strahlung miteinander
vernetzen.
Der erfindungswesentliche Bestandteil des erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffs ist
mindestens ein Vernetzungsmittel (B). Erfindungsgemäß handelt es sich hierbei um ein
Hexamethylendiisocyanat und/oder mindestens ein Polyisocyanat auf der Basis von
Hexamethylendiisocyanat, das mit einem Gemisch aus, bezogen auf die vorhandenen zu
blockierenden Isocyanatgruppen,
- 1. 25 bis 75, vorzugsweise 30 bis 70, bevorzugt 35 bis 65, besonders bevorzugt 40 bis 60, ganz besonders bevorzugt 45 bis 55 und insbesondere 48 bis 52 Mol-% mindestens eines Malonsäuredialkylesters und
- 2. 75 bis 25, vorzugsweise 70 bis 30, bevorzugt 65 bis 35, besonders bevorzugt 60 bis 40, ganz besonders bevorzugt 55 bis 45 und insbesondere 52 bis 48 Mol-% mindestens eines Dialkylketoxims
vollständig blockiert ist.
Beispiele geeigneter Alkylreste sind Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Pentyl-, Hexyl-,
Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl- Undecyl-, Dodecyl- oder Pentadecylreste, insbesondere
Methyl- und Ethylreste.
Beispiele gut geeigneter Blockierungsmittel (B1) sind Malonsäuredimethylester,
Malonsäuremethylethylester oder Malonsäurediethylester, von denen der letztere
besonders vorteilhaft ist und daher erfindungsgemäß bevorzugt verwendet wird.
Beispiele gut geeigneter Blockierungsmittel (B2) sind Dimethylketoxim,
Methylethylketoxim oder Diethylketoxim, von denen Methylethylketoxim besonders
vorteilhaft ist von daher erfindungsgemäß bevorzugt verwendet wird.
Beispiele geeigneter Polyisocyanate auf der Basis von Hexamethylendiisocyanat sind
isocyanatgruppenhaltige Polyurethanpräpolymere, die durch Reaktion von Polyolen wie
Propylenglykol mit einem Überschuß an Hexamethylendiisocyanat hergestellt worden
sind, und/oder Isocyanurat-, Biuret-, Allophanat-, Iminooxadiazindon-, Urethan-,
Harnstoff- und/oder Uretdiongruppen enthaltende Polyisocyanate. Bevorzugt werden
Polyisocyanate verwendet, die im statistischen Mittel 2,5 bis 5 Isocyanatgruppen pro
Molekül und Viskositäten von 100 bis 10.000, vorzugsweise 100 bis 5000 mPas
aufweisen. Außerdem können die Polyisocyanate in üblicher und bekannter Weise
hydrophil oder hydrophob modifiziert sein.
Ganz besonders bevorzugt werden die isocyanatgruppenhaltigen Polyurethanpräpolymere
sowie die Gemische aus Uretdion- und/oder Isocyanuratgruppen und/oder
Allophanatgruppen aufweisenden Polyisocyanaten auf Basis von
Hexamethylendiisocyanat, wie sie durch katalytische Oligomerisierung von
Hexamethylendiisocyanat unter Verwendung von geeigneten Katalysatoren entstehen,
eingesetzt.
Methodisch gesehen weist Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden
Vernetzungsmittel (B) keine Besonderheiten auf, sondern erfolgt in üblicher und bekannter
Weise durch die Umsetzung von Hexamethylendiisocyanat und/oder den hierauf
basierenden Polyisocyanaten mit den Blockierungsmitteln (B1) und (B2) in den vorstehend
angegebenen Molverhältnissen in mindestens einem organischen Lösemittel, das
gegenüber Isocyanatgruppen inert ist.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Vernetzungsmittel (B) sind in den
erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffen in den unterschiedlichsten Mengen enthalten.
Die Anteil richtet sich in erster Linie nach der stofflichen Zusammensetzung und der
Funktionalität der Bindemittel (A) bezüglich der Vernetzungsreaktion. Der Fachmann kann
daher den jeweils geeigneten Anteil anhand seines allgemeinen Fachwissens
gegebenenfalls unter Zuhilfenahme orientierender Versuche in einfacher Weise ermitteln.
Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, die Vernetzungsmittel (B) in Mengen zu verwenden,
wie sie in Wasserbasislacken oder Unidecklacken üblicherweise eingesetzt werden.
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffe die
Vernetzungsmittel (B) in einer Menge von, jeweils bezogen auf den Beschichtungsstoff,
0,5 bis 60, bevorzugt 1,0 bis 50, besonders bevorzugt 1,5 bis 40, ganz besonders bevorzugt
2,0 bis 30 und insbesondere 2,5 bis 20 Gew.-%.
Der weitere wesentliche Bestandteil des erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffs ist
mindestens ein Bindemittel (A).
Erfindungsgemäß handelt es sich hierbei um mindestens ein gesättigtes, ungesättigtes
und/oder mit olefinisch ungesättigten Verbindungen gepfropftes, ionisch und/oder
nichtionisch stabilisiertes Polyurethan (A).
Vorteilhafterweise weist das erfindungsgemäß zu verwendende Polyurethan (A) je nach
Art der Stabilisierung eine Säurezahl oder Aminzahl von 10 bis 250 mg KOH/g (ionische
Stabilisierung oder nichtionische plus ionische Stabilisierung) oder von 0 bis 10 mg
KOH/g (nichtionische Stabilisierung), eine OH-Zahl von 30 bis 350 mg KOH/g und ein
zahlenmittleres Molekulargewicht von 1.500 bis 55.000 Dalton auf.
Das Polyurethan (A) kann in beliebiger Weise hergestellt werden. Vorzugsweise ist es
erhältlich, indem man in einem ersten Verfahrensschritt ein Polyurethanpräpolymer, das
mindestens eine freie Isocyanatgruppe enthält, herstellt.
Das Polyurethanpräpolymer ist linear, verzweigt oder kammartig, insbesondere aber linear,
aufgebaut. Hierbei enthält das lineare Polyurethanpräpolymer vorzugsweise zwei freie
Isocyanatgruppen, insbesondere zwei endständige freie Isocyanatgruppen. Die verzweigten
oder kammartig aufgebauten Polyurethanpräpolymere enthalten vorzugsweise mindestens
zwei, insbesondere mehr als zwei freie Isocyanatgruppen, wobei endständige freie
Isocyanatgruppen bevorzugt sind.
Methodisch gesehen weist die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden
Polyurethanpräpolymere keine Besonderheiten auf, sondern erfolgt beispielsweise wie in
den Patentschriften DE-C-197 22 862, DE-A-196 45 761, EP-A-0 522 419 oder EP-A-0 522 420
beschrieben, durch Umsetzung mindestens eines Polyisocyanats, insbesondere
eines Diisocyanats, mit mindestens einem Polyol, insbesondere einem Diol, wobei die
Isocyanatkomponente im molaren Überschuß angewandt wird, so daß endständige freie
Isocyanatgruppen resultieren.
Vorzugsweise werden für die Herstellung der Polyurethanpräpolymere Diisocyanate sowie
gegebenenfalls in untergeordneten Mengen Polyisocyanate zur Einführung von
Verzweigungen verwendet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind unter
untergeordneten Mengen Mengen zu verstehen, die kein Gelieren der
Polyurethanpräpolymere bei ihrer Herstellung bewirken. Letzteres kann auch noch durch
die Mitverwendung geringer Mengen an Monoisocyanaten verhindert werden.
