DE10056264B4

DE10056264B4 - Wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen und mit dieser beschichteter Gegenstand

Info

Publication number: DE10056264B4
Application number: DE10056264.7A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Ogawa; Tatsuya Itakura; Izumi Nishimura; Katsumi Mizuguchi; Hiroshi Iida; Masao Sakai
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-11-15
Filing date: 2000-11-14
Publication date: 2015-08-06
Anticipated expiration: 2020-11-15
Also published as: GB2358021A; GB2358021B; DE10056264A1; JP3831161B2; US6344500B1; GB0027928D0; JP2001139875A; CA2325261A1; CA2325261C

Abstract

Wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen, umfassend eine Emulsion eines mit einem Säureanhydrid modifizierten Poly(olefinchlorid)harzes (A), ein wässriges Alkydharz (B) und ein wässriges Novolak-Epoxidharz (C), wobei die Anteile an (A), (B) und (C) betragen: (A) 20 bis 60 Gew.-%, (B) 10 bis 60 Gew.-%, und (C) 10 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des gesamten Feststoffgehaltes der Harze in der Zusammensetzung.

Description

Die Erfindung betrifft eine wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen, die für Kunststoffmaterialien geeignet ist; sowie einen mit dieser wässrigen Zusammensetzung für Primerbeschichtungen beschichteten Gegenstand.
Kunststoffmaterialien, wie sie für Stoßfänger von Kraftfahrzeugen, Formgegenstände usw. verwendet werden, weisen im Allgemeinen eine schlechte Benetzbarkeit mit Zusammensetzungen zum Beschichten auf und lassen sich nur schlecht beschichten. Insbesondere wenn die Kunststoffmaterialien aus Polyolefinharzmaterialien bestehen, wie Polypropylenharzen, ist die Beschichtbarkeit mit einer deckenden Farbe und deren Haftung sehr gering. Um die Haftung zwischen dem Material und der Farbe sicherzustellen, wird daher vor dem Auftragen der Farbe meist zunächst eine Schicht eines Primers aufgetragen. Für diesen Zweck sind verschiedene Primer in verschiedenen Lösungsmitteln oder wässrige Primer vorgeschlagen worden.
In den vergangenen Jahren ist vor allem die Entwicklung von wässrigen Primern vorangetrieben worden. Ein wässriger Primer hat jedoch den Nachteil, dass dessen Beschichtungseigenschaften und Haftung im Allgemeinen schlechter ist als die von Primern in Lösungsmitteln. Um einen wässrigen Primer zu erhalten, der sehr gute Beschichtungseigenschaften und eine sehr gute Haftung aufweist, sind daher verschiedenen Untersuchungen und Entwicklungen durchgeführt worden.
Beispielsweise wurden verschiedene Untersuchungen zu wässrigen Primern durchgeführt, die unmodifizierte Poly(olefinchloride) enthalten ( JP-A-214188/1993 , JP-A-258596/1995 usw.). Die Haftung der wässrigen Primer konnte jedoch nicht ausreichend verbessert werden, da das unmodifizierte Poly(olefinchlorid) nur eine geringe Haftung aufweist.
Weiter ist ein Primer bekannt, welcher ein modifiziertes Poly(olefinchlorid) enthält, das erhalten wird, indem ein Poly(olefinchlorid) mit einer ungesättigten Polycarbonsäure und/oder einem Säureanhydrid modifiziert wird, um die Haftung genügend zu erhöhen ( JP-A-182534/1991 usw.). Da das Polyolefinchlorid mit der leicht wasserlöslichen ungesättigten Polycarbonsäure und/oder dem Säureanhydrid modifiziert worden war, hatte der Primer jedoch den Nachteil, dass seine Beständigkeit gegen Wasser gering war.
Weiter ist beschreiben worden, dass verschiedene Eigenschaften des wässrigen Primers verbessert werden können, indem verschiedene weitere Harze mit dem modifizierten oder unmodifizierten Poly(olefinchlorid) vermischt werden und diese gemeinsam verwendet werden. Beispielsweise wird in der JP-A-72337/1992 ein wässriger Primer beschreiben, der neben dem modifizierten Poly(olefinchlorid) ein Urethanharz und ein Epoxidharz enthält, um die Farbstabilität und die Eigenschaften des Beschichtungsfilms zu verbessern. In diesem Fall ist jedoch die Beständigkeit gegenüber Benzin/Ethanolgemischen (Gasohol) nicht ausreichend und wenn ein Pigment beigemischt wird, ist auch weiter die Stabilität der Pigmentdispersion nicht ausreichend. Die Beständigkeit gegenüber Benzin/Ethanolgemischen (Gasohol) und die Stabilität der Pigmentdispersion sind Eigenschaften, die beispielsweise besonders erwünscht sind, wenn der wässrige Primer auf Kunststoffmaterialien für Kraftfahrzeuge verwendet wird. Weiter wird in der JP-A-509383/1994 ein wässriger Primer beschrieben, der neben einem bestimmten Poly(olefinchlorid) ein mit einer Carbonsäure funktionalisiertes Harz, eine Aminoverbindung und Wasser enthält. In diesem Fall war jedoch die Beständigkeit gegenüber Wasser nicht ausreichend.
DE 195 81 622 T1 offenbart die Herstellung einer wässrigen Harzzusammensetzung durch Polymerisation von (Meth)acrylsäuremonomeren in Gegenwart von modifiziertem Polyolefin, Alkydharz und Epoxyharz.
Bisher ist daher noch kein Primer zur Verfügung gestellt worden, der zufriedenstellende Eigenschaften in Bezug auf Haftfähigkeit, Beständigkeit gegenüber Wasser und Benzin/Ethanolgemischen (Gasohol) sowie Stabilität der Pigmentdispersion aufweist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen zur Verfügung zu stellen, bei der die Beständigkeit gegenüber Wasser nicht verschlechtert ist, eine hohe Haftfähigkeit erhalten bleibt, und die eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Benzin/Ethanolgemischen (Gasohol) und eine hohe Stabilität der Pigmentdispersion aufweist.
Die Erfinder haben umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um die oben beschriebenen Schwierigkeiten zu überwinden. Als Ergebnis haben sie gefunden, dass alle oben erwähnten Schwierigkeiten mit einer wässrigen Zusammensetzung für Primerbeschichtungen überwunden werden können, die erhalten wird, indem eine Harzemulsion, die ein mit einem Säureanhydrid modifiziertes Poly(olefinchlorid) enthält, mit einem wässrigen Alkydharz und einem wässrigen Novolak-Epoxidharz in einem bestimmten Verhältnis vermischt wird. Die vorliegende Erfindung ist auf diese Weise fertiggestellt worden.