Beispiele für geeignete Diisocyanate sind Isophorondiisocyanat (= 5-Isocyanato-1-
isocyanatomethyl-1,3,3-trimethyl-cyclohexan), 5-Isocyanato-1-(2-isocyanatoeth-1-yl)-
1,3,3-trimethyl-cyclohexan, 5-Isocyanato-1-(3-isocyanatoprop-1-yl)-1,3,3-trimethyl-
cyclohexan, 5-Isocyanato-(4-isocyanatobut-1-yl)-1,3,3-trimethyl-cyclohexan, 1-
Isocyanato-2-(3-isocyanatoprop-1-yl)-cyclohexan, 1-Isocyanato-2-(3-isocyanatoeth-1-
yl)cyclohexan, 1-Isocyanato-2-(4-isocyanatobut-1-yl)-cyclohexan, 1,2-
Diisocyanatocyclobutan, 1,3-Diisocyanatocyclobutan, 1,2-Diisocyanatocyclopentan, 1,3-
Diisocyanatocyclopentan, 1,2-Diisocyanatocyclohexan, 1,3-Diisocyanatocyclohexan, 1,4-
Diisocyanatocyclohexan, Dicyclohexylmethan-2,4'-diisocyanat, Trimethylendiisocyanat,
Tetramethylendiisocyanat, Pentamethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat,
Ethylethylendiisocyanat, Trimethylhexandiisocyanat, Heptanmethylendiisocyanat oder
Diisocyanate, abgeleitet von Dimerfettsäuren, wie sie unter der Handelsbezeichnung DDI
1410 von der Firma Henkel vertrieben und in den Patentschriften DO 97/49745 und WO 97/49747
beschrieben werden, insbesondere 2-Heptyl-3,4-bis(9-isocyanatononyl)-1-
pentyl-cyclohexan, oder 1,2-, 1,4- oder 1,3-Bis(isocyanatomethyl)cyclohexan, 1,2-, 1,4-
oder 1,3-Bis(2-isocyanatoeth-1-yl)cyclohexan, 1,3-Bis(3-isocyanatoprop-1-yl)cyclohexan,
1,2-, 1,4- oder 1,3-Bis(4-isocyanatobut-1-yl)cyclohexan, flüssiges Bis(4-
isocyanatocyclohexyl)methan eines trans/trans-Gehalts von bis zu 30 Gew.-%,
vorzugsweise 25 Gew.-% und insbesondere 20 Gew.-%, wie es den Patentschriften DE-A-
44 14 032, GB-A-1220717, DE-A-16 18 795 oder DE-A-17 93 785 beschrieben wird;
Tetramethylxylylidendiisocyanat (TMXDI® der Firma CYTEC), Toluylendiisocyanat,
Xylylendiisocyanat, Bisphenylendiisocyanat, Naphthylendiisocyanat oder
Diphenylmethandiisocyanat.
Beispiele geeigneter Polyisocyanate auf Basis der vorstehend beschriebenen Diisocyanate
sind isocyanatgruppenhaltige Polyurethanpräpolymere, die durch Reaktion von Polyolen
mit einem Überschuß an mindestens einem der vorstehend beschriebenen Diisocyanate
hergestellt worden sind, und/oder Isocyanurat-, Biuret-, Allophanat-, Iminooxadiazindon-,
Urethan-, Harnstoff- und/oder Uretdiongruppen enthaltende Polyisocyanate. Bevorzugt
werden Polyisocyanate verwendet, die im statistischen Mittel 2,5 bis 5 Isocyanatgruppen
pro Molekül und Viskositäten von 100 bis 10.000, vorzugsweise 100 bis 5000 mPas
aufweisen. Außerdem können die Polyisocyanate in üblicher und bekannter Weise
hydrophil oder hydrophob modifiziert sein.
Ganz besonders bevorzugt werden Gemische aus Uretdion- und/oder Isocyanuratgruppen
und/oder Allophanatgruppen aufweisenden Polyisocyanaten auf Basis der vorstehend
beschriebenen Diisocyanate, wie sie durch katalytische Oligomerisierung von
Diisocyanaten unter Verwendung von geeigneten Katalysatoren entstehen, eingesetzt.
Beispiele geeigneter Monoisocyanate sind Phenylisocyanat, Cyclohexylisocyanat oder
Stearylisocyanat oder Vinylisocyanat, Methacryloylisocyanat und/oder 1-(1-Isocyanato-1-
methylethyl)-3-(1-methylethenyl)-benzol (TMI® der Firma CYTEC),
Beispiele geeigneter Polyole sind gesättigte oder olefinisch ungesättigte Polyesterpolyole,
welche durch Umsetzung von
- - gegebenenfalls sulfonierten gesättigen und/oder ungesättigten Polycarbonsäuren oder deren veresterungsfähigen Derivaten, gegebenenfalls zusammen mit Monocarbonsäuren, sowie
- - gesättigten und/oder ungesättigten Polyolen, gegebenenfalls zusammen mit Monoolen,
hergestellt werden.
Beispiele für geeignete Polycarbonsäuren sind aromatische, aliphatische und
cycloaliphatische Polycarbonsäuren. Bevorzugt werden aromatische und/oder aliphatische
Polycarbonsäuren eingesetzt.
Beispiele für geeignete aromatische Polycarbonsäuren sind Phthalsäure, Isophthalsäure,
Terephthalsäure, Phthalsäure-, Isophthalsäure- oder Terephthalsäuremonosulfonat, oder
Halogenphthalsäuren, wie Tetrachlor- bzw. Tetrabromphthalsäure, von denen
Isophthalsäure vorteilhaft ist und deshalb bevorzugt verwendet wird.
Beispiele für geeignete acyclische aliphatische oder ungesättigte Polycarbonsäuren sind
Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure,
Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Undecandicarbonsäure, Dodecandicarbonsäure
oder Dimerfettsäuren oder Maleinsäure, Fumarsäure oder Itaconsäure von denen
Adipinsäure, Glutarsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dimerfettsäuren und Maleinsäure
vorteilhaft sind und deshalb bevorzugt verwendet werden.
Beispiele für geeignete cycloaliphatische und cyclische ungesättigte Polycarbonsäuren
sind 1,2-Cyclobutandicarbonsäure, 1,3-Cyclobutandicarbonsäure, 1,2-
Cyclopentandicarbonsäure, 1,3-Cyclopentandicarbonsäure, Hexahydrophthalsäure, 1,3-
Cyclohexandicarbonsäure, 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, 4-Methylhexahydrophthalsäure,
Tricyclodecandicarbonsäure, Tetrahydrophthalsäure oder 4-Methyltetrahydrophthalsäure.
Diese Dicarbonsäuren können sowohl in ihrer cis- als auch in ihrer trans-Form sowie als
Gemisch beider Formen eingesetzt werden.
Geeignet sind auch die veresterungsfähigen Derivate der obengenannten
Polycarbonsäuren, wie z. B. deren ein- oder mehrwertige Ester mit aliphatischen Alkoholen
mit 1 bis 4-C-Atomen oder Hydroxyalkoholen mit 1 bis 4 C-Atomen. Außerdem können
auch die Anhydride der obengenannten Polycarbonsäuren eingesetzt werden, sofern sie
existieren.
Gegebenenfalls können zusammen mit den Polycarbonsäuren auch Monocarbonsäuren
eingesetzt werden, wie beispielsweise Benzoesäure, tert.-Butylbenzoesäure, Laurinsäure,
Isononansäure, Fettsäuren natürlich vorkommender Öle, Acrylsäure, Methacrylsäure,
Ethacrylsäure oder Crotonsäure. Bevorzugt wird als Monocarbonsäure Isononansäure
eingesetzt.
Beispiele geeigneter Polyole sind Diole und Triole, insbesondere Diole. Üblicherweise
werden Triole neben den Diolen in untergeordneten Mengen verwendet, um
Verzweigungen in die Polyesterpolyole einzuführen.
Geeignete Diole sind Ethylenglykol, 1,2- oder 1,3-Propandiol, 1,2-, 1,3- oder 1,4-
Butandiol, 1,2-, 1,3-, 1,4- oder 1,5-Pentandiol, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- oder 1,6-Hexandiol,
Hydroxypivalinsäureneopentylester, Neopentylglykol, Diethylenglykol, 1,2-, 1,3- oder 1,4-
Cyclohexandiol, 1,2-, 1,3- oder 1,4-Cyclohexandimethanol, Trimethylpentandiol,
Ethylbutylpropandiol, die stellungsisomeren
Diethyloctandiole2-Butyl-2-ethylpropandiol-1,3, 2-Butyl-2-methylpropandiol-1,3,
2-Phenyl-2-methylpropandiol-1,3, 2-Propyl-2-ethylpropandiol-1,3,
2-Di-tert.-butylpropandiol-1,3, 2-Butyl-2-propylpropandiol-1,3, 1-Dihydroxymethyl-bi
cyclo[2.2.1]heptan, 2,2-Diethylpro-pandiol-1,3, 2,2-Dipropylpropandiol-1,3, 2-Cyclo
hexyl-2-methylpropandiol-1,3 2,5-Dimethyl-hexandiol-2,5, 2,5-Diethylhexandiol-2,5,
2-Ethyl-5-methylhexandiol-2,5, 2,4-Dimethylpentandiol-2,4, 2,3-Dimethylbutandiol-2,3,
1,4-(2'-Hydroxypropyl)-benzol oder 1,3-(2'-Hydroxypropyl)-benzol. Diese Diole können
auch als solche für die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethane
(A) eingesetzt werden.
Von diesen Diolen sind Hexandiol und Neopentylglykol besonders vorteilhaft und werden
deshalb besonders bevorzugt verwendet.
Beispiele geeigneter Triole sind Trimethylolethan, Trimethylolpropan oder Glycerin,
insbesondere Trimethylolpropan.
Die vorstehend genannten Triole können auch als solche für die Herstellung der
erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethane (A) eingesetzt werden (vgl. die
Patentschrift EP-A-0 339 433).
Gegebenenfalls können untergeordnete Mengen von Monoolen mit verwendet werden.
Beispiele geeigneter Monoole sind Alkohole oder Phenole wie Ethanol, Propanol, n-
Butanol, sec.-Butanol, tert.-Butanol, Amylalkohole, Hexanole, Fettalkohole, Allylalkohol
oder Phenol.
Die Herstellung der Polyesterpolyole kann in Gegenwart geringer Mengen eines
geeigneten Lösemittels als Schleppmittel durchgeführt werden. Als Schleppmittel werden
z. B. aromatische Kohlenwasserstoffe, wie insbesondere Xylol und (cyclo)aliphatische
Kohlenwasserstoffe, z. B. Cyclohexan oder Methylcyclohexan, eingesetzt.
Weitere Beispiele geeigneter Polyole sind Polyesterdiole, die durch Umsetzung eines
Lactons mit einem Diol erhalten werden. Sie zeichnen sich durch die Gegenwart von ent
ständigen Hydroxylgruppen und wiederkehrenden Polyesteranteilen der Formel -(-CO-
(CHR)m-CH2-O-)- aus. Hierbei ist der Index m bevorzugt 4 bis 6 und der Substitutent R =
Wasserstoff, ein Alkyl-, Cycloalkyl- oder Alkoxy-Rest. Kein Substituent enthält mehr als
12 Kohlenstoffatome. Die gesamte Anzahl der Kohlenstoffatome im Substituenten über
steigt 12 pro Lactonring nicht. Beispiele hierfür sind Hydroxycapronsäure, Hydroxy
buttersäure, Hydroxydecansäure und/oder Hydroxystearinsäure.
Für die Herstellung der Polyesterdiole wird das unsubstituierte ε-Caprolacton, bei dem m
den Wert 4 hat und alle R-Substituenten Wasserstoff sind, bevorzugt. Die Umsetzung mit
Lacton wird durch niedermolekulare Polyole wie Ethylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-
Butandiol oder Dimethylolcyclohexan gestartet. Es können jedoch auch andere
Reaktionskomponenten, wie Ethylendiamin, Alkyldialkanolamine oder auch Harnstoff mit
Caprolacton umgesetzt werden. Als höhermolekulare Diole eignen sich auch
Polylactamdiole, die durch Reaktion von beispielsweise ε-Caprolactam mit niedermole
kularen Diolen hergestellt werden.
Weitere Beispiele geeigneter Polyole sind Polyetherpolyole, insbesondere mit einem
zahlenmittleren Molekulargewicht von 400 bis 5000, insbesondere von 400 bis 3000. Gut
geeignete Polyetherdiole sind z. B. Polyetherdiole der allgemeinen Formel H-(-O-
(CHR2)o-)pOH, wobei der Substituent R2 = Wasserstoff oder ein niedriger,
gegebenenfalls substituierter Alkylrest ist, der Index o = 2 bis 6, bevorzugt 3 bis 4, und der
Index p = 2 bis 100, bevorzugt 5 bis 50, ist. Als besonders gut geeignete Beispiele werden
lineare oder verzweigte Polyetherdiole wie Poly(oxyethylen)glykole,
Poly(oxypropylen)glykole und Poly(oxybutylen)glykole genannt.
Die Polyetherdiole sollen einerseits keine übermäßigen Mengen an Ethergruppen
einbringen, weil sonst die gebildeten erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethane (A)
in Wasser anquellen. Andererseits können sie in Mengen verwendet werden, welche die
nichtionische Stabilisierung der Polyurethane (A) gewährleistet. Sie dienen dann als die
nachstehend beschriebenen funktionellen nichtionischen Gruppen (a3).
Das erfindungsgemäß zu verwendende Polyurethan (A) enthält entweder
- 1. funktionelle Gruppen, die durch Neutralisationsmittel und/oder Quaternisierungsmittel in Kationen überführt werden können, und/oder kationische Gruppen, insbesondere Ammoniumgruppen,
oder
- 1. funktionelle Gruppen, die durch Neutralisationsmittel in Anionen überführt werden können, und/oder anionische Gruppen, insbesondere Carbonsäure- und/oder Carboxylatgruppen,
und/oder
- 1. nichtionische hydrophile Gruppen, insbesondere Poly(alkylenether)-Gruppen.
Beispiele geeigneter erfindungsgemäß zu verwendender funktioneller Gruppen (a1), die
durch Neutralisationsmittel und/oder Quaternisierungsmittel in Kationen überführt werden
können, sind primäre, sekundäre oder tertiäre Aminogruppen, sekundäre Sulfidgruppen
oder tertiäre Phoshingruppen, insbesondere tertiäre Aminogruppen oder sekundäre
Sulfidgruppen.
Beispiele geeigneter erfindungsgemäß zu verwendender kationischer Gruppen (a1) sind
primäre, sekundäre, tertiäre oder quaternäre Ammoniumgruppen, tertiäre
Sulfoniumgruppen oder quaternäre Phosphoniumgruppen, vorzugsweise quaternäre
Ammoniumgruppen oder quaternäre Ammoniumgruppen, tertiäre Sulfoniumgruppen,
insbesondere aber tertiäre Sulfoniumgruppen.
Beispiele geeigneter erfindungsgemäß zu verwendender funktioneller Gruppen (a2), die
durch Neutralisationsmittel in Anionen überführt werden können, sind Carbonsäure-,
Sulfonsäure- oder Phosphonsäuregruppen, insbesondere Carbonsäuregruppen.
Beispiele geeigneter erfindungsgemäß zu verwendender anionischer Gruppen (a2) sind
Carboxylat-, Sulfonat- oder Phosphonatgruppen, insbesondere Carboxylatgruppen.
Beispiele geeigneter Neutralisationsmittel für in Kationen umwandelbare funktionelle
Gruppen (a1) sind anorganische und organische Säuren wie Schwefelsäure, Salzsäure,
Phosphorsäure, Ameisensäure, Essigsäure, Milchsäure, Dimethylolpropionsäure oder
Zitronensäure.
Beispiele für geeignete Neutralisationsmittel für in Anionen umwandelbare funktionelle
Gruppen (a2) sind Ammoniak, Ammoniumsalze, wie beispielsweise Ammoniumcarbonat
oder Ammoniumhydrogencarbonat, sowie Amine, wie z. B. Trimethylamin, Triethylamin,
Tributylamin, Dimethylanilin, Diethylanilin, Triphenylamin, Dimethylethanolamin,
Diethylethanolamin, Methyldiethanolamin, Triethanolamin und dergleichen. Die
Neutralisation kann in organischer Phase oder in wäßriger Phase erfolgen. Bevorzugt wird
als Neutralisationsmittel Dimethylethanolamin eingesetzt.
Die insgesamt in dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel eingesetzte Menge an
Neutralisationsmittel wird so gewählt, daß 1 bis 100 Äquivalente, bevorzugt 50 bis 90
Äquivalente der funktionellen Gruppen (a1) oder (a2) des erfindungsgemäß zu
verwendenden Polyurethans (A) neutralisiert werden.
Von diesen funktionellen (potentiell) ionischen Gruppen (a1) und (a2) und funktionellen
nichtionischen Gruppen (a3) sind die (potentiell) anionischen Gruppen (a2) vorteilhaft und
werden deshalb besonders bevorzugt verwendet.
Die Einführung von (potentiell) anionischen Gruppen (a2) in die Polyurethanmoleküle
erfolgt über den Einbau von Verbindungen, die mindestens eine gegenüber
Isocyanatgruppen reaktive und eine zur Anionenbildung befähigte Gruppe im Molekül
enthalten; die einzusetzende Menge kann aus der angestrebten Säurezahl berechnet
werden.
Beispiele geeigneter Verbindungen dieser Art sind solch, die zwei gegenüber
Isocyanatgruppen reaktive Gruppen im Molekül enthalten. Geeignete gegenüber
Isocyanatgruppen reaktive Gruppen sind insbesondere Hydroxylgruppen, sowie primäre
und/oder sekundäre Aminogruppen. Demnach können beispielsweise Alkansäuren mit
zwei Substituenten am α-ständigem Kohlenstoffatom eingesetzt werden. Der Substituent
kann eine Hydroxylgruppe, eine Alkylgruppe oder bevorzugt eine Alkylolgruppe sein.