Die erfindungsgemäße wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen umfasst eine Emulsion eines mit einem Säureanhydrid modifizierten Poly(olefinchlorid)harzes (A), ein wässriges Alkydharz (B), sowie ein wässriges Novolak-Epoxidharz (C), wobei der Gehalt an (A), (B) und (C) bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt des Harzes in der Zusammensetzung jeweils als Feststoff für (A) 20 bis 60 Gew.-%, für (B) 10 bis 60 Gew.-% und für (C) 10 bis 60 Gew.-% beträgt.
Weiter ist ein erfindungsgemäßer beschichteter Gegenstand mit der erfindungsgemäßen wässrigen Zusammensetzung für Primerbeschichtungen beschichtet.
Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich genauer aus der folgenden detaillierten Beschreibung.
Die erfindungsgemäße wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen umfasst eine Emulsion eines mit einem Säureanhydrid modifizierten Poly(olefinchlorids) (A), ein wässriges Alkydharz (B) sowie ein wässriges Novolak-Epoxidharz (C), wobei bezogen auf den gesamten Feststoffgehaltes des Harzes in der Zusammensetzung der Gehalt an (A), (B) und (C) als Feststoff für (A) 20 bis 60 Gew.-%, für (B) 10 bis 60 Gew.-% und für (C) 10 bis 60 Gew.-% beträgt. Im Weiteren wird zunächst jeder Bestandteil dieser Zusammensetzung einzeln für sich beschreiben.
(Mit einem Säureanhydrid modifiziertes Poly(olefinchlorid)):
Das für die Erfindung verwendete mit einem Säureanhydrid modifizierte Poly(olefinchlorid) ist ein Polyolefinderivat, das einen Poly(olefinchlorid) teil und einen Säureanhydridteil umfasst, der an den Polyolefinchloridteil gebunden ist. Das mit einem Säureanhydrid modifizierte Poly(olefinchlorid) weist bevorzugt einen Chlorgehalt von 10 bis 30 Gew.-% auf, sowie ein gewichtsgemitteltes Molekülgewicht von 20.000 bis 200.000.
Der Poly(olefinchlorid)anteil umfasst ein Polyolefin, das mit einem Chloratom substituiert ist. Der Säureanhydridanteil umfasst beispielsweise eine Gruppe, die von einem Säureanhydrid abgeleitet ist, wie Maleinsäureanhydrid, Citraconsäureanhydrid oder Itaconsäureanhydrid, wobei der modifizierte Anteil durch Aufpfropfen erhalten wird. Der Säureanhydridanteil kann eine Gruppe umfassen, die entweder von einem Säureanhydrid oder auch von zwei oder mehr Säureanhydriden abgeleitet ist.
Das mit einem Säureanhydrid modifizierte Poly(olefinchlorid) weist vorzugsweise einen Gehalt des Säureanhydridanteils im Bereich von 1 bis 10 Gew.-% und einen vergleichsweise niedrigen Chlorgehalt im Bereich von 10 bis 30 Gew.-% auf, was die Beständigkeit gegenüber Benzin/Ethanolgemischen (Gasohol) verbessert.
Das mit einem Säureanhydrid modifizierte Poly(olefinchlorid) ist ein Polyolefin das innermolekular modifiziert wurde, indem ein Polyolefin mit einem Säureanhydrid und Chlor umgesetzt wurde, und wird zum Beispiel hergestellt, indem Chlor und das Säureanhydrid mit dem Polyolefin umgesetzt werden, wobei entweder das Chlor oder das Anhydrid zuerst mit dem Polyolefin umgesetzt werden kann. Die Umsetzung mit Chlor wird beispielsweise durchgeführt, indem Chlorgas in eine Lösung eingeleitet wird, die das Polyolefin enthält. Die Umsetzung mit dem Säureanhydrid wird beispielsweise durchgeführt, indem das Säureanhydrid mit dem Polyolefin (oder dem Poly(olefinchlorid)) in Gegenwart eines Peroxids umgesetzt wird.
Beispiele für Polyolefine umfassen: Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-Propylen-Copolymere, Ethylen-Propylen-Dien-Copolymere und Polybuten; sowie die hydrierten Produkte von Copolymeren wie Styrol-Butadien-Isopren-Copolymeren. Diese können jeweils einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden. Polypropylen ist besonders bevorzugt, da es leicht zugänglich ist und eine hohe Haftung bewirkt.
Beispiele für Säureanhydride, die für die Modifizierung verwendet werden, umfassen Maleinsäureanhydrid, Citraconsäureanhydrid und Itaconsäureanhydrid.
Das mit einem Säurechlorid modifizierte Poly(olefinchlorid) weist einen Chlorgehalt im Bereich von vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 18 bis 22 Gew.-% auf. Ist der Chlorgehalt geringer als 10 Gew.-%, weist die Zusammensetzung eine geringe Löslichkeit in Lösungsmitteln auf und das mit einem Säureanhydrid modifizierte Poly(olefinchlorid) lässt sich nur schwer emulgieren. Ist andererseits der Chlorgehalt größer als 30 Gew.-%, ist die Haftung auf dem Kunststoffmaterial gering und die Beständigkeit gegenüber Benzin/Ethanolgemischen (Gasohol) verschlechtert sich ebenfalls.
Der Gehalt des Säureanhydridanteils im mit einem Säureanhydrid modifizierten Poly(olefinchlorid) liegt bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 1,2 bis 5 Gew.-%. Ist der Gehalt des Säurenhydridanteils geringer als 1 Gew.-%, ist die Emulgierbarkeit nur gering und die Beständigkeit gegenüber Benzin/Ethanolgemischen (Gasohol) verschlechtert sich, da die Fähigkeit zur Heissversiegelung nur gering ist. Übersteigt der Gehalt des Säureanhydridanteils andererseits 10 Gew.-%, ist die Säureanhydridgruppe so beherrschend, dass die Beständigkeit gegenüber Wasser gering ist.
Das gewichtsgemittelte Molekülgewicht des mit einem Säureanhydrid modifizierten Poly(olefinchlorids) liegt vorzugsweise in einem Bereich von 20.000 bis 200.000, insbesondere bevorzugt 50.000 bis 120.000. Beträgt das gewichtsgemittelte Molekülgewicht weniger als 20.000, sind die Festigkeit und die Haftung des Primerbeschichtungsfilms, der aus der Primerbeschichtung erhalten wird, gering. Übersteigt das gewichtsgemittelte Molekülgewicht 200.000, ist die Viskosität so groß, dass sich das mit einem Säureanhydrid modifizierte Poly(olefinchlorid) nur schwer emulgieren lässt, ferner ist die Benetzbarkeit von Polyolefinmaterialien gering und die Lagerbeständigkeit der Zusammensetzung für Primerbeschichtungen gering.
(Harzemulsion (A)):
Das mit einem Säureanhydrid modifizierte Poly(olefinchlorid) ist stark hydrophob und lässt sich nur schwer in Wasser dispergieren. Für die vorliegende Erfindung wird daher das mit einem Säureanhydrid modifizierte Poly(olefinchlorid) mit einem Emulgator oder einer basischen Verbindung emulgiert und dann als Emulsion (A) verwendet.
Der Mischungsanteil des Emulgators wird entsprechend dem Mischungsanteil des mit einem Säureanhydrid modifizierten Poly(olefinchlorids), der basischen Substanz oder des Wassers gewählt. Es liegt jedoch zum Beispiel bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% des mit einem Säureanhydrid modifizierten Poly(olefinchlorids). Ist der Mischungsanteil des Emulgators geringer als 5 Gew.-%, ist die Lagerbeständigkeit der Emulsion gering und es tritt während der Polymerisation im unten beschriebenen Herstellungsverfahren der Emulsion leicht eine Aggregation oder Präzipitation auf. Übersteigt der Anteil des Emulgators in der Mischung andererseits 50 Gew.-%, ist die Beständigkeit gegen Wasser oder die Witterungsbeständigkeit des Beschichtungsfilms gering, da ein großer Anteil des Emulgators im Beschichtungsfilm verbleibt.
Der Emulgator unterliegt keinen besonderen Beschränkungen, Beispiele für diesen sind nicht-ionische Emulgatoren wie Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylphenolether, aliphatische Polyoxyethylenester, Fettsäureester mehrwertiger Polyoxyethylenalkohole, Fettsäureester mehrwertiger Alkohole, Polyoxyethylenpropylenpolyole, sowie Alkylolamide; anionische Emulgatoren, wie Salze von Alkylsulfatestern, Salze von Alkylphenolsulfonsäuren, sowie Salze von Bernsteinsäuresulfonsäureestern; amphotere Emulgatoren wie Alkylbetaine und Alkylimidazoline; harzartige Emulgatoren, wie Urethanharze, die Polyoxyethylengruppen enthalten, sowie Urethanharze, die Carboxylatgruppen in Salzform enthalten; sowie kationische Emulgatoren, wie Imidazolinlaurat, Lauryltrimethylammoniumchlorid, Stearylbetaine, sowie Distearyldimethylammoniumchlorid. Diese können jeweils einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden. Die nicht-ionischen Emulgatoren sind besonders bevorzugt, da sie keine polare ionische Gruppe aufweisen, die stark hydrophil ist, und die daher die Beständigkeit des Beschichtungsfilms gegenüber Wasser verbessern.
Der Mischungsanteil der als Neutralisierungsmittel verwendeten basischen Substanz wird ebenfalls in Abhängigkeit vom Mischungsanteil des mit einem Säureanhydrid modifizierten Poly(olefinchlorids), des Emulgators oder des Wassers festgelegt. Insbesondere wird der Mischungsanteil der basischen Verbindung unter Berücksichtigung einer ausreichenden Neutralisierung der sauren funktionellen Gruppen gewählt, die zum Beispiel in dem mit dem Säureanhydrid modifizierten Poly(olefinchlorid) oder dem Emulgator enthalten sind. Der Mischungsanteil wird beispielsweise im Bereich von vorzugsweise 0,2 bis 10 Äquivalenten, insbesondere bevorzugt 0,5 bis 4 Äquivalenten pro Äquivalent der in dem mit dem Säureanhydrid modifizierten Poly(olefinchlorid) enthaltenen sauren funktionellen Gruppe gewählt. Beträgt der Anteil weniger als 0,2 Äquivalente, wird keine ausreichende Emulgierung erreicht. Beträgt der Anteil mehr als 10 Äquivalente, verschlechtern die überschüssigen Amine die Wasserbeständigkeit oder fördern eine Abspaltung von Chlor. Der pH der Emulsion, der durch die Zugabe der basischen Verbindung eingestellt wird, liegt bevorzugt im Bereich von 7 bis 11, besonders bevorzugt im Bereich von 7,5 bis 10,5, insbesondere bevorzugt im Bereich von 8 bis 10. Ist der pH der Emulsion geringer als 7, ist die Neutralisation nicht ausreichend, weshalb sich die Lagerstabilität der Emulsion verschlechtert. Ist der pH der Emulsion andererseits höher als 11, liegt ein Überschuss an freier basischer Verbindung in der Emulsion vor, weshalb die Emulsion einen starken Geruch nach Aminen aufweist und schwierig zu verwenden ist.
Die in der Erfindung verwendete basische Verbindung addiert sich an die Säureanhydridgruppe und/oder die Carboxylgruppe des Poly(olefinchlorid)harzes und/oder neutralisiert diese Gruppen und unterstützt dadurch die Hydrophilie des modifizierten Poly(olefinchlorids) und verbessert als Folge die Lagerbeständigkeit der Emulsion.
Die basische Verbindung unterliegt keinen besonderen Beschränkungen, als Beispiele können jedoch Verbindungen angeführt werden, die zumindest eine Aminverbindung oder Ammoniak enthalten. Beispiele für eine Aminverbindung sind Monoamine wie Trimethylamin, Triethylamin, Butylamin, Dibutylamin sowie N-Methylmorpholin; Polyamine wie Ethylendiamin, Hexamethylendiamin, Piperazin, Isophorondiamin, Triethylendiamin und Diethylentriamin; sowie Alkanolamine, wie Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, N-Methyldiethanolamin, N,N-Dimethylethanolamin und 2-Amino-2-methylpropanol. Diese können jeweils allein oder in Kombination miteinander verwendet werden. Sie können auch gemeinsam mit Ammoniak verwendet werden.
Der Mischungsanteil des Wassers an der gesamten Emulsion liegt vorzugsweise im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%, besonders bevorzugt 60 bis 85 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 65 bis 80 Gew.-%. Ist der Mischungsanteil des Wassers geringer als 50 Gew.-%, ist der Anteil nichtflüchtiger fester Bestandteile in der Emulsion zu hoch, weshalb sich die Lagerstabilität der Emulsion verschlechtern kann, da leicht Aggregation eintreten kann. Liegt der Mischungsanteil des Wassers andererseits höher als 95 Gew.-%, geht die Produktivität des unten beschriebenen Verfahrens zur Herstellung der Emulsion verloren, und wenn die Emulsion beispielsweise für die wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen verwendet wird, ist der Anteil der nichtflüchtigen Bestandteile in der wässrigen Zusammensetzung für Primerbeschichtungen so gering, dass Schwierigkeiten bei der Beschichtung auftreten können.