Diese Alkansäuren haben mindestens eine, im allgemeinen 1 bis 3 Carboxylgruppen im
Molekül. Sie haben 2 bis etwa 25, vorzugsweise 3 bis 10 Kohlenstoffatome. Beispiele
geeigneter Alkansäuren sind Dihydroxypropionsäure, Dihydroxybernsteinsäure und
Dihydroxybenzoesäure. Eine besonders bevorzugte Gruppe von Alkansäuren sind die α,α-
Dimethylolalkansäuren der allgemeinen Formel R3-C(CH2OH)2COOH, wobei R3 für ein
Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit bis zu etwa 20 Kohlenstoffatomen steht.
Beispiele besonders gut geeigneter Alkansäuren sind 2,2-Dimethylolessigsäure, 2,2-
Dimethylolpropionsäure, 2,2-Dimethylolbuttersäure und 2,2-Dimenthylolpentansäure. Die
bevorzugte Dihydroxyalkansäure ist 2,2-Dimethylolpropionsäure. Aminogruppenhaltige
Verbindungen sind beispielsweise α,δ-Diaminovaleriansäure, 3,4-Diaminobenzoesäure,
2,4-Diaminotoluolsulfonsäure und 2,4-Diamino-diphenylethersulfonsäure.
Nichtionische stabilisierende Poly(oxyalkylen)gruppen (a3) können als laterale oder
endständige Gruppen in die Polyurethanmoleküle eingeführt werden. Hierfür können
beispielsweise Alkoxypoly(oxyalkylen)alkohole mit der allgemeinen Formel R4O-(-CH2-
CHR5-O-)r H in der R5 für einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, R5 für ein
Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und der Index r für
eine Zahl zwischen 20 und 75 steht, eingesetzt werden. (vgl. die Patentschriften EP-A-0 354 261
oder EP-A-0 424 705).
Der Einsatz von Polyolen, Polyaminen und Aminoalkoholen führt zur
Molekulargewichtserhöhung der Polyurethane (A).
Geeignete Polyole für die Kettenverlängerung sind Polyole mit bis zu
36 Kohlenstoffatomen je Molekül wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol,
1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,2-Butylenglykol, 1,6-Hexandiol, Tri
methylolpropan, Ricinusöl oder hydriertes Ricinusöl, Di-trimethylolpropanether, Pen
taerythrit, 1,2-Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Bisphenol A, Bisphenol F,
Neopentylglykol, Hydroxypivalinsäure-neopentylglykolester, hydroxyethyliertes oder
hydroxypropyliertes Bisphenol A, hydriertes Bisphenol A oder deren Mischungen (vgl.
Patentschriften EP-A-0 339 433, EP-A-0 436 941, EP-A-0 517 707).
Beispiele geeigneter Polyamine weisen mindestens zwei primäre und/oder sekundäre
Aminogruppen auf. Polyamine sind im wesentlichen Alkylenpolyamine mit 1 bis 40
Kohlenstoffatomen, vorzugsweise etwa 2 bis 15 Kohlenstoffatomen. Sie können
Substituenten tragen, die keine mit Isocyanat-Gruppen reaktionsfähige Wasserstoffatome
haben. Beispiele sind Polyamine mit linearer oder verzweigter aliphatischer,
cycloaliphatischer oder aromatischer Struktur und wenigstens zwei primären
Aminogruppen.
Als Diamine sind zu nennen Hydrazin, Ethylendiamin, Propylendiamin, 1,4-Butylen
diamin, Piperazin, 1,4-Cyclohexyldimethylamin, Hexamethylendiamin-1,6, Trimethyl
hexamethylendiamin, Methandiamin, Isophorondiamin, 4,4-Diaminodicyclohexylmethan
und Aminoethylenothanolamin. Bevorzugte Diamine sind Hydrazin, Alkyl- oder
Cycloalkyldiamine wie Propylendiamin und 1-Amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcy
clohexan.
Es können auch Polyamine eingesetzt werden, die mehr als zwei Aminogruppen im
Molekül enthalten. In diesen Fällen ist jedoch - z. B. durch Mitverwendung von
Monoaminen - darauf zu achten, daß keine vernetzten Polyurethanharze erhalten werden.
Solche brauchbaren Polyamine sind Diethylentriamin, Triethylentetramin,
Dipropylendiamin und Dibutylentriamin. Als Beispiel für ein Monoamin ist
Ethylhexylamin zu nennen (vgl. die Patentschrift EP-A-0 089 497).
Beispiele geeigneter Aminoalkohole sind Ethanolamin oder Diethanolamin.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethane (A) können endständige und/oder
laterale olefinisch ungesättigte Gruppen enthalten. Gruppen dieser Art können
beispielsweise mit Hilfe von Verbindungen eingeführt werden, welche mindestens eine
isocyanatreaktive Gruppe, insbesondere Hydroxylgruppe, und mindestens eine
Vinylgruppe aufweisen. Beispiele geeigneter Verbindungen dieser Art sind
Trimethylolpropanmonoallylether oder Trimethylolpropanmono(meth)acrylat.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethane (A) können mit ethylenisch
ungesättigten Verbindungen gepfropft werden. Beispiele geeigneter erfindungsgemäß zu
verwendender Polyurethane (A), welche als Pfropfmischpolymerisate vorliegen, sind aus
den Patentschriften EP-A-0 521 928, EP-A-0 522 420, EP-A-0 522 419 oder EP-A-0 730 613
bekannt.
Die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethane (A) weist
methodisch keine Besonderheiten auf, sondern erfolgt nach den üblichen und bekannten
Methoden, wie sie im eingangs zitierten Stand der Technik beschrieben sind.
Der Anteil der erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethane (A) an den
erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffen kann ebenfalls außerordentlich breit variieren
und richtet sich in erster Linie nach dem Verwendungszweck der Beschichtungsstoffe und
der Funktionalität der Polyurethane (A) bezüglich der Vernetzungsreaktion mit dem
Vernetzungsmittel (B). Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, die Mengen, wie sie im
eingangs zitierten Stand der Technik beschrieben sind, zu verwenden.
Der dritte erfindungswesentliche Bestandteil des erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffs
ist mindestens ein farb- und/oder effektgebendes Pigment.
Die Pigmente können aus anorganischen oder organischen Verbindungen bestehen. Der
erfindungsgemäße Beschichtungsstoff, insbesondere der erfindungsgemäße
Wasserbasislack und Unidecklack, spez. der erfindungsgemäße Wasserbasislack,
gewährleistet daher aufgrund dieser Vielzahl geeigneter Pigmente eine universelle Ein
satzbreite und ermöglicht die Realisierung einer Vielzahl von Farbtönen und optischer
Effekte.
Als Effektpigmente können Metallplättchenpigmente wie handelsübliche
Aluminiumbronzen, gemäß DE-A-36 36 183 chromatierte Aluminiumbronzen,
handelsübliche Edelstahlbronzen und nichtmetallische Effektpigmente, wie zum Beispiel
Perlglanz- bzw. Interferenzpigmente, eingesetzt werden. Ergänzend wird auf Römpp
Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, Seiten 176,
"Effektpigmente" und Seiten 380 und 381 "Metalloxid-Glimmer-Pigmente" bis
"Metallpigmente", verwiesen.
Beispiele für geeignete anorganische farbgebende Pigmente sind Titandioxid, Eisenoxide,
Sicotransgelb und Ruß. Beispiele für geeignete organische farbgebende Pigmente sind
Thioindigopigmente Indanthrenblau, Cromophthalrot, Irgazinorange und Heliogengrün.
Ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998,
Seiten 180 und 181, "Eisenblau-Pigmente" bis "Eisenoxidschwarz", Seiten 451 bis 453
"Pigmente" bis "Pigmentsvolumenkonzentration", Seite 563 "Thioindigo-Pigmente" und
Seite 567 "Titandioxid-Pigmente" verwiesen.
Der Anteil der Pigmente an dem erfindungsgemäßen Beschichtungsstoff kann
außerordentlich breit variieren und richtet sich vor allem nach der Deckkraft der Pigmente,
dem gewünschten Farbton und dem gewünschten optischen Effekt. Vorzugsweise sind die
Pigmente in dem erfindungsgemäßen Beschichtungsstoff in einer Menge von 0,5 bis 50,
bevorzugt 0,5 bis 45, besonders bevorzugt 0,5 bis 40, ganz besonders bevorzugt 0,5 bis
35 und insbesondere 0,5 bis 30 Gew.-%, jeweils bezogenen auf das Gesamtgewicht des
erfindungsgemäßen Wasserbasislacks, enthalten. Dabei kann auch das
Pigment/Bindemittel Verhältnis, d. h. das Verhältnis der Pigmente zu den
erfindungsgemäßen Polyurethanen (A) sowie sonstigen gegebenenfalls vorhandenen
Bindemitteln, außerordentlich breit variieren. Vorzugsweise liegt dieses Verhältnis bei 6,0 : 1,0
bis 1,0 : 50, bevorzugt 5 : 1,0 bis 1,0 : 50, besonders bevorzugt 4,5 : 1,0 bis 1,0 : 40,
ganz besonders bevorzugt 4 : 1,0 bis 1,0 : 30 und insbesondere 3,5 : 1,0 bis 1,0 : 25.
Die vorstehend beschriebenen Bestandteile des erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffs
liegen in einem wäßrigen Medium dispergiert und/oder gelöst vor. Das wäßrige Medium
enthält im wesentlichen Wasser. Hierbei kann das wäßrige Medium in untergeordneten
Mengen, organische Lösemittel, Neutralisationsmittel, Vernetzungsmittel (B) und/oder
lackübliche Additive und/oder sonstige gelöste feste, flüssige oder gasförmige organische
und/oder anorganische, nieder- und/oder hochmolekulare Stoffe enthalten. Im Rahmen
der vorliegenden Erfindung ist unter dem Begriff "untergeordnete Menge" eine Menge zu
verstehen, welche den wäßrigen Charakter des wäßrigen Mediums nicht aufhebt. Bei dem
wäßrigen Medium kann es sich aber auch um reines Wasser handeln.
Außer den vorstehend beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden
Vernetzungsmittel (B) kann der erfindungsgemäße Beschichtungsstoff noch mindestens
ein weiteres Vernetzungsmittel enthalten.
Beispiele geeigneter weiterer Vernetzungsmittel sind Aminoplastharze, Anhydridgruppen
enthaltende Verbindungen oder Harze, Epoxidgruppen enthaltende Verbindungen oder
Harze, Tris(alkoxycarbonylamino)triazine, Carbonatgruppen enthaltende Verbindungen
oder Harze, blockierte und/oder unblockierte Polyisocyanate, beta-Hydroxyalkylamide
sowie Verbindungen mit im Mittel mindestens zwei zur Umesterung befähigten Gruppen,
beispielsweise Umsetzungsprodukte von Malonsäurediestern und Polyisocyanaten oder
von Estern und Teilestern mehrwertiger Alkohole der Malonsäure mit Monoisocyanaten,
wie sie der europäischen Patentschrift EP-A-0 596 460 beschrieben werden. Von diesen
werden die Epoxidverbindungen, die Aminoplastharze, die
Tris(alkoxycarbonylamino)triazine und/oder die beta-Hydroxyalkylamide bevorzugt
verwendet. Derartige Vernetzungsmittel sind dem Fachmann gut bekannt und werden von
zahlreichen Firmen als Verkaufsprodukte angeboten.
Je nach Reaktivität des weiteren Vernetzungsmittels kann es den erfindungsgemäßen
Beschichtungsstoffen direkt zugesetzt werden, wodurch ein sogenanntes
Einkomponentensystem resultiert. Handelt es sich indes um ein besonders reaktives
Vernetzungsmittel, wie ein Polyisocyanat oder ein Epoxid, wird dieses im allgemeinen erst
kurz vor der Verwendung den erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffen zugesetzt. Hierbei
resultiert ein sogenanntes Zwei- oder Mehrkomponentensystem.
Sollen die erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffe nicht nur thermisch sondern auch mit
aktinischer Strahlung härtbar (Dual Cure) sein, enthalten sie übliche und bekannte
Bestandteile, die mit aktinischer Strahlung aktivierbar sind. Besonders bevorzugt wird UV-
Licht angewandt. Beispiele geeigneter Bestandteile, die mit aktinischer Strahlung
aktivierbar sind, sind (meth)acryl-, allyl-, vinyl- oder dicyclopentadienylfunktionelle
(Meth)Acrylatcopolymere oder Polyetheracrylate, Polyesteracrylate, ungesättigte
Polyesteracrylate, Epoxyacrylate, Urethanacrylate, Aminoacrylate, Melaminacrylate,
Silikonacrylate oder die entsprechenden Methacrylate.
Der erfindungsgemäße Beschichtungsstoff kann des weiteren Reaktiverdünner für die
thermische Härtung oder für die Härtung mit aktinischer Strahlung enthalten.
Beispiele geeigneter Reaktiverdünner für die thermische Härtung sind oligomere Polyole,
welche aus oligomeren Zwischenprodukten, die durch Metathesereaktionen von
acyclischen Monoolefinen und cyclischen Monoolefinen gewonnen werden, durch
Hydroformylierung und anschließender Hydrierung erhältlich sind; Beispiele geeigneter
cyclischer Monoolefine sind Cyclobuten, Cyclopenten, Cyclohexen, Cycloocten,
Cyclohepten, Norbonen oder 7-Oxanorbonen; Beispiele geeigneter acyclischer
Monoolefine sind in Kohlenwasserstoffgemischen enthalten, die in der Erdölverarbeitung
durch Cracken erhalten werden (C5-Schnitt); Beispiele geeigneter, erfindungsgemäß zu
verwendender oligomerer Polyole weisen eine Hydroxylzahl von 200 bis 450, ein
zahlenmittleres Molekulargewicht Mn von 400 bis 1000 und ein massenmittleres Mole
kulargewicht Mw von 600 bis 1100 auf;
Weitere Beispiele geeigneter Polyole sind verzweigte, cyclische und/oder acyclische C9-
C16-Alkane, die mit mindestens zwei Hydroxylgruppen funktionalisiert sind, insbesondere
Diethyloctandiole.
Weitere Beispiele zu verwendender Polyole sind hyperverzweigte Verbindungen mit einer
tetrafunktionellen Zentralgruppe, abgeleitet von Ditrimethylolpropan, Diglycerin,
Ditrimethylolethan, Pentaerythrit, Tetrakis(2-hydroxyethyl)methan, Tetrakis(3-
hydroxypropyl)methan oder 2,2-Bis-hydroxymethyl-butandiol-(1,4) (Homopentaerythrit).
Die Herstellung dieser Reaktivverdünner kann nach den üblichen und bekannten Methoden
der Herstellung hyperverzweigter und dendrimer Verbindungen erfolgen. Geeignete
Synthesemethoden werden beispielsweise in den Patentschriften WO 93/17060 oder WO 96/12754
oder in dem Buch von G. R. Newkome, C. N. Moorefield und F. Vögtle,
"Dendritic Molecules, Concepts, Syntheses, Perspectives", VCH, Weinheim, New York,
1996, beschrieben.
Als strahlenhärtbare Reaktivverdünner kommen niedermolekulare polyfunktionelle
ethylenisch ungesättigte Verbindungen in Betracht. Beispiele geeigneter Verbindungen
dieser Art sind Ester der Acrylsäure mit Polyolen, wie Neopentylglykoldiacrylat,
Trimethylolpropantriacrylat, Pentaerythrittriacrylat oder Pentaerythrittetraacrylat; oder
Umsetzungsprodukte von Hydroxyalkylacrylaten mit Polyisocyanaten, insbesondere
aliphatischen Polyisocyanaten.
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Bestandteilen kann der erfindungsgemäße
Beschichtungsstoff weitere übliche und bekannte Bindemittel enthalten.
Beispiele üblicher und bekannter Bindemittel sind oligomere und polymere, thermisch
härtbare, lineare und/oder verzweigte und/oder blockartig, kammartig und/oder statistisch
aufgebaute Poly(meth)acrylate oder Acrylatcopolymerisate, insbesondere die in der
Patentschrift DE-A-197 36 535 oder DE-A-197 41 554 beschriebenen; Polyester,
insbesondere die in den Patentschriften DE-A-40 09 858 oder DE-A-44 37 535
beschriebenen; Alkyde, acrylierte Polyester, Polylactone, Polycarbonate, Polyether,
Epoxidharz-Amin-Addukte, (Meth)Acrylatdiole, partiell verseifte Polyvinylester, oder
Polyharnstoffe, von denen die Acrylatcopolymerisate und/oder die Polyester besonders
vorteilhaft sind.
Ansonsten kann der erfindungsgemäße Beschichtungsstoff lackübliche Additive in
wirksamen Mengen enthalten. Art und Menge der Additive richten sich vor allem nach
dem Verwendungszweck des erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffs. Wesentlich ist, daß
diese Additive unter den Verarbeitungs- und Applikationsbedingungen des
erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffs nicht flüchtig sind.