Der mittlere Teilchendurchmesser der Polymerteilchen, die einen wesentlichen Anteil des mit einem Säureanhydrid modifizierten Poly(olefinchlorids) in der Emulsion enthalten, unterliegt keinen besonderen Beschränkungen, liegt jedoch bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 10 μm, besonders bevorzugt 0,03 bis 5 μm, insbesondere bevorzugt 0,05 bis 1 μm. Ist der mittlere Teilchendurchmesser der Polymerteilchen kleiner als 0,01 μm, wird eine große Menge an Emulgator benötigt, weshalb die Wasserbeständigkeit und die Witterungsbeständigkeit des Beschichtungsfilms verschlechtert werden. Ist der mittlere Teilchendurchmesser der Polymerteilchen andererseits größer als 10 μm, verschlechtert sich die Lagerungsbeständigkeit der Emulsion und da das Volumen der Teilchen zu groß ist, wird weiter eine große Schmelzwärme und -zeit für die Herstellung des Beschichtungsfilms benötigt und die Fließfähigkeit in der Wärme verschlechtert sich. Wird die Emulsion zum Bespiel für eine Beschichtung, wie eine wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen verwendet, können sich die Eigenschaften des Beschichtungsfilms, wie das Erscheinungsbild, die Wasserbeständigkeit und die Lösungsmittelbeständigkeit verschlechtern.
Zur Herstellung der Emulsion können bekannte Verfahren verwendet werden, wie zum Beispiel das Folgende: das mit einem Säureanhydrid modifizierte Poly(olefinchlorid), der Emulgator, und die basische Verbindung als Neutralisierungsmittel, und gegebenenfalls ein Lösungsmittel werden so, wie sie sind, in der Wärme gelöst und dann die erhaltene Lösung mit einer marktüblichen Emulgierungsvorrichtung in Wasser emulgiert. Es kann auch das mit einem Säureanhydrid modifizierte Poly(olefinchlorid) und der Emulgator sowie gegebenenfalls ein Lösungsmittel ineinander gelöst werden, ggf. unter Erwärmen, und die erhaltene Lösung mit einer marktüblichen Emulgierungsvorrichtung in Wasser emulgiert werden, dem die basische Verbindung zugegeben ist. Weiter kann auch eine inverse Emulsion hergestellt werden, indem unter Rühren langsam das Wasser zu einer organischen Phase gegeben wird, die hergestellt wird, indem das mit einem Säureanhydrid modifizierte Poly(olefinchlorid), der Emulgator und die basische Verbindung als Neutralisierungsmittel sowie gegebenenfalls ein Lösungsmittel ineinander gelöst werden, gegebenenfalls unter Erwärmen. Die inverse Emulsion kann auch hergestellt werden, indem das Wasser, dem eine basische Verbindung zugegeben ist, unter Rühren langsam zu einer organischen Phase zugegeben wird, die hergestellt worden ist, indem das mit einem Säureanhydrid modifizierte Poly(olefinchlorid) und der Emulgator sowie gegebenenfalls ein Lösungsmittel ineinander gelöst werden, ggf. unter Erwärmen.
(Wässriges Alkydharz (B)):
Das für die vorliegende Erfindung verwendete Alkydharz (B) ist ein Reaktionsprodukt einer mehrfachen Veresterung eines mehrwertigen Alkohols und einer mehrbasigen Carbonsäure, wobei ein Teil der Säurekomponente eine langkettige Fettsäure aus einem Pflanzenöl sein kann.
Beispiele für mehrwertige Alkohole sind Glycerin, Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Diethylenglycol, Neopentylglycol, 1,4-Cyclohexandimethanol, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,2-Propylenglycol, 1,2-Propandiol, Ethylenglycol, Butylenglycol, Dipropylenglycol und Pentaerythritol.
Beispiele für mehrwertige Carbonsäuren umfassen Phthalsäureanhydrid, Adipinsäure, Maleinsäureanhydrid, Isophthalsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure, Terephthalsäure, Trimellitinsäureanhydrid, Linolsäure, Linolensäure, Benzoesäure, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, 1,4-Cyclohexandicarbonsäure und Fumarsäure.
Beispiele für das Öl, das zur Modifikation des Alkydharzes verwendet werden kann, umfassen Paulowniaöl, Leinsamenöl, Sojabohnenöl, Sonnenblumenöl, Castoröl, Maisöl, Baumwollsamenöl, Sesamöl, Kokosöl, hydriertes Castoröl, sowie Talgöl.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete wässrige Alkydharz (B) weist bezogen auf den Feststoffgehalt des Harzes einen Säurewert von vorzugsweise 5 bis 100, besonders bevorzugt 10 bis 40 auf. Ist der auf den Feststoffgehalt des Harzes bezogene Säurewert geringer als 5, ist die Dispergierbarkeit des Alkydharzes in Wasser nicht ausreichend, um ein stabiles wasserlösliches Harz zu erhalten. Ist der auf den Feststoffgehalt des Harzes bezogene Säurewert größer als 100, verschlechtert sich die Wasserbeständigkeit oder die Witterungsbeständigkeit des erhaltenen Films der Primerbeschichtung (die Beschichtung).
Beispiele für das in der Erfindung verwendete wässrige Alkydharz (B) sind: S118, S126, S346 du S212 (water sol^® series, hergestellt von Dainippon Ink & Chemicals, Inc.); sowie 376, 580, 585, 5 und 27 (ACRYSET^®-ARL Serie, hergestellt von Nippon Shokubai Co., Ltd.).
(Wässriges Novolak-Epoxidharz (C)):
Das für die Erfindung verwendete Novolak-Epoxidharz (C) enthält ein oder mehrere Epoxygruppen pro Molekül, wobei zur Verbesserung der Wasserbeständigkeit oder der Beständigkeit des Films der Primerbeschichtung gegenüber Benzin/Ethanolgemischen (Gasohol) ein Polyglycidylether eines Novolak-Phenolharzes bevorzugt ist.
Der für die Erfindung verwendete Polyglycidylether des Novolak-Phenolharzes wird beispielsweise durch eine Reaktion eines o-Kresol-Novolaks oder eines Phenol-Novolaks mit Epichlorhydrin in Gegenwart von Natriumhydroxid erhalten. Das erhaltene Produkt wird dann zusammen mit einem Emulgator in Wasser dispergiert und anschließend verwendet.
Bestimmte Beispiele für das in der Erfindung verwendeten wässrige Novolak-Epoxyharz umfassen: Denacol^® EM150 (hergestellt von Nagase Chemicals, Ltd.); EPI-REZ 6006W70 und 5003W55 (hergestellt von Yuka Shell Co., Ltd.); sowie WEX-5100 (hergestellt von Toto Kasei Co., Ltd.).