Beispiele geeigneter Additive sind
- - organische und anorganische Füllstoffe wie Kreide, Calciumsulfate, Bariumsulfat, Silikate wie Talk oder Kaolin, Kieselsäuren, Oxide wie Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid, Nanopartikel oder organische Füllstoffe wie Textilfasern, Cellulosefasern, Polyethylenfasern oder Holzmehl;
- - UV-Absorber;
- - Radikalfänger;
- - Katalysatoren für die Vernetzung;
- - Slipadditive;
- - Polymerisationsinhibitoren;
- - Entschäumer;
- - Emulgatoren, insbesondere nicht ionische Emulgatoren wie alkoxylierte Alkanole und Polyole, Phenole und Alkylphenole oder anionische Emulgatoren wie Alkalisalze oder Ammoniumsalze von Alkancarbonsäuren, Alkansulfonsäuren, und Sulfosäuren von alkoxylierten Alkanolen und Polyolen, Phenolen und Alkylphenole;
- - Netzmittel wie Siloxane, fluorhaltige Verbindungen, Carbonsäurehalbester, Phosphorsäureester, Polyacrylsäuren und deren Copolymere oder Polurethane;
- - Haftvermittler;
- - Verlaufmittel;
- - filmbildende Hilfsmittel wie Cellulose-Derivate;
- - Flammschutzmittel,
- - rheologiesteuernde Additive, wie die aus den Patentschriften WO 94/22968, EP-A- 0 276 501, EP-A-0 249 201 oder WO 97/12945 bekannten; vernetzte polymere Mikroteilchen, wie sie beispielsweise in der EP-A-0 008 127 offenbart sind; anorganische Schichtsilikate wie Aluminium-Magnesium-Silikate, Natrium-Magnesium- und Natrium-Magnesium-Fluor-Lithium-Schichtsilikate des Montmorillonit-Typs; Kieselsäuren wie Aerosile; oder synthetische Polymere mit ionischen und/oder assoziativ wirkenden Gruppen wie Polyvinylalkohol, Poly(meth)acrylamid, Poly(meth)acrylsäure, Polyvinylpyrrolidon, Styrol-Maleinsäureanhydrid- oder Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymere und ihre Derivate oder hydrophob modifizierte ethoxylierte Urethane oder Polyacrylate; oder
- - Photoinitiatoren, wie Photoinitiatoren vom Norrish II-Typ, deren Wirkungsmechanismus auf einer intramolekularen Variante der Wasserstoff- Abstraktionsreaktionen beruht, wie sie in vielfältiger Weise bei photochemischen Reaktionen auftreten; beispielhaft sei hier auf Römpp Chemie Lexikon, 9. erweiterte und neubearbeitete Auflage, Georg Thieme Verlag Stuttgart, Bd. 4, 1991, verwiesen.
Weitere Beispiele geeigneter Lackadditive werden in dem Lehrbuch "Lackadditive" von
Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, beschrieben.
Methodisch gesehen weist die Herstellung des erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffs
keine Besonderheiten auf, sondern erfolgte durch das Dispergieren seiner Bestandteile in
dem wäßrigen Medium, wobei Primär- oder Sekundärdispersionverfahren sowie übliche
und bekannte Mischaggregate wie Rührkessel, Dissolver, Rührwerksmühlen oder Extruder
angewandt werden. Beispielhaft sei auf den eingangs zitierten Stand der Technik
verwiesen.
Der erfindungsgemäße Beschichtungsstoff, insbesondere der erfindungsgemäße
Wasserbasislack, ist hervorragend für die Herstellung von farb- und/oder effektgebenden
Mehrschichtlackierungen auf grundierten und ungrundierten Substraten nach dem Naß-in-
naß-Verfahren geeignet. Des weiteren ist der erfindungsgemäße Beschichtungsstoff,
insbesondere der erfindungsgemäße Unidecklack, hervorragend für die Herstellung von
einschichtigen farb- und/oder effektgebenden Lackierungen geeignet.
Besondere Vorteile entfaltet der erfindungsgemäße Beschichtungsstoff in seiner
Verwendung als Wasserbasislack im Rahmen des Naß-in-naß-Verfahrens bei dem der
Wasserbasislack auf das grundierte oder ungrundierte Substrat appliziert und getrocknet,
indes nicht gehärtet wird, wonach man auf die Wasserbasislackschicht einen Klarlack
appliziert und die resultierende Klarlackschicht gemeinsam mit der Wasserbasislackschicht
thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung (Dual Cure) härtet.
Als Substrate kommen alle zu lackierenden Oberflächen, die durch eine Härtung der
hierauf befindlichen Schichten unter der Anwendung von Hitze oder der kombinierten
Anwendung von Hitze und aktinischer Strahlung (Dual Cure) nicht geschädigt werden, in
Betracht; das sind z. B. Metalle, Kunststoffe, Holz, Keramik, Stein, Textil, Faserverbunde,
Leder, Glas, Glasfasern, Glas- und Steinwolle, mineral- und harzgebundene Baustoffe, wie
Gips- und Zementplatten oder Dachziegel, sowie Verbunde dieser Materialien. Demnach
sind die erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierungen auch für Anwendungen außerhalb
der Automobilerstlackierung und der Autoreparaturlackierung geeignet. Hierbei kommen
sie insbesondere für die Lackierung von Möbeln und für die industrielle Anwendung,
inklusive Coil Coating und Container Coating, in Betracht. Im Rahmen der industriellen
Anwendungen eignen sie sich für die Lackierung praktisch aller Teile für den privaten oder
industriellen Gebrauch wie Radiatoren, Haushaltsgeräte, Kleinteile aus Metall wie
Schrauben und Muttern, Radkappen, Felgen oder Emballagen.
Im Falle elektrisch leitfähiger Substrate können Grundierungen verwendet werden, die in
üblicher und bekannter Weise aus Elektrotauchlacken (ETL) hergestellt werden. Hierfür
kommen sowohl anodische (ATL) als auch kathodische (KTL) Elektrotauchlacke,
insbesondere aber KTL, in Betracht. Üblicherweise wird, insbesondere in der
Automobillackierung, hierauf noch eine Füllerlackierung oder
Steinschlagschutzgrundierung aufgetragen, die als Bestandteil der Grundierung angesehen
werden kann.
Es können auch grundierte oder ungrundierte Kunststoffteile aus z. B. ABS, AMMA,
ASA, CA, CAB, EP, UF, CF, MF, MPF, PF, PAN, PA, PE, HDPE, LDPE, LLDPE,
UHMWPE, PC, PC/PBT, PC/PA, PET, PMMA, PP, PS, SB, PUR, PVC, RF, SAN, PBT,
PPE, POM, PUR-RIM, SMC, BMC, PP-EPDM und UP (Kurzbezeichnungen nach DIN
7728T1) lackiert, geklebt oder abgedichtet werden. Im Falle von nichtfunktionalisierten
und/oder unpolaren Substratoberflächen können diese vor der Beschichtung in bekannter
Weise einer Vorbehandlung, wie mit einem Plasma oder mit Beflammen, unterzogen oder
mit einer Hydrogrundierung versehen werden.
Die Applikation der erfindungsgemäßen Wasserbasislacke kann durch alle üblichen
Applikationsmethoden, wie z. B. Spritzen, Rakeln, Streichen, Gießen, Tauchen, Tränken,
Träufeln oder Walzen erfolgen. Dabei kann das zu beschichtende Substrat als solches
ruhen, wobei die Applikationseinrichtung oder -anlage bewegt wird. Indes kann auch das
zu beschichtende Substrat, insbesondere ein Coil, bewegt werden, wobei die
Applikationsanlage relativ zum Substrat ruht oder in geeigneter Weise bewegt wird.
Enthalten die erfindungsgemäßen Wasserbasislacke Bestandteile, die mit aktinischer
Strahlung aktivierbar sind, wird die Applikation vorzugsweise unter Ausschluß von Licht
durchgeführt. Selbstverständlich können diese Applikationsmethoden im Rahmen des
erfindungsgemäßen Naß-in-naß-Verfahrens auch für die Applikation der Klarlackschicht
verwendet werden.
Die applizierten Wasserbasislackschichten und Klarlackschichten können in üblicher und
bekannter Weise - gegebenenfalls nach einer gewissen Ruhezeit, die dem Verlauf der
Schichten und/oder dem Verdampfen flüchtiger Bestandteile dient -thermisch oder
thermisch und mit aktinischer Strahlung gehärtet werden.
Methodisch weist die thermische Härtung keine Besonderheiten auf, sondern es werden die
üblichen und bekannten Temperaturen im Bereich von Raumtemperatur bis 200°C,
Härtungszeiten im Bereich von einer Minute bis drei Stunden und Vorrichtungen wie
Heizstrahler oder Umluftöfen angewandt.
Auch die Härtung mit aktinischer Strahlung weist keine methodischen Besonderheiten auf,
sondern erfolgt in üblicher und bekannter Weise durch Bestrahlen mit UV-Lampen
und/oder Elektronenstrahlquellen vorzugsweise unter Inertgas.
Bei der gemeinsamen Härtung der erfindungsgemäßen Dual Cure-
Wasserbasislackschichten mit den Klarlackschichten können die thermische Härtung und
Härtung mit aktinischer Strahlung gleichzeitig oder alternierend eingesetzt werden.
Werden die beiden Härtungsmethoden alternierend verwendet, kann beispielsweise mit der
thermischen Härtung begonnen und mit der Härtung mit aktinischer Strahlung geendet
werden. In anderen Fällen kann es sich als vorteilhaft erweisen, mit der Härtung mit
aktinischer Strahlung zu beginnen und hiermit zu enden. Der Fachmann kann die
Härtungsmethode, welche für den jeweiligen Einzelfall am vorteilhaftesten ist, aufgrund
seines allgemeinen Fachwissens gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einfacher
Vorversuche ermitteln.
Hierbei zeigt sich als weiterer besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen
Wasserbasislacks, daß sämtliche üblichen und bekannten Klarlacke im Rahmen des Naß-
in-naß-Verfahrens mit der erfindungsgemäßen Wasserbasislackschicht kombiniert werden
können.
Beispiele geeigneter bekannter Einkomponenten(1K)-, Zweikomponenten(2K)- oder
Mehrkomponenten(3K,4K)-Klarlacke sind aus den Patentschriften DE-A-42 04 518, US-
A-5,474,811, US-A-5,356,669, US-A-5,605,965, WO 94/10211, WO 94/10212, WO 94/10213,
EP-A-0 594 068, EP-A-0 594 071, EP-A-0 594 142, EP-A-0 604 992, WO 94/22969,
EP-A-0 596 460 oder WO 92/22615 bekannt.
Einkomponenten(1K)-Klarlacke enthalten bekanntermaßen hydroxylgruppenhaltige
Bindemittel und Vernetzungsmittel wie blockierte Polyisocyanate,
Tris(alkoxycarbonylamino)triazine und/oder Aminoplastharze. In einer weiteren Variante
enthalten sie als Bindemittel Polymere mit seitenständigen Carbamat- und/oder
Allophanatgruppen und carbamat- und/oder allophanatmodifizerte Aminoplastharze als
Vernetzungsmittel (vgl. US-A-5,474,811, US-A-5,356,669, US-A-5,605,965, WO 94/10211,
WO 94/10212, WO 94/10213, EP-A-0 594 068, EP-A-0 594 071 oder EP-A-0 594 142).
Zweikomponenten(2K)- oder Mehrkomponenten(3K,4K)-Klarlacke enthalten als
wesentliche Bestandteile bekanntermaßen hydroxylgruppenhaltige Bindemittel und
Polyisocyanate als Vernetzungsmittel, welche bis zu ihrer Verwendung getrennt gelagert
werden.
Beispiele geeigneter Pulverklarlacke sind beispielsweise aus der deutschen Patentschrift
DE-A-42 22 194 oder der Produkt-Information der Firma BASF Lacke + Farben AG,
"Pulverlacke", 1990 bekannt.
Pulverklarlacke enthalten als wesentliche Bestandteile bekanntermaßen
epoxidgruppenhaltige Bindemittel und Polycarbonsäuren als Vernetzungsmittel.
Beispiele geeigneter Pulverslurry-Klarlacke sind beispielsweise aus der US-Patentschrift
US-A-4,268,542 und den deutschen Patentanmeldungen DE-A-195 18 392.4 und DE-A-
196 13 547 bekannt oder werden in der nicht vorveröffentlichten deutschen
Patentanmeldung DE-A-198 14 471.7 beschrieben.
Pulverslurry-Klarlacke enthalten bekanntermaßen Pulverklarlacke in einem wäßrigen
Medium dispergiert.
UV-härtbare Klarlacke gehen beispielsweise aus den Patentschriften EP-A-0 540 884, EP-
A- 0 568 967 oder US-A-4,675,234 hervor.
Innerhalb der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung kann die Dicke der einzelnen
Schichten breit variieren. Erfindungsgemäß ist es indes von Vorteil, wenn die
Wasserbasislackschicht eine Dicke von 5 bis 25 µm, insbesondere 7 bis 20 µm, und die
Klarlackschicht eine Dicke von 15 bis 120 µm, vorzugsweise 40 bis 80 µm und
insbesondere 60 bis 70 µm aufweist.
Die erfindungsgemäßen Ein- und Mehrschichtlackierungen weisen hervorragende optische,
mechanische und chemische Eigenschaften auf. So sind sie frei von jeglichen
Oberflächenstörungen wie Schrumpf (wrinkling). Sie weisen außerdem eine besonders
hohe Deckkraft und hervorragende optische Effekte, insbesondere Metallic-Effekte, auf.
Insbesondere bei den erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierungen ist aufgrund ihrer
hervorragenden Naßhaftungseigenschaften keine Delamination der Schichten bei der
Heißdampfhochdruckreinigung zu beobachten.
Für die Beispiele und den Vergleichsversuch wurden die folgenden Bestandteile
bereitgestellt bzw. hergestellt:
70%ige Lösung in Methylethylketon des Isocyanurats von Hexamethylendiisocyanat, das
mit 50 Mol-% Malonsäurediethylester und 50 Mol.-% Methylethylketoxim, jeweils
bezogen auf die ursprünglich vorhandenen Isocyanatgruppen, blockiert worden war.
Die Polyurethandispersion (A) wurde gemäß der in der deutschen Patentschrift DE-A-44 37 535
auf Seite 7, Zeilen 21 bis 34, "B Herstellung einer wäßrigen
Polyurethandispersionen", angegebenen Vorschrift aus 248,82 Gewichtsteilen eines
Polyesterdiols, hergestellt aus 1,81 Mol einer Dimerfettsäure (Pripol® 1009 der Firma
Unichema; Dimerengehalt mindestens 98 Gew.-%, Trimerengehalt höchstens 2 Gew.-%,
Monomerengehalt höchstens Spuren), 0,82 Mol Isophthalsäure, 0,61 Mol Hexandiol und
0,61 Mol Neopentylglykol, 2,64 Gewichtsteilen Neopentylglykol, 15,27 Gewichtsteilen
Dimethylolpropionsäure, 77,07 Gewichtsteilen m-Tetramethylxylylidendiisocyanat, 13,16
Gewichtsteile Trimethylolpropan und 8,41 Gewichtsteilen Dimethylethanolamin
hergestellt und auf einen Festkörpergehalt von 31 Gew.-% eingestellt.
Die sekundäre wäßrige Acrylatdispersion wurde, genau wie in der deutschen Patentschrift
Patentschrift DE-A-44 37 535 auf Seite 8, Zeilen 25 bis 49, "E Herstellung einer wäßrigen
Polyacrylatdispersion", beschrieben, hergestellt. Der Festkörpergehalt der Dispersion lag
bei 40 Gew.-%.
Die wäßrige Lösung eines Polyesters wurde analog der in der deutschen Patentschrift
Patentschrift DE-A-44 37 535 auf Seite 7, Zeilen 6 bis 19, "Herstellung einer wäßrigen
Polyesterharzlösung", angegebenen Vorschrift aus 97,8 Gewichtsteilen Neopentylglykol,
62 Gewichtsteilen Hexahydrophthalsäureanhydrid, 229 Gewichtsteile Dimerfettsäure
Pripol® 1009, 111 Gewichtsteile Hexandiol, 102,9 Gewichtsteile Trimellithsäureanhydrid
und 2,3 Gewichtsteilen Dimethylethanolamin unter Verwendung von 20 Gewichtsteilen
Xylol (Schleppmittel) und 20 Gewichtsteilen Butylcellosolve (Colösemittel) hergestellt
und mit Wasser auf einen Festkörpergehalt von 60 Gew.-% eingestellt.
65%ige Suspension von Aluminiumflakes der Firma Eckart.
Maprenal® VMF 3924 (70%ig) der Firma Clariant.
2%ige wäßrige Suspension eines Schichtsilikats; Laponite® RD der Firma Laporte.