(Weitere Bestandteile):
Die erfindungsgemäße wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen kann neben den oben genannten Bestandteilen (A), (B) und (C) auch mit anderen wässrigen Harzen kombiniert werden. Beispiele für derartige weitere wässrige Harze sind: wasserlösliche Acrylharze, Acrylharzemulsionen, Emulsionen von Polyurethanharzen, Aminharze und/oder Emulsionen von Aminharzen.
Der gesamte Gehalt an Verbindungen, die neben den oben erwähnten wesentlichen Bestandteilen (A), (B) und (C) in der erfindungsgemäßen wässrigen Zusammensetzung für Primerbeschichtungen enthalten sind, liegt gewöhnlich im Bereich von 0 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 0 bis 30 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 0 bis 20 Gew.-%, und insbesondere bevorzugt 0 bis 15 Gew.-%, wobei jeweils die oberen Grenzen dieser Bereiche nicht eingeschlossen sind.
Sofern dies erforderlich ist, kann die erfindungsgemäße wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen auch weitere Verbindungen umfassen, die üblicherweise zu Beschichtungen gegeben werden. Beispiele hierfür sind Additive wie Pigmente, oberflächenaktive Verbindungen, Neutralisationsmittel, Stabilisatoren, Verdickungsmittel, Entschäumungsmittel, Oberflächenkonditionierer, Verlaufmittel, Dispersionsmittel für Pigmente, Ultraviolettabsorptionsmittel, sowie Antioxidantien; anorganische Füllmittel, wie Siliziumdioxid; leitfähige Füllmittel, wie leitfähiger Kohlenstoff, leitfähige Füllmittel und Metallpulver; sowie organische Reformer und Weichmacher.
Beispiele für Verdickungsmittel, die der erfindungsgemäßen wässrigen Zusammensetzung für Primerbeschichtungen beigemischt werden können, umfassen nicht-ionische, assoziierende Urethane als Verdickungsmittel, alkalische quellbare Verdickungsmittel sowie anorganische Einlagerungsverbindungen, wie Bentonit.
Beispiele für Pigmente, die der erfindungsgemäßen wässrigen Zusammensetzung für Primerbeschichtungen beigemischt werden können umfassen: farbige Pigmente, wie anorganische Pigmente (zum Beispiel Titanoxid, Ruß, Eisenoxid, Chromoxid, sowie Preussisch Blau), sowie organische Pigmente (zum Beispiel Azofarbstoffe, Anthracenfarbstoffe, Perylenfarbstoffe, Chinacridonfarbstoffe, Indigofarbstoffe, sowie Phthalocyaninfarbstoffe); Füllmittel, wie Talk und präzipitiertes Bariumsulfat; leitfähige Pigmente, wie leitfähiger Kohlenstoff und Fasern, die mit Zinnoxid beschichtet sind, welches mit Antimon dotiert ist. Diese können entweder allein oder in Kombination miteinander verwendet werden. Wird ein Pigment verwendet, liegt der Anteil des Pigments vorzugsweise im Bereich von 5 bis 60 Gew.-% des gesamten Feststoffgehalts der Zusammensetzung. Ist der Anteil geringer als 5 Gew.-%, wird keine Deckkraft erreicht. Beträgt der Anteil mehr als 60 Gew.-%, lässt sich die Beschichtung nicht als Film ausbilden.
Die erfindungsgemäße wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen kann weiter ein organisches Lösungsmittel enthalten, wobei dessen Anteil höchstens 40 Gew.-% des Wassers im Lösungsmittel ausmacht. Die Zugabe des organischen Lösungsmittels verbessert die Verarbeitbarkeit und steigert beispielsweise die Dispergierbarkeit der Pigmente. Beispiele für derartige organische Lösungsmittel umfassen: aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol und Xylol; aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Hexan, Heptan und Oktan; alizyklische Kohlenwasserstoffe, wie Cyclohexan, Methylcyclohexan und Cylclopentan; Ester, wie Ethylacetat, n-Butylacetat, Isobutylacetat und Amylacetat; Ether, wie n-Butylether und Isobutylether; Ketone, wie Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon und Cyclohexanon; Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Isopropanol, n-Butanol, 2-Butanol, n-Propylenglycol und Isopropylenglycol, Cellosolv, wie Ethylenglycolmonobutylether, Ethylenglycolmonohexylether und Ethylenglycolmonoethyletheracetat; Carbitole, wie Diethylenglycolmonoethylether; Propylenglycolmonoalkylether, wie Propylenglycolmonomethylether, Propylenglycolmonobutylether; und weitere Lösungsmittel, wie Dioxan, N-Methylpyrrolidon, Dimethylformamd und Diacetonalkohol.
(Wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen):
Die erfindungsgemäße wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen umfasst wie oben bereits ausführlich dargelegt eine Emulsion eines mit einem Säureanhydrid modifizierten Poly(olefinchlorid)harzes (A), ein wässriges Alkydharz (B) sowie ein wässriges Novolak-Epoxidharz und, soweit dies erforderlich ist, weitere Bestandteile, wie Pigmente.
Der Anteil der oben genannten drei Bestandteile (A) bis (C) der erfindungsgemäßen wässrigen Zusammensetzung für Primerbeschichtungen beträgt ausgedrückt als Gewichtsanteil am gesamten Feststoffgehalt des Harzes in der Zusammensetzung: (A) 20 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 50 Gew.-%; (B) liegt im Bereich von 10 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 50 Gew.-%; und (C) liegt im Bereich von 10 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 50 Gew.-%.
Beträgt der Gewichtsanteil der oben beschriebenen Emulsion des mit einem Säureanhydrid modifizierten Poly(olefinchlorid)harzes (A) weniger als 20 Gew.-%, kann keine ausreichende Haftung auf dem Polyolefinmaterial erreicht werden. Beträgt der Gewichtsanteil mehr als 60 Gew.-%, verschlechtert sich die Haftung zur darüber liegenden Farbschicht sowie die Dispergierbarkeit des Pigments.
Ist der Gewichtsanteil des Alkydharzes (B) geringer als 10 Gew.-%, verschlechtert sich die Stabilität der Pigmentdispersion, ferner ist die Beständigkeit gegenüber Benzin/Ethanolgemischen (Gasohol) gering. Ist der Gewichtsanteil größer als 60 Gew.-%, ist die Beständigkeit gegenüber Wasser gering.