10%ige wäßrige Lösung von Dimethylethanolamin
Die Herstellung der Wasserbasislacke erfolgte durch Vermischen der in der Tabelle I
angegebenen Bestandteile.
Für die Prüfung der anwendungstechnischen Eigenschaften der Wasserbasislacke der
Tabelle 1 wurden in üblicher und bekannter Weise Prüftafeln der Abmessungen 10 × 20 cm
hergestellt. Hierzu wurden Stahltafeln (Karosseriebleche), die mit einer üblichen und
bekannten kathodisch abgeschiedenen und eingebrannten Elektrotauchlackierung
beschichtet waren, mit einem handelsüblichen Dünnschichtfüller (Ecoprime® 60 der Firma
BASF Coatings AG; anthrazitfarben) beschichtet, wonach die resultierende Füllerschicht
während fünf Minuten bei 20°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65% abgelüftet
und in einem Umluftofen während fünf Minuten bei 80°C getrocknet wurde. Hiernach
wies die Füllerschicht eine Trockenschichtdicke von 15 µm auf.
Nach dem Abkühlen der Prüftafeln auf 20°C wurden die Wasserbasislacke der Tabelle 1
appliziert, während fünf Minuten bei 20°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65%
abgelüftet und in einem Umluftofen während fünf Minuten bei 80°C getrocknet, so daß
die getrockneten Basislackschichten eine Trockenschichtdicke von etwa 15 µm aufwiesen.
Nach dem erneuten Abkühlen der Prüftafeln auf 20°C wurden die Basislackschichten mit
einem Pulverslurry-Klarlack gemäß der internationalen Patentanmeldung WO 96/32452
überschichtet. Die resultierende Pulverslurry-Klarlackschichten wurden während 3
Minuten bei 20°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65% abgelüftet, und in einem
Umluftofen während fünf Minuten bei 55°C getrocknet. Die Trockenschichtdicke der
resultierenden Klarlackschichten lag bei 55 bis 57 µm.
Nach der Applikation aller drei Schichten wurden sie gemeinsam während 30 Minuten bei
135°C eingebrannt, wodurch die erfindungsgemäße Mehrschichtlackierung der Beispiele 1
und 2 und die nicht erfindungsgemäße Mehrschichtlackierung des Vergleichsversuchs V1
resultierten.
Vor der Prüfung wurden die Prüftafeln während 24 Stunden im Klimaraum bei 23°C und
einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50% gelagert.
Es zeigte sich, daß die nicht erfindungsgemäße Mehrschichtlackierung in ihrem optischen
Gesamteindruck, ihrer Chemikalien-, Vergilbungs- und Witterungsbeständigkeit sowie
ihrer Kratzfestigkeit den erfindungsgemäßen glichen, daß sie indes in ihren
Naßhaftungseigenschaften den erfindungsgemäßen unterlegen war.
Die Naßhaftungseigenschaften wurden nach dem in der Fachwelt bekannten Volvo-
Kochtest ermittelt. Bei diesem Test wurden die Prüftafeln vertikal in Wasser eingetaucht,
so daß sie zu 50% bedeckt waren. Das Wasser wurde zum Kochen gebracht und während
2 Stunden am Kochen gehalten. Verdampfungsverluste wurden ausgeglichen. Hiernach
wurden die Prüftafeln dem kochenden Wasser entnommen und, um eine Regeneration zu
vermeiden, sofort in raumtemperiertes Wasser gegeben (maximale Lagerdauer 1 Stunde).
Die Prüftafeln wurden in der angebenen Reihenfolge den folgenden Tests unterworfen:
- 1. Steinschlagprüfung SAEJ 400 (VDA Kugelschuß) (vgl. auch Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, "Steinschlagtest", Seite 540);
- 2. Gitterschitt (2 mm) auf dem Teil des Blechs, der mit kochendem Wasser in Berührung gekommen war, und dem Teil des Blechs, der mit dem Dampf in Berührung gekommen war; und
- 3. Kreuzschnitt (Schältest).
Steinschlagtrefferfläche, Gitterschnitt und Kreuzschnitt wurden mit Tesaband abeklebt.
Das Band wurde fest angedrückt und dann ruckartig zum Körper des Testers hin
abgezogen.
Bei der nicht erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung des Vergleichsversuchs V1 kam
es hierbei zu großflächigen Ablösungen, wogegen die erfindungsgemäßen
Mehrschichtlackierungen der Beispiele 1 und 2 sich nicht ablösten.
Claims (10)
1. Thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbarer wäßriger
Beschichtungsstoff, enthaltend
- A) mindestens ein gesättigtes, ungesättigtes und/oder mit olefinisch ungesättigten Verbindungen gepfropftes, ionisch und/oder nichtionisch stabilisiertes Polyurethan als Bindemittel,
- B) mindestens ein Vernetzungsmittel und
- C) mindestens ein farb- und/oder effektgebendes Pigment
- 1. 25 bis 75 Mol-% mindestens eines Malonsäuredialkylesters und
- 2. 75 bis 25 Mol-% mindestens eines Dialkylketoxims
2. Beschichtungsstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als
Polyisocyanat mindestens ein isocyanatgruppenhaltiges Polyurethanpräpolymer,
das durch Reaktion von Polyolen mit einem Überschuß an
Hexamethylendiisocyanat hergestellt worden ist, und/oder mindestens ein
Isocyanurat-, Biuret-, Allophanat-, Iminooxadiazindon-, Urethan-, Harnstoff-
und/oder Uretdiongruppen aufweisendes Polyisocyanat verwendet.
3. Beschichtungsstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man,
bezogen auf die vorhandenen zu blockierenden Isocyanatgruppen, 50 Mol-% des
Blockierungsmittels B1) und 50 Mol-% des Blockierungsmittels B2) verwendet.
4. Beschichtungsstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das gesättigte, ungesättigte und/oder mit olefinisch ungesättigten Verbindungen
gepfropfte, ionisch und/oder nichtionisch stabilisierte Polyurethan (A) entweder
- 1. funktionelle Gruppen, die durch Neutralisationsmittel und/oder Quaternisierungsmittel in Kationen überführt werden können, und/oder kationische Gruppen, insbesondere Ammoniumgruppen, oder
- 2. funktionelle Gruppen, die durch Neutralisationsmittel in Anionen überführt werden können, und/oder anionische Gruppen, insbesondere Carbonsäure- und/oder Carboxylatgruppen, und/oder
- 3. nichtionische hydrophile Gruppen, insbesondere Poly(alkylenether)- Gruppen
5. Beschichtungsstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
er als zusätzliche Vernetzungsmittel (B) mindestens eine Epoxidverbindung mit
mindestens zwei Epoxidgruppen pro Molekül, mindestens ein Aminoplastharz,
mindestens ein Tris(alkoxycarbonylamino)triazin und/oder mindestens ein beta-
Hydroxyalkylamid enthält.
6. Verwendung des wäßrigen Beschichtungsstoffs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5
für die Herstellung einschichtiger oder mehrschichtiger farb- und/oder
effektgebender Lackierungen für die Automobilerst- und -repararurlackierung, die
industrielle Lackierung, inclusive Coil Coating und Container Coating, die
Kunststofflackierung und die Möbellackierung.
7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der wäßrige
Beschichtungsstoff als Wasserbasislack und Unidecklack in der Automobilerst- und
-repararurlackierung verwendet wird.
8. Verfahren zur Herstellung einer ein- oder mehrschichtigen farb- und/oder
effektgebenden Lackierung durch Applikation mindestens einer Schicht des
wäßrigen Beschichtungsstoffs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 auf ein
grundiertes oder ungrundiertes Substrat und thermische Härtung oder Härtung mit
Hitze und aktinischem Licht der resultierenden Naßschicht(en).
9. Verfahren zur Herstellung einer farb- und/oder effektgebenden
Mehrschichtlackierung nach dem Naß-in-naß-Verfahren durch
- A) Applikation einer Wasserbasislackschicht auf ein grundiertes oder ungrundiertes Substrat,
- B) Ablüften und Zwischentrocknen der resultierenden Wasserbasislackschicht,
- C) Applikation einer Klarlackschicht auf der Wasserbasislackschicht und
- D) thermische Härtung oder Härtung mit Hitze und aktinischem Licht der beiden Naßschichten,
10. Einschichtige oder mehrschichtige farb- und/oder effektgebende Lackierungen für
die Automobilerst- und -reparaturlackierung, die industrielle Lackierung, inclusive
Coil Coating und Container Coating, die Kunststofflackierung und die
Möbellackierung, herstellbar unter Verwendung der wäßrigen Beschichtungsstoffe
gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder nach dem Verfahren gemäß
Anspruch 9.
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| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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