Beträgt der Gewichtsanteil des Novolak-Epoxidharzes (C) weniger als 10 Gew.-%, ist die Beständigkeit gegenüber Wasser gering und die Beständigkeit gegenüber Benzin/Ethanolgemischen (Gasohol) ist ebenfalls gering. Ist andererseits der Gewichtsanteil größer als 60 Gew.-%, kann mit der Zusammensetzung für Primerbeschichtungen nur schwer eine filmförmige Beschichtung hergestellt werden (die Filmbildungseigenschaften verschlechtert sich), und selbst wenn ein Film erhalten wird, ist dieser hart und brüchig.
Nach einer Ausführungsform, die besonders geeignet ist, um die Wirkung der vorliegenden Erfindung zu erreichen, enthält die erfindungsgemäße wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen ein Pigment. Wie oben beschrieben, liegt der Anteil des Pigments in diesem Fall bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 60 Gew.-% des gesamten Feststoffgehalts der Zusammensetzung. Ist der Anteil geringer als 5 Gew.-%, wird keine Deckkraft erreicht. Beträgt der Anteil andererseits mehr als 60 Gew.-%, verschlechtern sich die Filmbildungseigenschaften und der entstehende Film ist brüchig.
Das wässrige Alkydharz verhindert in der erfindungsgemäßen wässrigen Zusammensetzung für Primerbeschichtungen, dass sich die Beständigkeit gegenüber Benzin/Ethanolgemischen (Gasohol) verschlechtert, und bewirkt eine Verbesserung der Dispergierbarkeit des Pigments. Weiter bewirkt es, dass während der Lagerung die Leitfähigkeit des leitfähigen Kohlenstoffs erhalten bleibt. Das wässrige Novolak-Epoxidharz (C) bewirkt, dass sich die Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit und die Beständigkeit gegenüber Benzin/Ethanolgemischen (Gasohol) verbessern.
Die erfindungsgemäße wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen wird erhalten, indem die Harzemulsion, die das mit einem Säureanhydrid modifizierte Poly(olefinchlorid) enthält, mit dem wässrigen Alkydharz und dem wässrigen Novolak-Epoxidharz in einem bestimmten Verhältnis vermischt werden. Wegen der durch die Kombination dieser Bestandteile erreichten synergistischen Wirkungen wird zusätzlich zu ihren jeweiligen Eigenschaften bewirkt, dass eine Verschlechterung der Wasserbeständigkeit der Zusammensetzung vermieden wird und gleichzeitig eine hohe Haftfähigkeit erhalten bleibt. Weiter zeigt diese Zusammensetzung eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Benzin/Ethanolgemischen (Gasohol) und eine ausgezeichnete Stabilität der Pigmentdispersion. Derartige Eigenschaften, die insbesondere für die Beschichtung von Kunststoffmaterialien für Kraftfahrzeuge gefordert werden, konnten mit den bisher bekannten wässrigen Zusammensetzungen für Primerbeschichtungen nicht erreicht werden. Unter diesem Gesichtspunkt sind die Wirkungen der vorliegenden Erfindung besonders bemerkenswert.
(Materialien des zu beschichtenden Gegenstandes):
Das Kunststoffmaterial, aus dem der mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung für Primerbeschichtungen zu beschichtende Gegenstand besteht, unterliegt keinen besonderen Beschränkungen. Beispiele sind: Polyolefine wie Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE); Acrylnitril-Styrol (AS), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Poly(phenylenoxid) (PPO), Poly(vinylchlorid) (PVC), Polyurethan (PU) und Polycarbonat (PC).
(Beschichtung):
Um die erfindungsgemäßen beschichteten Gegenstände zu erhalten, kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung für Primerbeschichtungen zum Beispiel zum Beschichten von Polyolefinmaterialien, wie Stoßstangen von Automobilen, verwendet werden. Die Beschichtung (der Film aus der Beschichtung mit einem Primer) wird auf dem Polyolefinmaterial aufgetragen, indem die Polyolefinmaterialien mit der wässrigen Zusammensetzung für Primerbeschichtungen beschichtet werden und die Zusammensetzung anschließend getrocknet wird.
Das Verfahren, mit dem die Polyolefinmaterialien beschichtet werden, unterliegt an sich keinen besonderen Beschränkungen, kann aber durch Beschichten mit Druckluft oder durch Beschichten ohne Druckluft ausgeführt werden. Die Menge der zum Beschichten verwendeten wässrigen Zusammensetzung für Primerbeschichtungen wird beispielsweise so gewählt, dass die Stärke des getrockneten Films bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 30 μm, insbesondere bevorzugt 5 bis 20 μm liegt. Ist die Dicke des getrockneten Films kleiner als 2 μm, kann diese zu gering sein, um einen kontinuierlichen und gleichmäßigen Film zu erhalten. Ist andererseits die Dicke des trockenen Films größer als 30 μm, kann die Wasserfestigkeit oder die Witterungsbeständigkeit gering sein. Nach dem Beschichten der Oberfläche des Polyolefinmaterials wird der Beschichtungsfilm getrocknet. Dieses Trocknen kann bei Raumtemperatur durchgeführt werden. Bevorzugt wird jedoch bei einer Temperatur von 60 bis 140°C getrocknet, um die Verarbeitungsfähigkeit und die physikalischen Eigenschaften zu verbessern. Die Trocknungstemperatur wird unter Berücksichtigung der Wärmebeständigkeit der Materialien in einem Bereich ausgewählt, in dem keine thermische Verformung der Materialien eintritt.
Für die Beschichtung der Polyolefinmaterialien wird weiter auf der Primerbeschichtung eine farbige Deckschicht aufgetragen. Diese farbige Deckschicht unterliegt an sich keinen besonderen Beschränkungen, Beispiele umfassen jedoch einphasige Einbrennlacke, zweiphasige Urethanlacke, sowie einphasige Lackfarben.
Die erfindungsgemäße wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen eignet sich für eine Beschichtung von Polyolefinmaterialien, insbesondere Polypropylenmaterialien, und ist insbesondere geeignet für Polypropylenmaterialien, die geringe Mengen einer Kautschukkomponente enthalten. Die wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen kann generell auch auf andere Kunststoffmaterialien als Polyolefinmaterialien aufgetragen werden.
(Wirkung und Vorteile der Erfindung):
Die vorliegende Erfindung stellt eine wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen zur Verfügung, bei der eine Verschlechterung der Wasserbeständigkeit vermieden und eine hohe Haftung erreicht wird, und die eine sehr gute Beständigkeit gegenüber Benzin/Ethanolgemischen (Gasohol) sowie eine sehr gute Stabilität der Pigmentdispersion aufweist. Ferner stellt die Erfindung einen Gegenstand zur Verfügung, der mit der wässrigen Zusammensetzung für Primerbeschichtungen beschichtet ist.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Im Weiteren wird die Erfindung an Hand von Beispielen bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert und mit Vergleichsbeispielen, die nicht der Erfindung entsprechen, verglichen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Sofern nicht anders angegeben, bezieht sich die Angabe ”Teile” auf das Gewicht.
Die Bedeutungen der in den Tabellen verwendeten Abkürzungen sind im folgenden angegeben.

ACRYSET^®-ARL 580, 585:: wässrige Alkydharze, hergestellt von Nippon Shokubai Co., Ltd.
S346:: wässrige Alkydharze der water sol^® Reihe, hergestellt von Dainippon Ink & Chemicals, Inc.
FOAMASTER^® S:: Siliconentschäumer, hergestellt von Henkel.
CT324:: acetylenisches Benetzungsmittel für Pigmente ”SUR-FYNOL^®”, hergestellt von Air Products, Inc.
EC600JD:: leitfähiger Kohlenstoff ”KETJEN BLACK^®”, hergestellt von Lion.
R960:: Titandioxidpigment ”Tipure^®”, hergestellt von E. I. Du Pont DE NEMOURS & Co., Ltd.
SS50B:: Siliziumdioxidreihe NIPSIL^®, hergestellt von Nippon Silica Kogyo Co., Ltd.
BF-10:: präzipitiertes Bariumsulfat, hergestellt von Sakai Chemicals Co., Ltd.
DIW:: entionisiertes Wasser.
CIPP-Emulsion:: eine Emulsion eines mit Maleinsäureanhydrid modifizierten Polypropylenchloridharzes, das im Herstellungsbeispiel 1 hergestellt wird.
6006W70:: Emulsion des Epoxidharzes ”EPI-REZ”, hergestellt von Yuka-Shell.
EM150:: Emulsion des Epoxidharzes ”Denacol^®”, hergestellt von Nagase Chemicals, Ltd.
KL245:: Siliconoberflächenconditioner ”POLYFLOW”, hergestellt von Kyoei Kagaku Co., Ltd.
ASE60:: Verdickungsmittel ”ACRYSOL”, hergestellt von Rohm und Haas.
DMEA:: Dimethylaminoethanol

(Herstellungsbeispiel 1: Herstellung einer Emulsion eines mit Maleinsäureanhydrid modifizierten Poly(propylenchlorid)harzes):
Ein mit einem Rührwerk, einem Thermometer, einem Temperaturmessstab und einem Kühler versehener Reaktor wurde mit 233 Teilen Hardlen^® M128P (mit Maleinsäureanhydrid modifiziertes Polypropylenchlorid, hergestellt von Toyo Kasei Kogyo Co., Ltd., Chlorgehalt 21 Gew.-%, gewichtsgemitteltes Molekülgewicht: 40.000), 59 Teilen Emulgen^® 920 (Nonylphenylpolyoxyethylenether, hergestellt von Kao Corporation), 62 Teilen Solvesso^®-100 (aromatische Kohlenwasserstoffe, hergestellt von Exxon), und 27 Teilen Essigsäurecarbitol beschickt. Diese Materialien wurden gelöst, indem für eine Stunde auf 110°C erwärmt wurde und dann auf eine Temperatur von höchstens 100°C abgekühlt wurde. Anschließend wurden 619 Teile entionisiertes Wasser, das 5 Teile gelöstes Dimethylaminoethanol enthielt, während einer Stunde tropfenweise zugegeben, um eine Emulsion mit inverser Phase herzustellen. Nach dem Abkühlen wurde die Emulsion durch ein Sieb von 400 mesh filtriert.
Die erhaltene Emulsion des mit Maleinsäureanhydrid modifizierten Poly(propylenchlorids) wies einen Anteil an nichtflüchtigen Bestandteilen von 30,5 Gew.-% und eine mittlere Teilchengröße von 0,1 μm (bestimmt durch Laserstreuung) auf.
(Herstellungsbeispiel 2: Herstellung der Paste (a) der Pigmentdispersion):
Unter Rühren wurden 360 Teile ACRYSET^®-ARL 580 (wässrige Alkydharzdispersion, hergestellt von Nippon Shokubai Co., Ltd.), 45 Teile SURFYNOL^® CT324 (acetylenisches Pigmentbenetzungsmittel, hergestellt von Air Products, Inc.), 7 Teile FOAMASTER^® S (Siliconentschäumer, hergestellt von Henkel), 249 Teile entionisiertes Wasser, 25 Teile KETJEN BLACK^® EC600JD (leitfähiger Kohlenstoff, hergestellt von Lion), sowie 314 Teile Tipure^® R960 (Titandioxidpigment, hergestellt von E. I. Du Pont DE NEMOURS & Co., Ltd.) in dieser Reihenfolge in einen Kessel gegeben, der mit einem Rührwerk ausgestattet war. Nachdem für eine Stunde gerührt worden war, wurde mit einer Labor-DYNO^®-MILL von 1,4 Litern dispergiert, bis mit eine Teilchengröße von höchstens 20 μm gemessen wurden.
Die Paste (a) mit dem dispergierten Pigment besaß einen nichtflüchtigen Anteil von 54 Gew.-% und eine Viskosität von 62 KU (20°C).
(Herstellungsbeispiele 3 bis 9: Herstellung von Pasten (b) bis (h) mit dispergiertem Pigment):
Die Pasten (b) bis (h) mit dem dispergierten Pigment wurden in der gleichen Weise wie beim Herstellungsbeispiel 2 hergestellt, mit dem Unterschied, dass die Anteile der zum Mischen verwendeten Ausgangsmaterialien wie in Tabelle 1 angegeben gewählt wurden. In Tabelle 1 ist jeweils auch der nichtflüchtige Anteil der hergestellten Pasten mit den dispergierten Pigmenten aufgeführt. Tabelle 1
(Beispiel 1):
Es wurden 221 Teile der im Herstellungsbeispiel 1 erhaltenen Emulsion des mit Maleinsäureanhydrid modifizierten Poly(propylenchlorid)harzes, sowie 328 Teile der im Herstellungsbeispiel 2 erhaltenen pigmenthaltigen Paste, 71 Gewichtsteile EPI-REZ 6006W70 (Epoxyharzemulsion, hergestellt von Yuka Shell), 3 Teile POLYFLOW KL245 (Silicon-Oberflächenconditioner, hergestellt von Kyoei Kagaku Co., Ltd), 355 Teile entionisiertes Wasser, 2 Teile Dimethylaminoethanol und 20 Teile ACRYSOL ASE60 (Alkali-Verdickungsmittel, hergestellt von Rohm und Haas) unter Rühren in dieser Reihenfolge in einen Reaktor gegeben, der mit einem Rührer ausgestattet war, und die entstandene Mischung für 1 Stunde gerührt.
Die erhaltene wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen (1) wies einen Anteil an nichtflüchtigen Bestandteilen von 29 Gew.-% und eine Viskosität von 70 KU (20°C) auf. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
Diese wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen (1) wurde auf ein Polypropylenmaterial aufgesprüht (das zuvor mit einem neutralen Reinigungsmittel gereinigt worden war) (Größe: 70 mm × 260 m × 3 mm), um eine Dicke des getrockneten Films von 10 μm zu erhalten und anschließend für 10 Minuten bei 80°C getrocknet. Zur Herstellung des Probenkörpers wurde das Polypropylenmaterial nach dem Abkühlen mit einer Schicht einer lösungmittelbasierten zweiphasigen metallischen Grundfarbe besprüht (hergestellt von Nippon Bee Chemical Co., Ltd), um eine Dicke des getrockneten Films von 15 μm zu erhalten, und anschließend mit einer Schicht einer lösungsmittelbasierten zweiphasigen klaren Farbe (hergestellt von Nippon Bee Chemical Co., Ltd) besprüht, um eine Dicke des getrockneten Films von 15 μm zu erhalten und anschließend für 30 Minuten bei 80°C getrocknet.
Um die Haftungseigenschaften zu prüfen, wurde mit dem Probenkörper ein Schachbrettmuster-Abziehtest durchgeführt. Weiter wurde ein Test auf Feuchtigkeitsbeständigkeit durchgeführt. Nach der Prüfung der Feuchtigkeitsbeständigkeit wurde das Erscheinungsbild bewertet und mit dem Schachbrettmuster-Abziehtest die Haftungsfähigkeit überprüft. Ferner wurde die Beständigkeit gegenüber Benzin/Ethanolgemischen (Gasohol) überprüft. Zusätzlich wurde auch die Stabilität der Pigmentdispersion überprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefasst. Die Tests und Bewertungen wurden wie folgt durchgeführt:
(Schachbrettmuster-Abziehtest):
Der Schachbrettmuster-Abziehtest wurde mit einem Cellulose-Klebeband entsprechend der JIS K5400 durchgeführt. Zur Durchführung des Abziehtests wurden 100 Quadrate (2 mm × 2 mm) erzeugt. Die Bewertung wurde wie folgt durchgeführt:
O: 0/100 (keine Ablösung)
Δ: 1/100 bis 50/100 (höchstens 50% Ablösung)
X: 51/100 bis 100/100 (mindestens 51% Ablösung)
(Test auf Feuchtigkeitsbeständigkeit):
Das wie oben beschrieben beschichtete Polyolefinmaterial wurde für 10 Tage bei einer Temperatur von 50°C und bei einer Luftfeuchtigkeit von 98% belassen und anschließend der oben beschriebene Schachbrettmuster-Abziehtest durchgeführt und das Erscheinungsbild bewertet.
Das Erscheinungsbild nach dem Test auf Feuchtigkeitsbeständigkeit wurde wie folgt bewertet:
O: Im Vergleich zum Ausgangszustand (vor dem Test auf Feuchtigkeitsbeständigkeit) konnte keine Veränderung des Erscheinungsbildes festgestellt werden.
X: Im Vergleich zum Ausgangszustand (vor dem Test auf Feuchtigkeitsbeständigkeit) konnten gequollene oder matte Bereiche festgestellt werden.
(Prüfung der Beständigkeit gegenüber Benzin/Ethanolgemischen (Gasohol)):
Ein Stück aus dem wie oben beschrieben beschichteten Polyolefinmaterial (3 cm × 3 cm) wurde in ein Benzin/Ethanolgemisch (Gasohol) eingetaucht, das erhalten wurde, indem in einem Anteil von 10 Vol.-% Ethanol zu Normalbenzin gegeben wurde. Es wurde die Zeit gemessen, die verstrich, bis sich die Beschichtung an einer Kante auf einer Länge von 2 mm abgelöst hatte. War die Zeit länger als 30 Minuten wurde mit O bewertet, war die Zeit kürzer als 30 Minuten wurde mit X bewertet.
(Bewertung der Stabilität der Pigmentdispersion):
In einem durchsichtigen Becherglas mit einem Inhalt von 500 ml und einem ebenen Boden wurden 400 ml Farbe gegeben und dann für 24 Stunden mit einem teflonbeschichteten Magnetrührer bei Raumtemperatur bei 200 U/min gerührt. Anschließend wurde die Trennung und die Sedimentation des Pigments überprüft. Die Bewertung erfolgte wie folgt:
O: Eine Veränderung konnte nicht festgestellt werden.
X: Eine Abtrennung und Sedimentation des Pigments konnte festgestellt werden.
(Beispiele 2 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4):
Die wässrigen Zusammensetzungen für Primerbeschichtungen (2) bis (5) und die wässrigen Vergleichszusammensetzungen für Primerbeschichtungen (6) bis (9) wurden in der gleichen Weise wie bei Beispiel 1 hergestelt, mit dem Unterschied, dass die Art und die Mischungsanteile der verwendeten Harze wie in Tabelle 2 angegeben waren. Anschließend wurden die Proben in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 geprüft und bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefasst. Tabelle 2
Tabelle 3
Es können verschiedene Details der Erfindung verändert werden, ohne dass vom Kern der Erfindung oder von ihrem Umfang abgewichen wird. Die Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient nur der Erläuterung, sie soll die Erfindung, wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert ist, jedoch nicht beschränken.

Claims

Wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen, umfassend eine Emulsion eines mit einem Säureanhydrid modifizierten Poly(olefinchlorid)harzes (A), ein wässriges Alkydharz (B) und ein wässriges Novolak-Epoxidharz (C), wobei die Anteile an (A), (B) und (C) betragen: (A) 20 bis 60 Gew.-%, (B) 10 bis 60 Gew.-%, und (C) 10 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des gesamten Feststoffgehaltes der Harze in der Zusammensetzung.
Wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen nach Anspruch 1, wobei weiter ein Pigment in einem Anteil von 5 bis 60 Gew.-% enthalten ist, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt der Zusammensetzung.
Wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mit einem Säureanhydrid modifizierte Poly(olefinchlorid)harz (A) einen Chlorgehalt von 10 bis 30 Gew.-%, einen Anteil der Säureanhydridgruppen von 1 bis 10 Gew.-%, und ein gewichtsgemitteltes Molekülgewicht von 20.000 bis 200.000 aufweist.
Wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Harz (B) bezogen auf den Feststoffanteil des Harzes einen Säurewert von 5 bis 100 aufweist.
Wässrige Zusammensetzung für Primerbeschichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Harz (C) als Hauptbestandteil einen Polyglycidylether eines Novolak-Phenolharzes enthält.
Beschichteter Gegenstand, beschichtet mit der wässrigen Zusammensetzung für Primerbeschichtungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.